[发明专利]一种利用多孔的声能采集器实现噪音选择性发电的方法

权利要求书

1.一种利用多孔的声能采集器实现噪音选择性发电的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤一：安装基于双缺陷声学超材料的宽频声能采集器、亥姆霍兹共鸣器以及压电陶瓷换能器，以及配套的带有噪音测量装置的控制装置；其中在宽频声能采集器上制作声音收集孔洞，使用控制模块依据所处环境下声能的大小实时地对声能采集器的孔洞进行开闭处理并同时对隔离开关进行相应地切换；

步骤二：使用多孔的基于双缺陷声学超材料的宽频声能采集器收集噪声；

步骤三：使用亥姆霍兹共鸣器将收集的声音放大处理；

步骤四：使用压电陶瓷换能器实现声能到电能的转换；

步骤五：将大噪音情况下经换能器产生的恒压电流直接输入设备中进行供电；

步骤六：将小噪音情况下经换能器产生的低压交流电能经整流接入蓄电池，对电池充电。

2.根据权利要求1所述的一种利用多孔的声能采集器实现噪音选择性发电的方法，其特征在于：步骤一中，加装隔音材料的隔音屏障，减少声能的流失。

3.根据权利要求1所述的一种利用多孔的声能采集器实现噪音选择性发电的方法，其特征在于：步骤一中，安装多台基于双缺陷声学超材料的宽频声能采集器，每一台基于双缺陷声学超材料的宽频声能采集器配备一台亥姆霍兹共鸣器，在基于双缺陷声学超材料的宽频声能采集器上制作多处声音收集孔洞，保证能量的收集能够在±10₀的范围内调控；然后将耦合的多孔的基于双缺陷声学超材料的宽频声能采集器和亥姆霍兹共鸣器接入压电陶瓷换能器。

4.根据权利要求3所述的一种利用多孔的声能采集器实现噪音选择性发电的方法，其特征在于：步骤一中，确定需要输入设备中的恒压电流的电压大小，设为U₀；依据公式计算出压电材料产生电压U₀所受到的外力F₀的数值：

Q＝C_d*V＝F*d₃₃

上式中Q代表电荷，C_d代表电容，V代表电压，F代表外力，d₃₃代表压电常数；

此时输出电压V由压电材料元件的压电常数g₃₃、厚度t、截面积A的关系表达，即：

V＝F*d₃₃/C_d＝F*g₃₃*t/A

得，外力F₀的表达式为：

F₀＝V₀*A/(g₃₃*t)

通过实验测量得出此模型下输入声能收集器的声能E₀与亥姆霍兹放大器输出的外力F₀之间的函数关系；将E₀设置为控制模块的参考值，控制模块依据E₀和所测得噪音能量E₁的大小关系决定声能采集器上孔洞的开闭数量以及对隔离开关做出相应的切换。

5.根据权利要求4所述的一种利用多孔的声能采集器实现噪音选择性发电的方法，其特征在于：当控制模块上绑定的噪音测量装置显示噪音的能量数值大于E₀时，控制模块将宽频声能采集器上的孔洞进行适量的闭合，以保证收集的噪声能量处于E₀±10₀的范围内，进而保证外力F₀和输出电压U₀的稳定。

6.根据权利要求5所述的一种利用多孔的声能采集器实现噪音选择性发电的方法，其特征在于：当控制模块上绑定的噪音测量装置显示噪音的能量数值大于E₀并进行孔洞开闭调整的同时，控制模块命令隔离开关导向直接输入设备的一侧，以满足恒压电流直接供电的要求；其中隔离开关连接换能器与负荷线路，通过控制模块切换使得隔离开关连接换能器与蓄电池线路。