[实用新型]一种为微型水文监测设备供电的发电装置

说明书

本实用新型公开了一种为微型水文监测设备供电的发电装置，包括固定横梁，固定横梁两端下方分别固定有阻流体和悬臂梁，悬臂梁下端固定有压电片基板，压电片基板下端设置有振动体，压电片基板表面上固定设置有压电片。本实用新型的一种为微型水文监测设备供电的发电装置，能充分利用流致振动能的发电，为微型水文监测元器件提供电源。

技术领域

本实用新型属于发电装置技术领域，涉及一种为微型水文监测设备供电的发电装置。

背景技术

随着人类社会的不断进步和发展，与技术进步密切相关的世界能源消耗(WEC)的增长吐出来利用可再生能源的必要性，但是现状往往不尽如人意，能源的需求远高于产量，能源危机已经成为人类世界面临的首要问题。不仅大型设备的驱动需要能源供应，小型设备甚至微型设备的能源需求更让人头疼，现阶段应用最广泛且最成熟的环境能量采集技术为太阳能与风能采集技术，但对设备环境的要求十分严格。相比之下，机械振动能缺广泛存在于生活中的各个场所，如何收集机械振动能，尤其是流体大量存在的机械振动能是目前有待解决的问题。

尾流激振现象多发生沿流向方向排布的俘能系统中，流体流经上游钝体所产生的脱落涡旋作用在下游振子上，使下游振子受到额外激励作用是而产生的一种激振形式。当发生尾流激振时，随着流速的升高，振子振幅逐渐增大，最后趋于一稳定值。由于下游振子受到上游振子的尾流作用，故尾流激振属于强迫振动形式。本质上是钝体绕流问题。流体冲击钝体，受到压缩速度变快，与之前的流场形成剪切层；剪切层不稳定。当惯性力远大于粘性力时，剪切层破坏，形成的更加湍急的漩涡。如流速够快，当漩涡脱离固体时，由于涡街是非对称的，会产生侧向力，而这个侧向力与涡街频率有关；即当固体频率和涡街频率接近时，发生共振。

目前虽然存在一些水下压电发电装置，但均不是用于微型元器件巡航或发电效率低，目前亟需一种能充分利用流致振动能的发电装置，解决当前微型水文监测元器件巡航问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种为微型水文监测设备供电的发电装置，能充分利用流致振动能的发电，为微型水文监测元器件提供电源。

本实用新型所采用的技术方案是，一种为微型水文监测设备供电的发电装置，包括固定横梁，固定横梁两端下方分别固定有阻流体和悬臂梁，悬臂梁下端固定有压电片基板，压电片基板下端设置有振动体，压电片基板表面上固定设置有压电片。

本实用新型的特征还在于，

压电片上端呈对称连接有铜电极。

两个铜电极通过导线共同连接有能量收集耦合电路，能量收集耦合电路包括与铜电极连接的整流桥，整流桥还通过导线电连接有滤波电路、稳压器、充电保护电路及蓄电池。

阻流体为圆柱体，上端设置有螺丝，固定横梁上设置有多个螺纹孔，阻流体通过螺纹连接的方式可拆卸固定在固定横梁上。

阻流体直径为40～50mm。

悬臂梁呈圆柱形，直径为10mm。

悬臂梁下端开设有与压电片厚度相适应的凹槽，压电片嵌入凹槽内并通过螺钉固定在悬臂梁下端的凹槽内。

压电片基板上端居中开设两个圆孔，压电片基板通过螺钉穿过两个圆孔固定在悬臂梁的凹槽内，压电片基板下端对称开设两个圆孔，用螺钉通过压电片基板下端的圆孔将振动体固定于压电片基板上。

振动体横截面呈等腰三角形，且等腰三角形顶角度数为70°，底边长为40mm。

悬臂梁上端设置有螺丝，固定横梁对应位置处设置有螺纹孔，悬臂梁通过螺纹连接的方式可拆卸固定在固定横梁上。

压电片基板长度为75～95mm，厚度为0.5～0.6mm，宽度为20～25mm，压电片长度为60～80mm，宽度为15～20mm，厚度为0.2～0.4mm。