[发明专利]用于低功耗传感器供能的涡流激振式压电俘能器

权利要求书

1.一种用于低功耗传感器供能的涡流激振式压电俘能器，其特征在于该用于低功耗传感器供能的涡流激振式压电俘能器包括微孔隙增流组件（1）、紧定螺钉（2）和涡流激振式发电组件（3），微孔隙增流组件（1）通过紧定螺钉（2）与涡流激振式发电组件（3）螺纹连接；所述微孔隙增流组件（1）包括锥形吸气端（1-1）、吸气端螺钉（1-2）、辅助套筒（1-3）、锥形喷气端（1-4）、喷气端螺钉（1-5）、喷气端密封圈（1-6）和吸气端密封圈（1-7）；所述锥形吸气端（1-1）与辅助套筒（1-3）气体密封，锥形吸气端（1-1）与辅助套筒（1-3）螺纹连接；锥形喷气端（1-4）与辅助套筒（1-3）气体密封，锥形喷气端（1-4）与辅助套筒（1-3）螺纹连接；所述涡流激振式发电组件（3）包括发电组件安装架（3-1）、压电发电元件（3-2）、谐振弹簧（3-3）和柱体挡流块（3-4）；发电组件安装架（3-1）与压电发电元件（3-2）固定，压电发电元件（3-2）与谐振弹簧（3-3）连接，压电发电元件（3-2）与柱体挡流块（3-4）固定。

2.根据权利要求1所述的用于低功耗传感器供能的涡流激振式压电俘能器，其特征在于所述的锥形吸气端（1-1）设置有吸气孔（1-1-1）、吸气端通孔（1-1-2）、吸气端密封圈凹槽（1-1-3）和吸气端螺纹孔（1-1-4），吸气端螺纹孔（1-1-4）与吸气端螺钉（1-2）螺纹连接；所述辅助套筒（1-3）设置有吸气端套筒螺纹孔（1-3-1），吸气端套筒螺纹孔（1-3-1）与吸气端螺钉（1-2）螺纹连接；辅助套筒（1-3）设置有进气孔（1-3-2）和喷气端套筒螺纹孔（1-3-3），喷气端套筒螺纹孔（1-3-3）与喷气端螺钉（1-5）螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的用于低功耗传感器供能的涡流激振式压电俘能器，其特征在于所述锥形喷气端（1-4）设置有喷气端连通孔（1-4-1）、锥形喷气口（1-4-2）和喷气端螺纹孔（1-4-3）；喷气端螺纹孔（1-4-3）与喷气端螺钉（1-5）螺纹连接；锥形喷气端（1-4）设置有连接螺纹孔（1-4-4），连接螺纹孔（1-4-4）与紧定螺钉（2）螺纹连接；锥形喷气端（1-4）设置有喷气端密封圈凹槽（1-4-5）。

4.根据权利要求1所述的用于低功耗传感器供能的涡流激振式压电俘能器，其特征在于所述的发电组件安装架（3-1）设置有发电端螺纹固定孔（3-1-1），发电端螺纹固定孔（3-1-1）通过紧定螺钉（2）与微孔隙增流组件（1）螺纹连接；发电组件安装架（3-1）设置有压电元件固定槽（3-1-2）、固定连接孔（3-1-3）和环形出气口（3-1-4）；所述柱体挡流块（3-4）设置有压电元件固定槽（3-4-1），压电元件固定槽（3-4-1）与压电发电元件（3-2）固定。

5.根据权利要求1所述的用于低功耗传感器供能的涡流激振式压电俘能器，其特征在于所述吸气孔（1-1-1）半径为R₀，吸气端通孔（1-1-2）半径为R₁，吸气孔（1-1-1）与吸气端通孔（1-1-2）的半径比为E=R₀/R₁，E值满足的范围为1~1.5；所述喷气端连通孔（1-4-1）的半径为R₃，喷气端连通孔（1-4-1）与吸气端通孔（1-1-2）的半径比为F=R₃/R₁，F值满足的范围为1.2~1.5。

6.根据权利要求1所述的用于低功耗传感器供能的涡流激振式压电俘能器，其特征在于所述的发电组件安装架（3-1）设置有压电元件固定槽（3-1-2），相邻两个压电元件固定槽（3-1-2）间的中心距离为L，L的范围为10~20 mm；所述柱体挡流块（3-4）半径为R，谐振弹簧（3-3）原长为B，谐振弹簧（3-3）与压电元件固定槽（3-1-2）满足关系L=B+ζ R，ζ满足的范围为1~3之间；柱体挡流块（3-4）长度为h，h/R的取值范围为2~6。

7.根据权利要求1所述的涡流激振式发电组件（3），其特征在于压电发电元件（3-2）选用压电陶瓷片PZT或柔性强韧性压电材料PVDF。