[发明专利]一种用于监测海洋结构物振动的自供能传感装置

说明书

本发明涉及振动传感器技术领域，具体涉及一种用于监测海洋结构物振动的自供能传感装置，包括连接板、弹簧、撞击板、摩擦纳米发电单元以及外壳；所述连接板、弹簧、撞击板以及摩擦纳米发电单元均设置在所述外壳的内部，所述连接板的一侧与所述外壳内侧的其中一侧连接，所述弹簧的一端与所述连接板的另一侧连接，所述弹簧的另一端与所述撞击板连接，所述摩擦纳米发电单元与所述外壳内侧的其中一侧连接，所述连接板与所述摩擦纳米发电单元呈相对设置。本发明的用于监测海洋结构物振动的自供能传感装置利用摩擦纳米发电技术将海洋结构物在海流中的振动能转化为电能，并且同时监测海洋结构物的振动，使用起来更加方便，监测更加稳定。

技术领域

本发明涉及振动传感器技术领域，具体涉及一种用于监测海洋结构物振动的自供能传感装置。

背景技术

在现代社会中，随着对海洋资源需求的不断增大，对于输送海洋资源的海洋结构物状态监测问题也日益受到重视，海洋结构物在海洋开发中应用广泛，同时由于环境情况复杂，结构物很容易受到破坏，其中振动是破坏海洋结构物极其严重的因素，对结构物的振动监测显得极为重要。在现有的技术中，例如公开号为CN111257213A中公开的一种用于海洋结构物水下防腐涂层原位监测的装置及方法，通常在这些监测系统中利用各种传感器对结构物的状态进行监测，例如加速度传感器、应变传感器，而对于这些分布在结构物上的传感器均需要提供额外的电源去驱动传感器的工作，不仅占用检测系统的空间位置，还由于电池寿命的因素，导致监测系统要不定时去更换电池，这不仅大大增加了结构物监测的成本，还使得监测过程复杂许多，此外，如果使用电缆进行供电无疑又使整个监测系统变得繁琐，并且增加了监测的不稳定性。

发明内容

为了解决上述现有海洋结构物所存在的供电不方便以及不稳定的问题，本发明提供了一种用于监测海洋结构物振动的自供能传感装置，利用摩擦纳米发电技术将海洋结构物在海流中的振动能转化为电能，并且同时监测海洋结构物的振动，使用起来更加方便，监测更加稳定。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种用于监测海洋结构物振动的自供能传感装置，包括连接板、弹簧、撞击板、摩擦纳米发电单元以及外壳；

所述连接板、弹簧、撞击板以及摩擦纳米发电单元均设置在所述外壳的内部，所述连接板的一侧与所述外壳内侧的其中一侧连接，所述弹簧的一端与所述连接板的另一侧连接，所述弹簧的另一端与所述撞击板连接，所述摩擦纳米发电单元与所述外壳内侧的其中一侧连接，所述连接板与所述摩擦纳米发电单元呈相对设置。

在本发明中，本自供能传感装置安装于海洋结构物监测系统中，当结构物无振动时，撞击板不会发生振动，撞击板不会撞击摩擦纳米发电单元，摩擦纳米发电单元不产生电信号；而当结构物振动时，弹簧发生振动，带动撞击板振动，当振动幅度达到所设置的幅度时，撞击板撞击摩擦纳米发电单元，撞击板的振动幅度反应了结构物的振动幅度，同时由于撞击板振动幅度的不同会产生不同的电信号，根据电信号的不同就可以计算出海洋结构物的振幅情况，使用起来更加方便，监测效果好，监测也更加稳定。

进一步的，所述摩擦纳米发电单元包括两个电极相同的第一电极板和第二电极板以及两层不同的第一摩擦材料和第二摩擦材料；所述第二电极板的一侧与所述外壳内侧的其中一侧连接，所述第二电极板的另一侧与所述第二摩擦材料的一侧连接，所述第二摩擦材料的另一侧与所述第一摩擦材料的一侧连接，所述第二摩擦材料的另一侧与所述第一电极板连接，发电效果好，发电稳定，灵敏度高。