[发明专利]用于船用发动机的振动能量收集和无线温度测量的系统

说明书

本发明的用于船用发动机的振动能量收集和无线温度测量的系统包括振动能量收集模块、温度传感模块、温度采集及蓝牙传输模块、终端显示模块。振动能量收集模块包括压电振动能量收集装置和整流稳压电路；压电振动能量收集装置由多个线性振动能量收集装置复合而成；线性振动能量收集装置包括压电双晶片梁和质量块；压电双晶片梁包括弹性层和上下两层压电层，弹性层设置于上下两层压电层之间；压电双晶片梁采用矩形梁设计，各梁上下两层压电层的极化方向垂直于梁的长度方向，且串联连接，输出电压为温度传感模块、温度采集及蓝牙传输模块供电。该系统可对船用发动机进行振动能量收集和无线温度测量，且具有操作方便、可移植性强、可免除外接电源的特点。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种用于船用发动机的振动能量收集和无线温度测量的系统。

背景技术

随着科技的发展，温度检测设备已广泛应用于工业、医疗、电力等各个方面。船用发动机对温度范围有着严格的要求，当设备发热温度较高时，不仅需要停产检修，还有可能造成严重的事故，因此，对船用发动机的温度进行实时掌控尤为重要。

目前大部分船用发动机所采用的方式为，将温度传感器安装在发动机外部，并通过有线连接的方式，在舱内显示温度。上述方法接线繁琐，温度测量精度低，且抗干扰性能差。另外，船用发动机在使用过程中一直处在高频振动当中，上述方法也未考虑对该过程中产生的振动能量进行收集和利用。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种用于船用发动机的振动能量收集和无线温度测量的系统。

本发明提供的用于船用发动机的振动能量收集和无线温度测量的系统包括：振动能量收集模块、温度传感模块、温度采集及蓝牙传输模块、终端显示模块；

所述振动能量收集模块包括压电振动能量收集装置和整流稳压电路；压电振动能量收集装置由多个线性振动能量收集装置复合而成；线性振动能量收集装置包括压电双晶片梁和质量块；所述压电双晶片梁包括弹性层和上下两层压电层，弹性层设置于上下两层压电层之间；所述压电双晶片梁采用矩形梁设计，各梁上下两层压电层的极化方向均垂直于梁的长度方向，并且串联连接以增加电压输出；压电双晶片梁的上下两层压电层通过导线连接至整流稳压电路的交流电输入端口，经整流稳压电路整流稳压后得到稳定的直流电；

振动能量收集模块与温度传感模块、温度采集及蓝牙传输模块连接，振动能量收集模块用于收集发动机在工作时发生振动产生的能量；

温度传感模块采用PT100铂热电阻温度传感器，将传感器探头置于发动机的温度测量位置，并将传感器的电压输出端连接至温度采集及蓝牙传输模块；

温度采集及蓝牙传输模块由STM32F767单片机主控电路及蓝牙传输模块组成，当单片机采集到温度传感器的输出信号后，将其转换为对应的温度数值，并调用蓝牙传输模块，将该温度数值传输给终端显示模块显示。

如上所述的系统，优选地，压电振动能量收集装置由两个线性振动能量收集装置复合而成，分别为第一线性振动能量收集装置和第二线性振动能量收集装置，第一线性振动能量收集装置包括第一压电双晶片梁和第一质量块，第二线性振动能量收集装置包括第二压电双晶片梁和第二质量块；第一压电双晶片梁的一段被固定在支座上，连接第二质量块的第二压电双晶片梁以第一质量块的右侧端为固定点，以L型复合在第一压电双晶片梁上。

如上所述的系统，振动能量收集模块中，压电振动能量收集装置将发动机振动信号转为压电层输出的交流信号，而后经整流稳压电路将交流电转化为直流电，并利用稳压二极管将该直流电稳定，而后利用三端可调式输出集成稳压器及其外围电路实现最终的稳定直流电输出及电压可调。

如上所述的系统，振动能量收集模块输出的稳定的直流电传输给温度传感模块、温度采集及蓝牙传输模块，为温度传感模块、温度采集及蓝牙传输模块供电。