[发明专利]一种无源压电传感器及监测系统

说明书

本公开披露一种无源压电传感器及监测系统，该无源压电传感器包括：汲能监测组件，用于汲取来自传感器所附着物体的任意方向的动能，以及用于检测被附着物体的运动状态；压电换能器件，与所述汲能监测组件连接，用于将所述被附着物体运动形态转化为电能并输出；无线通信组件，与所述压电换能器件连接，用于发送所述述被附着物体运动形态的电能信号。通过实施本公开披露的技术方案，该无源压电传感器可实现在应用环境下长期持续的自供电，且体积小，结构简单，造价成本低。

技术领域

本公开涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种无源压电传感器及监测系统。

背景技术

加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器，在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量获得加速度值。加速度传感器随着半导体集成电路工艺和MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)技术的进步得以快速发展。

加速度传感器的应用十分广泛，例如车辆、智能手机、数码设备以及智能玩具等。常见的加速度传感器结构有应变式、压阻式、压电式和电容式等，恶劣环境中的加速度测量大都采用无线的工作方式。

目前，无线加速度传感器又分为有源和无源两种。其中，无线有源的加速度传感器一般采用射频收发电路进行数据传输，其收发电路依靠电池进行供电；无线无源的加速度传感器一般采用电感近场耦合原理传输数据，传感器结构简单不需要电池供电，特别适用恶劣环境中的应用。

然而，传感器长时间暴露在恶劣的环境条件下，例如高温、振动、电磁力、尘污、及雨雪等，导致的传感器损坏或故障会增加运营成本，所以如何实现传感器持续稳定的供电，是行业内亟待解决的重要问题。

发明内容

有鉴于此，本公开提供一种无源压电传感器及监测系统，可实现长期持续的自供电，至少部分解决现有技术中存在的问题。

为解决上述技术问题，本公开披露一种无源压电传感器，该无源压电传感器包括：

汲能监测组件，用于汲取来自传感器所附着物体的任意方向的动能，以及用于检测被附着物体的运动状态；

压电换能器件，与所述汲能监测组件连接，用于将所述被附着物体运动形态转化为电能并输出；

无线通信组件，与所述压电换能器件连接，用于发送所述述被附着物体运动形态的电能信号。

作为一种可选的实现方式，基于上述实施例，所述汲能监测组件进一步包括：

中心连接体；

第一悬臂，具有第一位姿监测轴，与所述中心连接体连接，用于汲取来自所述传感器所附着物体的任意方向的动能、以及用于测量第一位姿监测轴的加速度；

第二悬臂，具有第二位姿监测轴，与所述中心连接体连接，用于汲取来自所述传感器所附着物体的任意方向的动能、以及用于测量第二位姿监测轴的加速度；

第三悬臂，具有第三位姿监测轴，与所述中心连接体连接，用于汲取来自所述传感器所附着物体的任意方向的动能、以及用于测量第三位姿监测轴的加速度。

作为一种可选的实现方式，基于上述实施例，所述压电换能器件进一步包括：

第一悬臂压电换能器，与所述第一悬臂连接，并通过第一身份标识模块与所述无线通信组件连接；

第二悬臂压电换能器，与所述第二悬臂连接，并通过第二身份标识模块与所述无线通信组件连接；

第三悬臂压电换能器，与所述第三悬臂连接，并通过第三身份标识模块与所述无线通信组件连接。

作为一种可选的实现方式，基于上述实施例，所述汲能监测组件还包括：