[发明专利]一种基于摩擦纳米发电机的自驱动振动传感器

说明书

本发明涉及振动传感器技术领域，具体是指一种基于摩擦纳米发电机的自驱动振动传感器，包括两个壳体，两个所述壳体之间从上到下依次设有上极板、弹簧钢片和下极板，所述上极板下侧设有第一电极，所述下极板上侧设有第二电极，所述弹簧钢片的上侧设有第一介电薄膜，所述弹簧钢片的下侧设有第二介电薄膜。本发明的自驱动振动传感器将振动能转化为电能，不需再搭载辅助电源，使用更加方便，并且同时还能监测机械设备的振动状态，稳定性更好。

技术领域

本发明涉及振动传感器技术领域，具体是指一种基于摩擦纳米发电机的自驱动振动传感器。

背景技术

摩擦纳米发电机是一种全新的机械能发电方式，其基于麦克斯韦位移电流原理，结合摩擦起电和静电感应，可将环境中的机械能高效转化为电能。

振动是一种能够反映物体状态的信号，结构物和机械设备的状态监测都采用振动信号检测，当前振动传感器普遍是电力驱动型，供能方式一般为导线直连式供能或自身携带蓄电池；随着振动传感器数量的增多及分布范围的扩展，这种能源补给方式将不能满足需求，且存有如下问题：采用导线直连方式易使传感器摆放位置受限；蓄电池方式在电池耗尽后必须人工更换，维护成本较高，甚至可能出现漏液、腐蚀等安全问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供一种基于摩擦纳米发电机的自驱动振动传感器。

一种基于摩擦纳米发电机的自驱动振动传感器，包括两个壳体，两个所述壳体之间从上到下依次设有上极板、弹簧钢片和下极板，所述上极板下侧设有第一电极，所述下极板上侧设有第二电极，所述弹簧钢片的上侧设有第一介电薄膜，所述弹簧钢片的下侧设有第二介电薄膜。

进一步地，所述上极板、下极板和弹簧钢片均为矩形，所述第一电极、第二电极、第一介电薄膜和第二介电薄膜的形状亦为矩形。

进一步地，所述第一介电薄膜和第二介电薄膜的面积相同，且均小于弹簧钢片的面积。

进一步地，所述弹簧钢片、上极板距离和下极板相互平行安装，所述弹簧钢片到上极板距离与到下极板距离相同。

进一步地，所述弹簧钢片为淬火钢材。

进一步地，所述第一介电薄膜和第二介电薄膜均采用FEP材料。

进一步地，所述第一电极和第二电极均为铝材质。

进一步地，所述第一电极、第二电极、第一介电薄膜和第二介电薄膜上均设有纳米级至微米级的微凸起结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1本发明将采用摩擦纳米发电技术感知机械设备的运转状况并收集能量为电子器件提供驱动电能；

2利用摩擦纳米发电机技术得出的电信号便能测得设备振动的频率和振幅，可以直接向外部传输电信号，在外部配备处理单元分析系统后，其可以实现长期实时测量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明发电原理示意图；

图3是本发明一种基于摩擦纳米发电机的自驱动振动传感器的使用示意图；

图4是本发明一种基于摩擦纳米发电机的自驱动振动传感器的使用流程示意图；

图5是本发明使用中判断振动量的判断示意图。

如图所示：1、上极板；2、第一电极；3、弹簧钢片；4、第二电极；5、壳体；6、下极板；7、第一介电薄膜；8、第二介电薄膜。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。