[发明专利]船舶动力管网的复合式振动能收集监测装置

权利要求书

1.一种船舶动力管网的复合式振动能收集监测装置，其特征在于，包括：

水泵，安装于管网管路上；

旁排回路，所述旁排回路的一端与所述水泵的出水口处的所述管网管路相连接，且所述旁排回路的另一端与集水设备相连接；

第一被动式单向阀，设置于所述旁排回路上，且靠近所述旁排回路的所述一端；

第二被动式单向阀，设置于所述旁排回路上，且远离所述旁排回路的所述一端；

调节阀，设置于所述旁排回路上，且位于所述第一被动式单向阀和所述第二被动式单向阀之间；

振动能收集器，设置于所述旁排回路上，并位于所述调节阀与所述第一被动式单向阀之间，且所述振动能收集器能够收集所述旁排回路的管内压力、流量波动时的能量，并能够提供电能；以及

电源管理电路，与所述振动能收集器电性连接；

其中，所述第一被动式单向阀与所述第二被动式单向阀的布置方向相反。

2.如权利要求1所述的船舶动力管网的复合式振动能收集监测装置，其特征在于，所述第一被动式单向阀与所述第二被动式单向阀为涡流二极管或特斯拉阀。

3.如权利要求1所述的船舶动力管网的复合式振动能收集监测装置，其特征在于，所述第一被动式单向阀沿水流动方向布置，用以防止回流及水锤，所述第二被动式单向阀沿逆水流反向布置，用以起平稳节流作用，且所述第一被动式单向阀和所述第二被动式单向阀的正反向阻力比均不小于7。

4.如权利要求1所述的船舶动力管网的复合式振动能收集监测装置，其特征在于，还包括：

数据收发芯片，与所述电源管理电路电性连接；

传感器，设置于所述旁排回路上，并位于所述第一被动式单向阀与所述振动能收集器之间，且所述传感器分别与所述电源管理电路和所述数据收发芯片电性连接；以及

示警机构，与所述数据收发芯片电性连接。

5.如权利要求4所述的船舶动力管网的复合式振动能收集监测装置，其特征在于，所述传感器为加速度传感器、温度传感器、压力传感器和湿度传感器中的任意一个或多个。

6.如权利要求5所述的船舶动力管网的复合式振动能收集监测装置，其特征在于，所述振动能收集器包括压电发电机和摩擦发电机，且所述压电发电机和所述摩擦发电机分别与所述电源管理电路电性连接，并向所述电源管理电路进行供电。

7.如权利要求6所述的船舶动力管网的复合式振动能收集监测装置，其特征在于，所述压电发电机由基座和多个压电振子构成，所述压电振子均呈悬臂梁结构，所述基座能够滑动地设置于所述旁排回路的管路内壁上，所述多个压电振子均设置于所述基座上；

其中，所述压电振子采用单层压电晶片；

其中，所述压电振子靠近来水流一侧为柔性压电材料层，且背面为压电片金属层；

其中，所述压电振子沿水流动方向倾斜布置于所述基座上，当所述旁排回路的管内流量或压力波动时，所述压电振子来回摆动，并持续向所述电源管理电路输送电能；

其中，当所述旁排回路的管内流量或压力波动时，能够推动所述基座在所述旁排回路的管路内壁上横向移动。

8.如权利要求7所述的船舶动力管网的复合式振动能收集监测装置，其特征在于，所述摩擦发电机能够滑动地设置于所述旁排回路的管路内壁上；

其中，所述摩擦发电机由上至下依次包括第一金属电极、第一电介质、第二电介质和第二金属电极，且所述摩擦电机的外部包裹有绝缘层；

其中，所述第一金属电极的一端与所述压电发电机的所述基座相抵接，且当所述基座横向移动时，能够带动所述第一金属电极和所述第一电介质横向移动，从而形成感应电荷的转移，进而形成电流，并持续向所述电源管理电路输送电能。

9.如权利要求7所述的船舶动力管网的复合式振动能收集监测装置，其特征在于，所述电源管理电路为能量收集电路，且均包括电容和整流桥；

其中，当所述压电发电机产生的能量超过能量阈值时，或所述传感器的信号超过速度阈值时，所述数据收发芯片向所述示警机构发送预警信号。

10.如权利要求7所述的船舶动力管网的复合式振动能收集监测装置，其特征在于，所述多个压电振子的长度相同或不同，且不同长度的所述压电振子的固有频率与管内流动激励频率接近或相同。