摘要 — 在本文中,我们提出了一种将声音转换为电能并将其用于各种应用的想法。压电换能器用于将声音转换为电能。其背后的基本原理是压电效应。当电能施加在压电晶体上时,它开始振动。同样,当由于声音或机械能施加在压电晶体上而产生的振动时,也会产生压电现象。这里,四个压电换能器与声音传感器连接,以产生 3-5 伏范围内的输出电压。输出电压通过使用升压转换器来升压。然后将电压存储在可充电电池中并用于交通信号控制器等应用。PIC 微控制器用于为交通信号控制器提供操作标准和时间延迟,继电器用于说明应用目的索引术语 - 压电换能器、PIC、声音传感器、升压转换器、可充电电池
抽象的压电能量收集系统在通过低频操作为微电动设备供电方面起着至关重要的作用。在这里,已经为低功率电子设备开发了一种新型的压电能量收集设备。开发的压电能量收集系统由一个悬臂向外投射,悬臂一端连接到风圈,另一端连接到扭转弹簧。开发的压电能量收集系统在通电的微电器设备中的应用。悬臂向内放在压电电晶体堆栈中。当风击中时,会在防线器中产生涡流,该涡流振荡并在压电晶体堆栈中产生压力,以开发电能。从压电能量收集系统获得的输出电压不会影响压电晶体的任何输入频率。获得的结果表明,开发的压电能量收集系统会产生120-200 eV,为2.9×10 16 –4.84×10 16 Hz频率,考虑到基本电荷单元为40,对于4-9 m/s的可变风流。这项研究旨在开发用于低功率微电动设备的有效风能的压电能量收集系统。
目标 提供有关 MEMS 技术和制造的基本知识。 课程目标 本课程应使学生能够: 1. 了解微制造的演变。 2. 学习各种制造技术。 3. 了解微传感器和微执行器。 4. 学习各种微执行器的设计。 第一单元简介(9 小时) 基本定义 – 微制造的演变 – 微系统和微电子学,缩放定律:静电力、电磁力、结构刚度、流体力学和传热的缩放。 第二单元微传感器(9 小时) 简介 – 微传感器:生物医学传感器和生物传感器 – 化学传感器 – 光学传感器 – 压力传感器 – 热传感器、声波传感器。 第三单元微执行器(9 小时) 微驱动:使用热力、压电晶体、静电力进行驱动。基于 SMA 的微执行器,微执行器:微夹钳、微电机、微阀门、微泵、微加速度计 - 微流体。第四单元 MEMS 制造技术(9 小时)MEMS 材料:硅、硅化合物、压电晶体、聚合物微系统制造工艺:光刻、离子注入、扩散、氧化、CVD、溅射、蚀刻技术。第五单元微加工(9 小时)微加工:体微加工、表面微加工、LIGA 工艺。封装:微系统封装、基本封装技术、封装材料选择。
●涵盖了多种用于光学应用的晶体:激光和非线性光学晶体,磁光晶体,闪烁体/剂量计晶体,宽带隙半导体,压电和铁电晶体等等等等。●我们当前的主要研究目标是:用于高亮度照明设备的单晶磷光器。用于激光机械的光学隔离器的法拉迪旋转器。用于高温使用的压电晶体,例如燃烧压力传感器。氧化包胶作为新型宽带隙半导体。用于IR光学应用的Chalcogenide●积极促进与大学,国立研究所和行业的合作,并积极追求国际合作,以促进新的观点和原始思想。
用于切换电路或连接电路或在电路中工作的电压不超过 1000 V 的电气设备(不包括保险丝、自动断路器和其他保护电路的装置、继电器和其他开关、灯座、插头和插座) 8541.10 二极管,除光敏或发光二极管(LED)之外 8541.21 晶体管,除耗散率小于 1 W 的光敏晶体管之外 8541.29 除光敏晶体管之外的其他晶体管 8541.30 晶闸管、双向晶闸管和三端双向晶闸管(不包括光敏半导体器件) 8541.49 光敏半导体器件(不包括光伏发电机和电池) 8541.51 其他半导体器件:基于半导体的换能器 8541.59 其他半导体器件 8541.60 已装配的压电晶体
用于切换电路或连接电路或在电路中工作的电压不超过 1000 V 的电气设备(不包括保险丝、自动断路器和其他保护电路的装置、继电器和其他开关、灯座、插头和插座) 8541.10 二极管,除光敏或发光二极管(LED)之外 8541.21 晶体管,除耗散率小于 1 W 的光敏晶体管之外 8541.29 除光敏晶体管之外的其他晶体管 8541.30 晶闸管、双向二极管和三端双向可控硅开关元件(不包括光敏半导体器件) 8541.49 光敏半导体器件(不包括光伏发电机和电池) 8541.51 其他半导体器件:基于半导体的换能器 8541.59 其他半导体器件 8541.60 已装配的压电晶体
超声波电源(发电机)将 50/60 Hz 电压转换为高频电能。此交流电压施加到转换器内的圆盘状陶瓷压电晶体上,使它们随着极性的每次变化而膨胀和收缩。这些纵向振动被探头(喇叭)放大,并以交替的高压和低压超声波形式传输到液体中。压力波动将液体分子拉开,形成数百万个微气泡(空腔),这些气泡在低压阶段膨胀,在高压阶段猛烈内爆。随着气泡破裂,内爆点会产生数百万个冲击波、微流、涡流以及极端压力和温度。尽管这种称为空化的现象仅持续几微秒,并且每个气泡释放的能量很小,但产生的能量累积量却非常高。该过程是自我刺激的,因为内爆的气泡会为气泡的形成创造新的位置。传递的高剪切能量在探针尖端附近最大,并且随着距离尖端的距离增加而减小。
超声波电源(发电机)将 50/60 Hz 电压转换为高频电能。此交流电压施加到转换器内的圆盘状陶瓷压电晶体上,使它们随着极性的每次变化而膨胀和收缩。这些高频纵向机械振动被探头(喇叭)放大,并以交替的膨胀和压缩声压波的形式传输到液体中。压力波动导致液体分子内聚力分解,将液体拉开并产生数百万个微气泡(空腔),这些气泡在低压阶段膨胀,在高压阶段剧烈内爆。随着气泡破裂,内爆点会产生数百万个微观冲击波、微喷射流、涡流和极端压力和温度,并传播到周围介质。尽管这种称为空化的现象仅持续几微秒,并且每个气泡释放的能量很小,但内爆空腔产生的累积能量极高,是超声波槽中产生能量的许多倍。
使用压电设备从空调冷凝器中收集能量 摘要 使用校园内的几台空调机组来确定空调冷凝器机组中潜在的废能来源,并设计了能量收集方法。这些能量收集方法称为使用压电设备的振动和气流驱动能量收集。目标是从排气流中产生电能(类似于喷气发动机的加力燃烧器,但规模要小得多)。对于压电设备,想法是使设备振动以产生电能。工程技术课程的学生和教师研究了空调机组,以确定潜在的废能来源。根据季节、振动水平和冷凝器的排气扇流量进行测量以确定运行时间。进行了测量,并与计算出的从冷凝器中获取的潜在功率进行了比较。这个本科研究项目是全校范围内为促进节能和研究使用清洁可再生能源而开展的几项工作之一。简介 压电性一词源于希腊语 piezein ,意思是挤压和按压。直接效应和逆效应是两种压电效应。在直接效应中,电荷由机械应力产生。在逆效应中,施加电场会产生机械运动。压电能量收集利用直接效应,k p 、k 33 、d 33 、d 31 、g 33 是压电材料特性的特征。k 因子,称为压电耦合因子,是方便直接测量机电效应整体强度的典型方法 [1-4]。压电能量收集是一种通过应变压电材料将机械能转化为电能的方法 [5]。压电材料的应变或变形会导致整个设备中的电荷分离,产生电场并导致与施加的应力成比例的电压降。振荡系统通常是悬臂梁结构,在杠杆的未连接端有一个质量,因为它为给定的输入力提供更高的应变 [6]。产生的电压随时间和应变而变化,平均而言有效地产生不规则的交流信号。压电能量转换产生的电压和功率密度水平比电磁系统相对较高。此外,压电效应能够从机械应力中产生晶体和某些类型陶瓷等元素的电势 [7]。如果压电材料未短路,则施加的机械应力会在材料上产生电压。用于清除振动能量的最常见设备类型是悬臂压电设备,它通过弯曲、摇晃和变形来发电 [8]。有许多基于压电材料的应用,例如电动打火机。在这个系统中,按下按钮会导致弹簧锤击中压电晶体,产生的高电压会跨越小火花间隙,从而点燃可燃气体。按照同样的想法,便携式打火机用于点燃燃气烤架和炉灶,以及各种