一种噪声发电装置及自供电传感器制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种噪声发电装置，包括壳体、转换电路模块、蓄电池及若干个声电转换组件；声电转换组件的声波导管与亥姆霍兹共鸣器连接，且声波导管底部的传声孔与亥姆霍兹共鸣器的大口对应设置，弹性薄膜内嵌于亥姆霍兹共鸣器的小口处，压电片贴合在弹性薄膜远离亥姆霍兹共鸣器的一面；若干个亥姆霍兹共鸣器均插设在壳体上，且声波导管位于壳体外部，弹性薄膜位于壳体内部；转换电路模块和蓄电池均位于壳体内部，转换电路模块包括处理电路和与处理电路的输出端连接的充电电路，所述压电片的上下表面均通过导线与处理电路连接，所述充电电路的输出端与蓄电池连接。本发明专利技术具有更高的电能转化效率，节能减排效果更好。

A Noise Generating Device and Self-powered Sensor

The invention provides a noise generating device, which includes a shell, a conversion circuit module, a storage battery and several acoustic-electric conversion components; the acoustic waveguide tube of the acoustic-electric conversion module is connected with the Helmholtz resonator, and the sound transmission hole at the bottom of the acoustic waveguide tube is set corresponding to the large mouth of the Helmholtz resonator; the elastic film is embedded in the small mouth of the Helmholtz resonator; the piezoelectric plate is attached to the elasticity. The film is far from one side of the Helmholtz resonator; several Helmholtz resonators are inserted on the shell, and the acoustic waveguide tube is located outside the shell, and the elastic film is located inside the shell; the conversion circuit module and the storage battery are located inside the shell, and the conversion circuit module includes the processing circuit and the charging circuit connected with the output of the processing circuit. The upper and lower surfaces of the piezoelectric chip are all connected. The overhead wire is connected with the processing circuit, and the output end of the charging circuit is connected with the storage battery. The invention has higher energy conversion efficiency and better energy saving and emission reduction effect.

【技术实现步骤摘要】
一种噪声发电装置及自供电传感器
本专利技术属于发电
，具体涉及一种噪声发电装置及运用该噪声发电装置形成的自供电传感器。
技术介绍
近年来，微电子、计算机等技术的发展，极大地推动了无线传感器网络的发展，为人们的生活带来了极大的便利。然而，如何为网络中大量分散的传感器节点供电是制约无线传感器发展的问题之一。传感器中应用较多的有烟雾传感器，其被安装在各种公共场所和交通工具中用于火灾预防检测工作。烟雾传感器多由电池供电，一般一年左右就需要更换电池，更换过程中需消耗大量人力物力成本，且该间断期存在火灾隐患。同时，更换下来的废电池难以处理，易对环境造成污染。因此，采集传感器运行环境中的能量，实现传感器的自供电是目前研究的热点方向。公众环境中存在大量噪声，严重影响人们的日常生活，人们试图通过各种方法去减少噪声对人们健康的危害。在另一方面，噪声中蕴含着巨大的能量，若能将环境中噪声的能量加以利用，转化成电能将会是一项具有深远意义的创举。同时在隧道等环境中存在较大的风能，因此利用噪声声能和风能来为传感器进行供电，既能将噪声能量和风能利用起来，又能解决传感器供电难的问题。据检索，申请号为CN201010116355.9的专利申请公开了一种噪声发电装置，如图8所示，该噪声发电装置由亥姆霍兹共鸣器和谐振发电机组成，亥姆霍兹共鸣器的谐振腔32正对细颈或小开口31的硬壁39上有窗口34，其上设置振动膜片33，振动膜片33经连杆35与谐振发电机36的振子38相连，振子38在定子37的磁场里往复移动，切割磁力线发电。由此可见，现有噪声发电装置采用电磁式结构，该结构不仅导致噪声发电装置结构复杂，并且在声电转换的过程中机械结构会产生能力损耗，噪声发电装置所吸收的噪声不能全部产生振动，导致发电效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足提供一种噪声发电装置和运用该噪声发电装置形成的自供电传感器，该噪声发电装置可以解决现有技术发电效率低、传感器供电难的问题。为达到上述要求，本专利技术采取的技术方案是：提供一种噪声发电装置，包括壳体、转换电路模块、蓄电池及若干个声电转换组件；所述声电转换组件包括声波导管、亥姆霍兹共鸣器、弹性薄膜及压电片，声波导管与亥姆霍兹共鸣器连接，且声波导管底部的传声孔与亥姆霍兹共鸣器的大口对应设置，弹性薄膜内嵌于亥姆霍兹共鸣器的小口处，压电片贴合在弹性薄膜远离亥姆霍兹共鸣器的一面；若干个所述亥姆霍兹共鸣器均插设在壳体上，且声波导管位于壳体外部，弹性薄膜位于壳体内部；所述转换电路模块和蓄电池均位于壳体内部，转换电路模块包括处理电路和与处理电路的输出端连接的充电电路，所述压电片的上下表面均通过导线与处理电路连接，所述充电电路的输出端与蓄电池连接。一种自供电传感器，在上述噪声发电装置的基础上还包括传感器本体和与传感器本体固定连接的连接片，所述连接片与所述下盖卡扣连接；传感器本体的电源正负极与所述蓄电池电连接。与现有技术相比，本专利技术具有的优点如下：(1)通过将弹性薄膜和压电片直接完全贴合，噪声或风通过共振使压电材料发生形变，从而在无源条件下使声音进行机械能到电能的转化，与现有技术中的电磁式结构相比，此装置避免了机械结构产生的能力损耗，使弹性薄膜的振动最大程度地转化为压电片的电能，具有更高的电能转化效率，节能减排效果更好；(2)声波导管具有大耳和小耳，模仿人耳原理，与传统声波导管相比能更好地收集噪声或风，从而提高噪声和风的利用率；大耳和小耳通过内齿和外齿卡扣连接，可以根据应用环境的不同，手动调整声波导管的朝向与长度，从而最大效率地吸收噪声，提高声电转换效率；(3)声波导管内设置有透音膜，透音膜具有防尘作用，可以延长装置使用寿命长；(4)壳体采用聚乙烯材料制成，有较好的耐热性和耐潮性，制作价格低廉，可被大量生存投放市场；(5)通过连接片将噪声发电装置与传感器本体进行结合，使其形成自供电传感器，节约了以往更换电池的人力物力，减少废电池污染，同时降低了噪声污染，一举多得。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为噪声发电装置的结构示意图；图2为噪声发电装置的爆炸图；图3为噪声发电装置的剖视图；图4为声波导管的结构示意图；图5为噪声发电装置的线路连接示意图；图6为自供电传感器的爆炸图；图7(a)为下盖的结构示意图；(b)为连接片的结构示意图；图8为现有技术的结构示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。实施例1一种噪声发电装置，如图1-3所示，包括壳体5、转换电路模块7、蓄电池6及四个声电转换组件。每个声电转换组件均包括声波导管2、亥姆霍兹共鸣器4、弹性薄膜9及压电片8。亥姆霍兹共鸣器4为现有技术，是一种最基本的声共振系统，其具有球形共鸣腔41，球形共鸣腔41具有大小两个口，使用时，把小口插在耳中，大口42对着声源，接收传来的声波，如果传来的声波中有与该共鸣器固有基音相同的谐音，就发生共鸣，否则就听不到声音。在本实施例中，声波导管2通过胶水或螺钉与亥姆霍兹共鸣器4连接，且声波导管2底部的传声孔27与亥姆霍兹共鸣器4的大口42对准设置；弹性薄膜9内嵌于亥姆霍兹共鸣器4的小口处，并通过胶水粘接在该小口处；压电片8贴合在弹性薄膜9远离亥姆霍兹共鸣器4的一面,并通过胶水与该弹性薄膜9粘接。上述球形共鸣腔41的直径为3.6cm。四个亥姆霍兹共鸣器4均匀插设在壳体5上，即亥姆霍兹共鸣器4的一部分位于壳体5外部，一部分伸入壳体5内部，且声波导管2位于壳体5外部，弹性薄膜9位于壳体5内部。转换电路模块7通过螺钉固定在壳体5内部，蓄电池6通过螺钉或胶水固定在壳体5内部。转换电路模块7包括处理电路和与处理电路的输出端连接的充电电路74，压电片8的上下表面均通过导线与处理电路连接，充电电路74的输出端与蓄电池6连接。如图5所示，处理电路包括多个整流电路71、滤波电路72以及降压电路73；多个整流电路71的输入端与压电片8的上下表面连接，多个整流电路71的输出端并联连接后与滤波电路72连接，滤波电路72与降压电路73连接；压电片8采用压电陶瓷片，蓄电池6采用锂电池。充电电路74包括集成芯片LM317和集成芯片LM3420，集成芯片LM317的IN脚与降压电路73的输出端连接，集成芯片LM317的IN脚通过电容C3与地连接，集成芯片LM317的OUT脚与电阻R2和二极管VD串联连接，电阻R1并联在集成芯片LM317的ADJ脚和电阻R2远离集成芯片LM317的一端上；集成芯片LM317的ADJ脚与三极管VT2的发射极连接，三极管VT2的集电极与地连接，三极管VT2的基极通过电阻R4与集成芯片LM3420的OUT脚连接，电阻R4靠近集成芯片LM3420的一端通过电阻R5与地连接；集成芯片LM3420的IN脚与三极管VT1的发射极连接，三极管VT1的集电极与二极管VD远离集成芯片LM317的一端和蓄电池6的正极连接，电阻R3并联在集成芯片LM317的IN脚和三极管VT1的基极上，集成芯片LM3420的CO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种噪声发电装置，其特征在于：包括壳体(5)、转换电路模块(7)、蓄电池(6)及若干个声电转换组件；所述声电转换组件包括声波导管(2)、亥姆霍兹共鸣器(4)、弹性薄膜(9)及压电片(8)，声波导管(2)与亥姆霍兹共鸣器(4)连接，且声波导管(2)底部的传声孔与亥姆霍兹共鸣器(4)的大口对应设置，弹性薄膜(9)内嵌于亥姆霍兹共鸣器(4)的小口处，压电片(8)贴合在弹性薄膜(9)远离亥姆霍兹共鸣器(4)的一面；若干个所述亥姆霍兹共鸣器(4)均插设在壳体(5)上，且声波导管(2)位于壳体(5)外部，弹性薄膜(9)位于壳体(5)内部；所述转换电路模块(7)和蓄电池(6)均位于壳体(5)内部，转换电路模块(7)包括处理电路和与处理电路的输出端连接的充电电路(74)，所述压电片(8)的上下表面均通过导线与处理电路连接，所述充电电路(74)的输出端与蓄电池(6)连接。

【技术特征摘要】
1.一种噪声发电装置，其特征在于：包括壳体(5)、转换电路模块(7)、蓄电池(6)及若干个声电转换组件；所述声电转换组件包括声波导管(2)、亥姆霍兹共鸣器(4)、弹性薄膜(9)及压电片(8)，声波导管(2)与亥姆霍兹共鸣器(4)连接，且声波导管(2)底部的传声孔与亥姆霍兹共鸣器(4)的大口对应设置，弹性薄膜(9)内嵌于亥姆霍兹共鸣器(4)的小口处，压电片(8)贴合在弹性薄膜(9)远离亥姆霍兹共鸣器(4)的一面；若干个所述亥姆霍兹共鸣器(4)均插设在壳体(5)上，且声波导管(2)位于壳体(5)外部，弹性薄膜(9)位于壳体(5)内部；所述转换电路模块(7)和蓄电池(6)均位于壳体(5)内部，转换电路模块(7)包括处理电路和与处理电路的输出端连接的充电电路(74)，所述压电片(8)的上下表面均通过导线与处理电路连接，所述充电电路(74)的输出端与蓄电池(6)连接。2.根据权利要求1所述的噪声发电装置，其特征在于：所述壳体(5)为圆柱体型，包括侧壁(51)和完全封闭侧壁(51)两端的上盖(52)和下盖(54)组成，上盖(52)和下盖(54)均设置有内螺纹，侧壁(51)与上盖(52)和下盖(54)连接的位置处分别设置有外螺纹，上盖(52)和下盖(54)分别与侧壁(51)螺纹连接。3.根据权利要求2所述的噪声发电装置，其特征在于：所述声波导管(2)包括均为喇叭形的大耳(24)和小耳(21)，大耳(24)较小开口端具有第一连接部(23)，第一连接部(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周正，章淑娴，胡晓楠，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51