一种自驱动机械振动传感器及机械振动监测方法技术

本发明专利技术涉及一种自驱动机械振动传感器及机械振动监测方法，其中，自驱动机械振动传感器包括：电磁发电模块，用于收集一个方向的机械振动产生的能量；倍压整流储能模块，用于将电磁发电模块输出的交流电转化成直流电并储存；摩擦发电模块，用于检测电磁发电模块对应机械振动方向的正交方向的机械振动并输出电信号；脉冲触发模块，由摩擦发电模块输出的电信号触发，并由倍压整流储能模块供能。本发明专利技术耦合了电磁发电模块和摩擦发电模块，二者紧密有效耦合，分工明确且互不影响，充分发挥了其在能量收集和主动传感方面独特的优势；倍压整流储能模块和脉冲触发模块减少了不必要的能量损耗和满足了实际应用的需求，实现了自供能和主动传感报警功能。和主动传感报警功能。和主动传感报警功能。

【技术实现步骤摘要】
一种自驱动机械振动传感器及机械振动监测方法


[0001]本专利技术属于机械振动传感器领域，涉及一种耦合多工作机制的自驱动机械振动传感器及基于该自驱动机械振动传感器的机械振动监测方法，其中，特别涉及机械振动的能量收集和振动检测的主动传感。

技术介绍

[0002]在城市的快速建设和稳定运行过程中，大型机械(比如高铁、地铁、货梯、传送带)发挥着举足轻重的作用。这些大型机械在运行过程中会不可避免地产生复合式振动，这种振动通常被认为是不利的。在对这种复合振动进行分解、分析时发现：通常一个方向的振动是由于机械自身特性产生的，不可避免；另一个方向(指正交方向)的振动是由外部因素引起的，比如运动冲击、受力不均、设备老化、运行时间过长等，对机械自身稳定运行产生负面影响。如果无法对这种复合振动进行实时监测、传感和反馈，机械在运行过程中可能会发生故障，从而造成巨大的人力、财力损失。
[0003]目前通常采用机械振动传感器而非电子振动传感器来对机械设备进行监测，其原因是：一方面，机械设备的运行环境通常涉及到交互的电场和磁场，会影响电子振动传感器的稳定性和持久性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自驱动机械振动传感器，其特征在于，包括：电磁发电模块，用于收集一个方向的机械振动产生的能量，并输出交流电；倍压整流储能模块，包括倍压整流电路和储能单元，所述倍压整流电路与所述电磁发电模块电连接，用于将所述电磁发电模块输出的交流电转化成直流电，所述储能单元与所述倍压整流电路电连接，用于储存所述倍压整流电路转化的直流电；摩擦发电模块，包括至少两个摩擦发电单元，两个所述摩擦发电单元呈与所述电磁发电模块对应的机械振动方向正交布置，用于检测所述电磁发电模块对应机械振动方向的正交方向的机械振动，并输出电信号；以及脉冲触发模块，包括脉冲触发电路，所述脉冲触发电路与各个所述摩擦发电单元电连接，并分别由各个所述摩擦发电单元输出的电信号触发，所述脉冲触发电路与所述储能单元电连接，并由所述储能单元供能。2.根据权利要求1所述的自驱动机械振动传感器，其特征在于：其中，所述电磁发电模块包括第一磁铁、多根立柱、第二磁铁、两块基板、以及线圈，所述第一磁铁位置固定，多根所述立柱分布在所述第一磁铁的周侧，所述第二磁铁在重力和磁性斥力作用下悬浮于所述第一磁铁的正上方，两块所述基板分别连接在所述第二磁铁的上表面和下表面，每块所述基板分别滑动安装在多根所述立柱上，所述线圈设置于所述第一磁铁和多个所述立柱的周侧。3.根据权利要求2所述的自驱动机械振动传感器，其特征在于：其中，所述第一磁铁和所述第二磁铁均呈圆形。4.根据权利要求3所述的自驱动机械振动传感器，其特征在于：其中，所述立柱的数量为四根，四根所述立柱呈方形布置，两块所述基板均呈方形且四角开有供所述立柱穿过的孔，所述线圈呈方形且为多层平绕式结构。5.根据权利要求2所述的自驱动机械振动传感器，其特征在于：其中，所述电磁发电模块有一固有共振频率，该固有共振频率仅由所述第一磁铁和所述第二磁铁的尺寸决定。6.根据权利要求1所述的自驱动机械振动传感器，其特征在于：其中，每个所述摩擦发电单元为单摆式单电极摩擦发电机。7.根据权利要求6所述的自驱动机械振动传感器，其特征在于：其中，每个所述摩擦发电单元包括单摆组件和轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：方林，陈翔宇，郑莉，郑启伟，侯文驰，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：