首页 期刊 压电与声光 一种基于故障监测的MEMS压电能量收集器 【正文】

一种基于故障监测的MEMS压电能量收集器

作者:陈永军; 温泉; 周雅慧; 张颖异; 贺显明; 温志渝 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室; 重庆400044; 重庆大学微系统研究中心; 重庆400044; 中国电子科技集团公司第四十四研究所; 重庆400060
微机电系统   压电   振动能量收集器   故障监测   阵列  

摘要:为了实现对轮船发动机故障监测系统的可持续供电,针对轮船发动机振动特性以及故障监测系统应用需求,设计了一种基于d31工作模式的微机电系统(MEMS)压电振动能量收集器。该能量收集器采用了共质量块压电悬臂梁阵列结构,与传统单梁结构相比,其降低了MEMS压电振动能量收集器的机械阻尼。通过ANSYS软件对结构进行了优化设计,得到压电悬臂梁的优化尺寸为2.72mm×3.55mm×0.125mm,硅质量块的优化尺寸为14mm×8.45 mm×0.575 mm。设计了器件的加工工艺流程,并完成了芯片的制作。在加速度2g(g=9.8m/s2),谐振频率606Hz,最优化负载45kΩ下,输出电压为4.32V,输出功率为414.7μW,能够满足故障检测系统的可持续供电需求。

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