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专利号: 2019104765537
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于摩擦纳米发电机的自供能无线传感系统,其特征在于:包括带微动开关和二极管的摩擦纳米发电机、携带传感信息的无线发射与接收电路和信号采集及分析装置;所述的无线发射与接收电路包括信号产生电路和信号接收电路;所述的信号产生电路包括电容式传感器C1和电感线圈L1;电感线圈L1和电容式传感器C1构成谐振电路一,谐振电路一的谐振频率随电容式传感器C1的值发生改变,谐振频率的大小为信号产生电路的传感信息;

摩擦纳米发电机的电压信号输出端与谐振电路一连接,微动开关串联在摩擦纳米发电机的电压信号输出端与谐振电路一的连接电路上,二极管与摩擦纳米发电机的电压信号输出端与谐振电路一的连接电路并联;带微动开关和二极管的摩擦纳米发电机在微动开关闭合时传输能量给谐振电路一,使谐振电路一产生谐振,在谐振产生的同时微动开关断开;信号接收电路由电感L2和电容C2构成;信号产生电路产生的传感信息在电感线圈L1上产生交变磁场,通过磁场感应将信号传输给电感L2;电感L2和电容C2构成的谐振电路二的谐振频率与谐振电路一的谐振频率相同,电容C2为自适应电容,其大小根据测量到的谐振电路一的谐振频率进行调节;电容式传感器C1是压力、振动、应力、应变、位移、湿度或温度电容式传感器,电容式传感器C1的电容值随环境参量而改变,从而改变谐振电路一的谐振频率;信号采集及分析装置的输入端与谐振电路二连接,接收谐振电路二的谐振频率,并计算得到谐振电路一对外部环境的传感信息。

2.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的自供能无线传感系统,其特征在于:所述的微动开关仅在摩擦纳米发电机的两个基板分离到最远时导通一次,一个周期内,谐振电路一仅产生一次谐振频率。

3.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的自供能无线传感系统,其特征在于:所述的摩擦纳米发电机与二极管形成的回路,仅在摩擦纳米发电机的两个基板分离过程中转移电荷。

4.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的自供能无线传感系统,其特征在于:所述二极管的型号为1N4007、1N5339或1N5408。

5.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的自供能无线传感系统,其特征在于:所述电容式传感器C1的电容值为0.01pf-1000F。

6.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的自供能无线传感系统,其特征在于:所述电感线圈L1和电感L2的电感值均为1uH-1000H。

7.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的自供能无线传感系统,其特征在于:所述电感线圈L1与电感L2的匝数比为0.001-1000。

8.根据权利要求1所述的基于摩擦纳米发电机的自供能无线传感系统,其特征在于:信号采集及分析装置根据计算得到的谐振电路一的传感信息反馈控制电容C2的电容值,使谐振电路二的谐振频率与谐振电路一的谐振频率相同。