亥姆霍兹效应和文丘里效应复合型换能器设计

为合理地从环境中获取能量为无线传感网络和微电子低功耗设备提供能量,该文提出了一种亥姆霍兹效应和文丘里效应复合型的换能器结构,收集环境中的能量转换为电能.该装置主要由文丘里管和亥姆霍兹共振器组成.声-结构-电多域耦合仿真,结果表明:换能器传递损失峰值以及电能最大值均发生在245 Hz处,系统共振时,能量转换效率最高.设计了整流桥调理电路与超级电容储能电路,开展了换能器的驱动能力测试,结果表明:换能器所产生的最高电压出现在结构的固有频率245 Hz处,计算得到功率为128.79μW,实验与理论计算偏差为3.36％;换能器单元在空气压缩机气压为2 kPa的气流作用下可产生0.1148 V电压.