利用压电效应进行水下声能量收集的研究
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黄志浩(1997-),男,硕士,助理工程师,主要从事水下目标探测研究。

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TB565+.1

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Research on Underwater Acoustic Energy Harvesting by Piezoelectric Effect
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    摘要:

    为了解决水下低功耗无人设备的供能问题,给出了一种针对水下航行设备所发射特定频段的水声信号进行捕获和能量收集的方法。对方法中所涉及的能量收集器进行了数学建模与仿真分析,证明方法的理论可行性。最后基于仿真结果与设计参数对系统进行试验设计,发现水声信号在 400 Hz,186 dB 时,采用 30 mm×40 mm 的单涂层压电陶瓷可以产生最大输出电压,为 2.69 V。使用能量收集器对该能量进行收集储存,测得其最大输出功率为 315 nW,证明该方法切实可行。

    Abstract:

    In order to solve the energy supply problem of underwater low-power unmanned equipment,a method of capturing and collecting energy for underwater acoustics signals in specific frequency bands emitted by underwater navigation equipment is presented. The mathematical modeling and simulation analysis of the energy collector involved in the method are carried out to prove its theoretical feasibility. Experiments are carried out based on simulation results and design parameters. It is found that when the underwater acoustic signal is 400 Hz and 186 dB,the maximum output voltage which is 2.69 V can be generated by using 30 mm×40 mm single-coated piezoelectric ceramics. Energy is collected and stored by an energy collector,and the maximum output power is 315 nW,which proves that the method is feasible.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

黄志浩.利用压电效应进行水下声能量收集的研究[J].数字海洋与水下攻防,2023,6(5):638-646

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  • 收稿日期:2023-06-13
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  • 在线发布日期: 2023-10-29
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