設(shè)備故障診斷系統(tǒng)資訊：如何采用壓電傳感器技術(shù)微型能量采集

微收集或能量清除依賴于從小但廣泛的環(huán)境能源來源提取能量，如光、熱、射頻或振動(dòng)。無線振動(dòng)傳感器基于無線技術(shù)的機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測，具有振動(dòng)測量及溫度測量功能，操作簡單，自動(dòng)指示狀態(tài)報(bào)警。應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備狀態(tài)管理及監(jiān)測控制系統(tǒng)；適合現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)人員監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，保證設(shè)備正?？煽窟\(yùn)行。振動(dòng)故障診斷監(jiān)測系統(tǒng)分析范圍20KHz；緩變信號(hào)通道不少于32路，16位精度，動(dòng)態(tài)信號(hào)通道不少于4路，102.4kS/s；系統(tǒng)變攜，可以自帶電源連續(xù)工作4小時(shí)。一體化振動(dòng)變送器將壓電傳感器和精密測量電路集成在一起，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)“傳感器+信號(hào)調(diào)理器”和“傳感器+監(jiān)測儀表”模式的振動(dòng)測量系統(tǒng)的功能；適合構(gòu)建經(jīng)濟(jì)型高精度振動(dòng)測量系統(tǒng)。 對(duì)于壓電裝置，來自振動(dòng)的能量可為裝置或結(jié)構(gòu)監(jiān)測提供低功率應(yīng)用，例如難以到達(dá)和維護(hù)的無線傳感器。 遵循一些關(guān)鍵的設(shè)計(jì)考慮，工程師可以構(gòu)建由Parallax、測量專業(yè)/Schaevitz和mide Technology的壓電傳感器以及Lindlert的電源管理設(shè)備驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序。

與其他微能源收集源相比，振動(dòng)和運(yùn)動(dòng)是相對(duì)強(qiáng)大的環(huán)境動(dòng)力源(圖1)。例如，放置在電機(jī)上的振動(dòng)力傳感器可以在電機(jī)運(yùn)行期間精確地獲得動(dòng)力。在實(shí)際應(yīng)用中，壓電換能器可用于為高效存儲(chǔ)設(shè)備充電，而不是直接向應(yīng)用電路供電。例如，一個(gè)典型的微型采集設(shè)計(jì)可能包括專用電池，例如 Cymbet Enerchip，用于在平靜時(shí)期儲(chǔ)存電荷; 或者超級(jí)電容，例如伊頓 hb 系列設(shè)備，用于確保在峰值負(fù)載時(shí)無線數(shù)據(jù)傳輸有足夠的電力。

收集能量，振動(dòng)\\ u 002 f運(yùn)動(dòng)人體4W\\u002Fcm，工業(yè)100W\\u002Fcm溫差，人體25W\\u002Fcm，工業(yè)1-10 mW\\u002Fcm，室內(nèi)10W\\u002Fcm，室外10mw \\ u 002 fcmrfgsm 0.1w \\ u 002 FCM ifi 0.001 mW \\ u 002 FCM

工作原理

壓電晶片由陶瓷如鋯鈦酸鉛（PZT）或含氟聚合物復(fù)合薄膜如聚偏二氟乙烯（PVDF）制成。當(dāng)受到影響導(dǎo)致企業(yè)它們可以彎曲的機(jī)械力時(shí)，這些工作裝置發(fā)展產(chǎn)生與彎曲運(yùn)動(dòng)的幅度成比例的AC電壓。為了能夠用作系統(tǒng)振動(dòng)傳感器，這些研究材料我們通常安裝在懸臂部分結(jié)構(gòu)中，一端安裝在一個(gè)固定平臺(tái)上，另一端采用固定有調(diào)諧技術(shù)質(zhì)量（圖2）。例如，Parallax 605-00004，Measurement Specialties 0-1002794-0和Mide Technology VR001都以自己這種社會(huì)基本處于懸臂施工設(shè)計(jì)的各自不同變體以及形式主義提供。

如何使用壓電傳感器微收集或能量去除？

圖2: 一個(gè)典型的壓電傳感器，例如測量特性 LDT 系列的這個(gè)成員，將壓電晶片封裝在一個(gè)懸臂設(shè)計(jì)中，一端連接到物體，諧振頻率被固定在相對(duì)自由端的調(diào)諧質(zhì)量彎曲。(來源: 測量專業(yè))

當(dāng)安裝在振動(dòng)物體上時(shí)，這些設(shè)備將在特征共振頻率下彎曲，這取決于它們的物理特性，包括它們的質(zhì)量。改變質(zhì)量，工程師可以改變換能器的共振頻率。在振動(dòng)驅(qū)動(dòng)的微采集應(yīng)用中，壓電傳感器的有效性很大程度上取決于其正確的放置和調(diào)整。反過來，*佳的放置和調(diào)諧在很大程度上取決于壓電器件所附著的器件的具體特性。*佳位置自然取決于物體上識(shí)別*大持續(xù)振動(dòng)的位置。

諧振頻率

為了調(diào)整壓電換能器的性能，工程師發(fā)展需要我們充分學(xué)習(xí)了解振動(dòng)物體的頻率分布并找到一個(gè)物體自身的諧振頻率。