CN115313795A - 一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吸收低频波并发电晶体结构和储能系统，它包刚性框架、硅橡胶薄膜、铷硼永磁体质量块、线圈、二极管整流块、储能系统。当低频波入射到硅橡胶薄膜时，铷硼永磁体质量块在薄膜上做往复运动，就像蝴蝶煽动翅膀一样，最终实现了将低频波能量转换为热能，消耗在硅橡胶薄膜上。刚性框架‑铷硼永磁体质量块‑硅橡胶薄膜，组成了吸收低频波的机构。与此同时，上下振动的铷硼永磁体质量块，使位于六个面的线圈被动切割磁感线而产生感应电动势，六个线圈感应电动势大小有不同，但是产生的交流电频率相同，六个线圈分别连接二极管整流块，最后，整流块的输出端两极与储能系统连接。

Description

一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法
技术领域
本发明涉及一种同时具备吸收低频波并发电的晶体结构，特别是关于一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，它适用于在低频噪声或低频振动环境下，将入射声波或振动波转换为交流电能。
背景技术
伴随着科技发展，越来越多的噪声和机械等低频波出现，这些低频波与人体内脏固有频率相近，由于共振现象，长期处于低频波环境下，对人体内脏及精神产生不良影响。低频波还具有高能量的属性，因此，长期处于低频波条件下的仪器仪表也可能出现“过疲劳”而失效的风险。
科技的进步不仅带来新的体验，也带来了越来越多的能源需求。大量的智能穿戴设备和无线监测节点得到应用，而这些低功耗设备均使用电池，电池的容量及寿命限制了这些设备的在线时间及体验效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，以便能方便的吸收低频波，并将其转换成电能，并储存起来为低功耗设备供电。
为解决上述问题，本发明的目的是这样实现的，涉及一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：硅橡胶薄膜固定在基础上，线圈套接在铷硼永磁体质量块上，线圈并与硅橡胶薄膜相贴连接，基础随低频振动而振动时，线圈与铷硼永磁体质量块相对移动，使线圈切割铷硼永磁体质量块产生的磁力线，在线圈上感应电动势，形成电能输出。
所述的基础是刚性框架；所述的刚性框架为正方体结构，在刚性框架的面上中间位置通过弹性连接件连接铷硼永磁体质量块，在铷硼永磁体质量块上套接有线圈，线圈的输出端与蓄电池的输入端电连接，通过蓄电池进行电能存贮，由铷硼永磁体质量块、硅橡胶薄膜固定在刚性框架的面上组成吸收低频波电能转换单元。
所述的刚性框架的相邻两个面上固定安装铷硼永磁体质量块和硅橡胶薄膜，构成2组吸收低频波电能转换单元，2组吸收低频波电能转换单元相互垂直。
所述的刚性框架的三个相邻面上固定安装铷硼永磁体质量块和硅橡胶薄膜，构成3组吸收低频波电能转换单元，3组吸收低频波电能转换单元相互垂直。
所述的刚性框架的每一个面上固定安装铷硼永磁体质量块和硅橡胶薄膜，构成6组吸收低频波电能转换单元，6组吸收低频波电能转换单元的输出端通过并联或串联或3并两串与蓄电池的输入端电连接，通过蓄电池进行电能存贮，随机方向振动的铷硼永磁体质量块，使位于六个面的线圈被动切割磁感线而产生感应电动势，最终将电能保存到蓄电池。
所述的蓄电池包括极性转换电路和超级电容，通过极性转换电路将交变的输入电压变成与超级电容极性相同的电压输入到超级电容。
所述的刚性框架为具有低频波谐振点。
所述的低频波谐振点频率在10HZ-500HZ。
本发明原理及优点如下：
用测试仪测试空间声波频谱图，或机械设备振动频谱图，得到低频波主要频段，再应用COMSOL软件仿真，得到硅橡胶薄膜厚度和铷硼永磁体质量块，再应用Maxwell软件进行电磁仿真，设计线圈参数。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明实施例例1结构示意图；
图2是本发明实施例例4结构示意图；
图3是电气连接示意图。
图中，1、吸收低频波电能转换单元； 1-1、刚性框架；1-2、硅橡胶薄膜；1-3、铷硼永磁体质量块；1-4、线圈； 2、储能单元；2-1、二极管整流块；2-2、蓄电池。
具体实施方式
为进一步阐述发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
如图1和图3所示，本发明涉及一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：硅橡胶薄膜1-2固定在基础上，线圈1-4套接在铷硼永磁体质量块1-3上，线圈1-4并与硅橡胶薄膜1-2相贴连接，基础随低频振动而振动时，线圈1-4与铷硼永磁体质量块1-3相对移动，使线圈1-4切割铷硼永磁体质量块1-3产生的磁力线，在线圈1-4上感应电动势，形成电能输出，基础是刚性框架1-1，所述的刚性框架1-1为正方体结构，在刚性框架1-1的面上中间位置通过弹性连接件连接铷硼永磁体质量块1-3，在铷硼永磁体质量块1-3上套接有线圈1-4，线圈1-4的输出端与蓄电池2-2的输入端电连接，通过蓄电池2-2进行电能存贮，由铷硼永磁体质量块1-3、硅橡胶薄膜1-2固定在刚性框架1-1的面上组成吸收低频波电能转换单元1。
储能单元2包括极性转换电路2-1和蓄电池2-2，通过极性转换电路将交变的输入电压变成与超级电容极性相同的电压输入到超级电容，刚性框架1-1为具有低频波谐振点。所述的低频波谐振点频率在10HZ-500HZ。
实施例2
本发明涉及一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：包括：刚性框架1-1、硅橡胶薄膜1-2、铷硼永磁体质量块1-3、线圈1-4；所述的刚性框架1-1为正方体结构，在刚性框架1-1的面上中间位置通过弹性连接件连接铷硼永磁体质量块1-3，在铷硼永磁体质量块1-3上套接有线圈1-4，线圈1-4的输出端与蓄电池2-2的输入端电连接，通过蓄电池2-2进行电能存贮，由铷硼永磁体质量块1-3、硅橡胶薄膜1-2 固定在刚性框架1-1的面上组成吸收低频波电能转换单元1。所述的刚性框架1-1的相邻两个面上固定安装铷硼永磁体质量块1-3和硅橡胶薄膜1-2，构成2组吸收吸收低频波电能转换单元1，2组吸收低频波电能转换单元1相互垂直。
储能单元2包括极性转换电路2-1和蓄电池2-2，通过极性转换电路将交变的输入电压变成与超级电容极性相同的电压输入到超级电容，刚性框架1-1为具有低频波谐振点，所述的低频波谐振点频率在10HZ-500HZ。
实施例3
本发明涉及一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：包括：刚性框架1-1、硅橡胶薄膜1-2、铷硼永磁体质量块1-3、线圈1-4；所述的刚性框架1-1为正方体结构，在刚性框架1-1的面上中间位置通过弹性连接件连接铷硼永磁体质量块1-3，在铷硼永磁体质量块1-3上套接有线圈1-4，线圈1-4的输出端与蓄电池2-2的输入端电连接，通过蓄电池2-2进行电能存贮，由铷硼永磁体质量块1-3、硅橡胶薄膜1-2 固定在刚性框架1-1的面上组成吸收低频波电能转换单元1。
储能单元2包括2-1和蓄电池2-2，通过极性转换电路将交变的输入电压变成与超级电容极性相同的电压输入到超级电容，刚性框架1-1为具有低频波谐振点；所述的低频波谐振点频率在10HZ-500HZ；所述的刚性框架1-1的三个相邻面上固定安装铷硼永磁体质量块1-3和硅橡胶薄膜1-2，构成3组吸收低频波电能转换单元1，3组吸收低频波电能转换单元1相互垂直。
实施例4
如图2和图3所示，本发明涉及一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：包括：刚性框架1-1、硅橡胶薄膜1-2、铷硼永磁体质量块1-3、线圈1-4；所述的刚性框架1-1的每一个面上固定安装铷硼永磁体质量块1-3和硅橡胶薄膜1-2，构成6组吸收低频波能量单元，6组吸收低频波能量单元的输出端通过并联或串联或3并两串与蓄电池2-2的输入端电连接，通过蓄电池2-2进行电能存贮，随机方向振动的铷硼永磁体质量块1-3，使位于六个面的线圈1-4被动切割磁感线而产生感应电动势，最终将电能保存到蓄电池2-2。
储能单元2包括极性转换电路2-1和蓄电池2-2，通过极性转换电路将交变的输入电压变成与超级电容极性相同的电压输入到超级电容。刚性框架1-1为具有低频波谐振点；所述的低频波谐振点频率在10HZ-500HZ；所述的刚性框架1-1的三个相邻面上固定安装铷硼永磁体质量块1-3和硅橡胶薄膜1-2，构成3组吸收低频波电能转换单元1，3组吸收低频波电能转换单元1相互垂直。
本发明涉及一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：包括：刚性框架1-1、硅橡胶薄膜1-2、铷硼永磁体质量块1-3、线圈1-4；在刚性框架1-1的六个面中间位置通过弹性连接件连接铷硼永磁体质量块1-3，在六个面的每一个铷硼永磁体质量块1-3上套接有线圈1-4，每个线圈1-4的输出端与蓄电池2-2的输入端电连接，通过蓄电池2-2进行电能存贮，由刚性框架1-1、铷硼永磁体质量块1-3、硅橡胶薄膜1-3组成吸收低频波的单元；随机方向振动的铷硼永磁体质量块1-3，使位于六个面的线圈1-4被动切割磁感线而产生感应电动势，最终将电能保存到蓄电池2-2。
本发明将硅橡胶固定于刚性框架中间位置，铷硼永磁体质量块固定于硅橡胶薄膜上，这就组成了吸收低频波的晶体结构，当低频波射入到硅橡胶薄膜时，铷硼永磁体质量块在薄膜上做往复运动，就像蝴蝶煽动翅膀一样，最终实现了将低频波能量转换为热能，消耗在硅橡胶薄膜上的功能。
刚性框架-铷硼永磁体质量块-硅橡胶薄膜组成了吸收低频波的机构。与此同时，随机振动的铷硼永磁体质量块，使位于六个面的线圈被动切割磁感线而产生感应电动势，六个线圈感应电动势大小有不同，但是产生的交流电频率相同，六个线圈分别连接二极管极性转换电路，最后，极性转换电路2-1的输出端两极与储能系统连接，最终将电能保存到储能系统的超级电容中，当电容充满后，储能系统中的单片机将进行充电保护功能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：硅橡胶薄膜(1-2) 固定在基础上，线圈（1-4）套接在铷硼永磁体质量块(1-3)上，线圈（1-4）并与硅橡胶薄膜(1-2)相贴连接，基础随低频振动而振动时，线圈（1-4）与铷硼永磁体质量块(1-3)相对移动，使线圈切割铷硼永磁体质量块(1-3)产生的磁力线，在线圈（1-4）上感应电动势，形成电能输出。
2.根据权利要求1所述的一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：基础是刚性框架(1-1)；所述的刚性框架(1-1)为正方体结构，在刚性框架(1-1)的面上中间位置通过弹性连接件连接铷硼永磁体质量块(1-3)，在铷硼永磁体质量块(1-3)上套接有线圈(1-4)，线圈(1-4)的输出端与蓄电池 (2-2)的输入端电连接，通过蓄电池(2-2)进行电能存贮，由铷硼永磁体质量块(1-3)、硅橡胶薄膜(1-2) 固定在刚性框架(1-1)的面上组成吸收低频波电能转换单元（1）。
3.根据权利要求2所述的一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：所述的刚性框架(1-1)的相邻两个面上固定安装铷硼永磁体质量块(1-3)和硅橡胶薄膜(1-2)，构成2组吸收低频波能量单元，2组吸收低频波电能转换单元（1）相互垂直。
4.根据权利要求2所述的一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：所述的刚性框架(1-1)的三个相邻面上固定安装铷硼永磁体质量块(1-3)和硅橡胶薄膜(1-2)，构成3组吸收低频波能量单元，3组吸收低频波电能转换单元（1）相互垂直。
5.根据权利要求2所述的一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：所述的刚性框架(1-1)的每一个面上固定安装铷硼永磁体质量块(1-3)和硅橡胶薄膜(1-2)，构成6组吸收低频波能量单元，6组吸收低频波能量单元的输出端通过并联或串联或3并两串与蓄电池(2-2)的输入端电连接，通过蓄电池(2-2)进行电能存贮，随机方向振动的铷硼永磁体质量块(1-3)，使位于六个面的线圈(1-4)被动切割磁感线而产生感应电动势，最终将电能保存到蓄电池 (2-2)。
6.根据权利要求2所述的一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：储能单元(2)包括极性转换电路（2-1）和蓄电池（2-2），通过极性转换电路将交变的输入电压变成与超级电容极性相同的电压输入到超级电容。
7.根据权利要求2所述的一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：刚性框架(1-1)为具有低频波谐振点。
8.根据权利要求7所述的一种能吸收低频波并将其转换为电能的方法，其特征是：所述的低频波谐振点频率在10HZ-500HZ。
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