CN203572557U - 压电称重器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种压电称重器，该压电称重器包括：压电材料发电机和与所述压电材料发电机串联在一起的电流表，其中：压电材料发电机在所测物体的压力下产生形变，将机械能转化为电能，从而产生电信号；所述电流表用于将所述压电材料发电机产生的电信号显示出来，并与所称物品的质量值相对应。本实用新型利用具有压电性质的压电材料来制作称重器，当有物体压在称重器上时，压电材料将机械能转换为电能，输出的电信号通过电流表显示出来，从而实现了自驱动的压电称重器，与传统称重器相比，本实用新型的压电称重器无需外加电源或电池的辅助，完全可以实现自供电；该压电称重器节能环保，可以持久工作而不用担心更换电池。
Description
技术领域
本实用新型涉及压电技术及称重技术领域，尤其是一种压电称重器，该称重器利用压电效应产生的电能来进行自驱动，实现由机械能转化为电能的能量转化过程。
背景技术
称重器是测量质量的一种仪器，通常见到的称重器是由电池提供能量来测量物体的质量。一旦电池能量耗尽，必须更换新的电池。这种供能方式导致普通称重器不能持久工作，而且容易造成能源的浪费和环境的污染。如果能够通过收集机械能，并将其转换为电能以供称重器工作，这样就会提高能源的使用效率，实现绿色环保理念，保护人类的生存环境。因此，尽可能利用周围环境中的机械能来进行能量系统的循环利用，实现自驱动的称量过程是目前称重技术发展的趋势。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型利用压电效应提供一种由机械能到电能的能量转化系统作为称重系统来使用。具体地，本实用新型采集氧化锌纳米线形变过程中产生的压电电势，并将电信号通过电流表显示出来，本实用新型收集称重过程中产生的机械能，节约能源，绿色环保。
本实用新型所提供的一种压电称重器包括：压电材料发电机1和与所述压电材料发电机1串联在一起的电流表2，其中：
所述压电材料发电机1在所测物体的压力下产生形变，将机械能转化为电能，从而产生电信号；
所述电流表2用于将所述压电材料发电机1产生的电信号显示出来，并与所称物品的质量值相对应。
其中，所述压电材料发电机1包括从上至下层叠紧密接触的顶电极11、介质层12、压电材料层13和底电极14，其中，所述压电材料层13采用的压电材料为具有压电性质的材料。
其中，所述压电材料发电机1采用的压电材料层为ZnO、Pb(Zr,Ti)O3、BaTiO3CdS、InN、InGaN、ZnSnO3或GaN的薄膜、纳米线或纳米棒。
其中，所述压电称重器还包括开关3。
其中，所述开关3与所述压电材料发电机1和电流表2串联在一起，所述开关3在所述压电称重器工作时闭合，空闲时断开。
本实用新型所公开的压电称重器具有的有益效果是：利用具有压电性质的压电材料来将机械能转换为电能，输出的电信号由电流表显示出来并与物体质量相对应，从而实现了自驱动的压电称重器，与传统称重器相比，本实用新型的压电称重器无需外加电源或电池的辅助，完全可以实现自供电；该压电称重器节能环保，可以持久工作而不用担心更换电池。
附图说明
图1为本实用新型的压电称重器的结构示意图；
图2为压电材料发电机的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
图1是本实用新型的压电称重器的结构示意图，如图1所示，所述压电称重器包括压电材料发电机1和电流表2，其中：
所述压电材料发电机1和电流表2串联在一起；
所述压电材料发电机1在所测物体的压力下产生形变，将机械能转化为电能，从而产生电信号；
在本实用新型的一实施例中，所述压电材料发电机1的典型结构参见图2，包括从上至下层叠紧密接触的顶电极11、介质层12、压电材料层13和底电极14。顶电极11和底电极14优选为薄膜材料，可以选择常规的电极材料，例如可以选自金属、导电氧化物和导电高分子。金属可以选自金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬或硒，以及由上述金属形成的合金。介电层12的材料可以为聚合物，如PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）、PI（聚亚酰胺）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PS（聚苯乙烯）等。压电材料层13的材料可以为任何压电薄膜或压电纳米结构材料，例如：ZnO、Pb(Zr,Ti)O3、BaTiO3CdS、InN、InGaN、ZnSnO3或GaN等的薄膜、纳米线或纳米棒等，优选为ZnO、GaN等纤锌矿结构压电材料的纳米线，压电材料层14更优选为ZnO纳米线阵列，所述纳米线的两端分别与介电层12和底电极14连接。顶电极11和底电极14之间连接电流表2。以压电材料层13采用ZnO纳米线为例，当有应力施加在其上时，例如重物放置在顶电极11上时，ZnO纳米线会产生形变，在ZnO纳米线两端产生压电电势，该电势可驱动电子流过负载电路，从而驱动负载工作。
所述电流表2用于将所述压电材料发电机1产生的电信号显示出来，并与所称物品的质量值相对应，以通过其电流值大小来测量物体的质量，从而完成自驱动称重过程；
所述压电称重器还包括开关3，所述开关3与所述压电材料发电机1和电流表2串联在一起，所述开关3在所述压电称重器工作时闭合，空闲时断开，以保证所述压电称重器的电路稳定与安全。
本实用新型提出的压电称重器利用具有压电性质的材料来产生电能，其既符合环保节能的社会公共理念，同时也充分利用了平时被人们忽略掉的周围环境中的机械能，是新型称重器的发展趋势。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种压电称重器，其特征在于，该压电称重器包括：压电材料发电机（1）和与所述压电材料发电机（1）串联在一起的电流表（2），其中：
所述压电材料发电机（1）在所测物体的压力下产生形变，将机械能转化为电能，从而产生电信号；
所述电流表（2）用于将所述压电材料发电机（1）产生的电信号显示出来，并与所称物品的质量值相对应。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压电材料发电机（1）包括从上至下层叠紧密接触的顶电极（11）、介质层（12）、压电材料层（13）和底电极（14），其中，所述压电材料层（13）采用的压电材料为具有压电性质的材料。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述压电材料层（13）为ZnO、Pb(Zr,Ti)O3、BaTiO3CdS、InN、InGaN、ZnSnO3或GaN的薄膜、纳米线或纳米棒。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压电称重器还包括开关（3）。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述开关（3）与所述压电材料发电机（1）和电流表（2）串联在一起，所述开关（3）在所述压电称重器工作时闭合，空闲时断开。
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|---|---|---|---|---|
| CN106370284A (zh) * | 2015-07-21 | 2017-02-01 | 彭胜铕 | 计算体重的智能型穿戴式装置及方法 |
| CN110558748A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-12-13 | 王雪燕 | 一种高度自适应快递柜 |
| CN110580781A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-12-17 | 王雪燕 | 一种自供电快递柜 |
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