CN204231170U - 基于磁性液体二阶浮力原理的振动发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于磁性液体二阶浮力原理的振动发电装置，其结构特点是：非导磁性耐冲击容器内装有磁性液体，磁性液体中央有静置悬浮的永磁体，永磁体被特定的减阻材料包覆，外壁放置维度线圈，线圈引线端与负载及指示灯连接成回路，线圈引线测试端口固定于容器外壁，线圈内部添加铁芯，铁芯底端有霍尔元件，霍尔元件测试端口固定在容器外壁。本实用新型的技术效果是：该装置为一个发电单元，将多组发电单元连接，即可实现阵列化发电。该装置也可以利用在减振方面；内部没有固定连接结构，只是简单悬浮，只要容器的抗冲击能力强，一般不会造成发电体系的损坏。

Description

基于磁性液体二阶浮力原理的振动发电装置

技术领域

本实用新型涉及能源发电技术领域，特别是涉及基于磁性液体二阶浮力原理的振动发电装置。

背景技术

目前，国内外发电的主要方法有：水力发电、风力发电、核能发电、火力发电、太阳能发电。这些方法的发电量巨大，大约占据了全世界总发电量的95%以，大规模的发电提供给生产上或家庭使用。相对而言，振动发电机这类微小的“移动电源”任意性发电实现无电池应用，外出携带便捷，使用简单，并且逐渐的无污染化。

振动式发电机可以分成压电式、电磁式和静电式等等。其中压电振动式发电机因具有结构简单、能量密度大、易于微型化等优点，成为目前微型发电机研究的热点之一; 对于静电式发电机，由于需要外加电压源或电荷源，限制了其应用，因而较少研究；超磁致伸缩式与永磁式振动发电机解决分布式传感器等小功率电子设备的电源问题、提高能源综合利用效率有着重要的作用。但目前电磁式振动发电却很少有使用磁性液体的。

磁性液体是一种液态磁性功能材料，一般是由10nm铁磁或亚铁磁颗粒经抗团聚处理，悬浮于特定基液中形成的稳定胶体体系。它具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性，在磁场的作用下呈现许多同类液体所没有的特性。磁性液体二阶浮力原理是指磁性液体可以将浸在其中的比重比自身大的永磁体悬浮起来。静止悬浮时，永磁体基本处于液体中央，当接收到外界振动能时，将引起永磁体任意性的波动，但最终永磁体因磁性液体的不对称性引起的压力差以回复运动的形式回到平衡位置，即回到液体中央。磁性液体应用范围：磁流体液体动密封结构器件、磁流体在铁谱技术中的应用、磁流体润滑、磁流体在工程陶瓷抛光中的应用、磁流体在惯性引力传感器上的应用等。

目前，有专利200910219307.X以磁性液体发电，其特征在于,包括垂直圆管，垂直圆管内充灌有磁性液体，垂直圆管的两端各配置有一个环形的永磁铁，两块永磁铁的南北极相对而置，在永磁铁中间位置的垂直圆管外壁缠绕有感应线圈，感应线圈与外部的负载相连形成一个回路，垂直圆管的底部中心配置有喷嘴，通过喷嘴将非磁性物体置于垂直圆管的磁性液体中，让其做间歇运动，造成这一区域内磁性液体的体积发生变化，进而磁化强度发生变化引发磁感应强度随时间变化，穿过感应线圈的磁通将随时间而改变，感应线圈中会产生感应电动势，即可实现利用磁性液体发电。装置通过改变区域内磁性液体的体积变化来影响磁通量变化产生电流，但磁性液体本身的磁导率不高，对磁通量变化影响较小，发电量总体较少，并且运动维度单一。

发明内容

本实用新型装置的目的在于提供一种构造耐冲击、故障率极小、经久耐用、可检测的和可阵列化的基于磁性液体二阶浮力原理的振动发电装置，它基于磁性液体二阶浮力原理，将振动能部分转化为电能，实现发电。

本实用新型采用的技术方案：基于磁性液体二阶浮力原理的振动发电装置，它主要包括：非导磁性耐冲击容器、磁性液体、永磁体、减阻材料、维度线圈、线圈引线与负载及指示灯的测试端口、铁芯、霍尔元件和霍尔元件测试端口；其特征在于：在非导磁性耐冲击容器中，装有高浓度、高稳定、低粘度（矿物油基）的磁性液体，磁性液体中央有静置悬浮的永磁体，永磁体被特定的减阻材料包覆；容器外壁放置维度线圈，维度线圈引线端与负载及指示灯连接成回路；该装置接受外界的振动时会引起永磁体与外围线圈的相对运动，但最终永磁体因在磁性液体中的不对称性引起的压力差而产生回复运动，从而产生感应电动势，进而形成感应电流，即可实现一个发电单元的发电；维度线圈引线端口固定于容器外壁，该端口可检测线圈的发电状态。线圈内部添加铁芯，铁芯底端有霍尔元件，霍尔元件引线端口固定在容器外壁，该端口可检测磁变化。

本实用新型所述的发电装置外形结构为圆柱体。

本实用新型所述非导磁性耐冲击容器为非导磁、耐冲击材料。

本实用新型所述永磁体为强磁材料，如钕铁硼；它由特定的减阻材料包裹，如聚四氟乙烯。

本实用新型所述维度线圈固定于液体容器外壁，线圈骨架内部插入铁芯，铁芯下方固定霍尔元件，霍尔元件管脚往外引线，固定于容器外壁，形成测试端口。

本实用新型的技术效果是：本实用新型内部没有固定连接结构，只是简单悬浮，只要容器的抗冲击能力强，一般不会造成发电体系的损坏。本实用新型在使用时，只需摇动装置使永磁体与外壁有相对运动，即可在线圈中产生感应电流，从而可以作为小型电源使用。本实用新型装置为一个发电单元，将多组发电单元连接，即可实现阵列化发电。该装置也可以利用在减振方面。

附图说明

图1为本实用新型的装置结构的剖面图。

在图中， 1.非导磁性耐冲击容器，2.磁性液体，3.永磁体， 4.减阻材料，5.线圈，6.线圈引线与负载及指示灯的测试端口，7.铁芯，8.霍尔元件，9.霍尔元件测试端口。

具体实施方式

下面结合图一对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1所示，基于磁性液体二阶浮力原理的振动发电装置，它主要包括：非导磁性耐冲击容器1、磁性液体2、永磁体3、减阻材料4、维度线圈5、线圈引线与负载及指示灯的测试端口6、铁芯7、霍尔元件8和霍尔元件测试端口9；其特征在于：在非导磁性耐冲击容器1中，装有高浓度、高稳定、低粘度（矿物油基）的磁性液体2，磁性液体2中央有静置悬浮的永磁体3，永磁体3被特定的减阻材料4包覆；容器1外壁放置维度线圈5，维度线圈引线端与负载及指示灯连接成回路；该装置接受外界的振动时会引起永磁体与外围线圈的相对运动，但最终永磁体因在磁性液体中的不对称性引起的压力差而产生回复运动，从而产生感应电动势，进而形成感应电流，即可实现一个发电单元的发电；维度线圈引线端口6固定于容器5外壁，该端口6可检测线圈的发电状态。线圈5内部添加铁芯7，铁芯7底端有霍尔元件8，霍尔元件引线端口9固定在容器外壁，该端口可检测磁变化。

参照图一，该发电装置内部用聚四氟乙烯包裹长方体状永磁体,包裹形状为扁椭球形。永磁体表面磁场强度约为0.3特斯拉。包裹后将永磁体放入直径为50mm,长10mm的垂直圆管容器内,采用真空吸入的方式将煤油基磁性液体注入圆管容器内,直至容器内充满磁性液体,然后密封容器。将匝数10000匝、电阻1632Ω的线圈固定于圆柱形容器两个端面外壁,线圈内放入霍尔元件,插入铁芯。将线圈引线端固定于容器外壁,接入800Ω负载；将霍尔元件引脚引线端固定于容器外壁,形成测试端口。将发电装置固定在振动源上，测试频率为78Hz时，负载两端电压为2.9V。

Claims (3)

1.基于磁性液体二阶浮力原理的振动发电装置，它主要包括：非导磁性耐冲击容器、磁性液体、永磁体、减阻材料、维度线圈、线圈引线与负载及指示灯的测试端口、铁芯、霍尔元件和霍尔元件测试端口；其特征在于：非导磁性耐冲击容器内装有磁性液体，磁性液体中央有静置悬浮的永磁体，永磁体被减阻材料包覆，外壁放置维度线圈，线圈引线端与负载及指示灯连接成回路，线圈引线测试端口固定于容器外壁，线圈内部添加铁芯，铁芯底端有霍尔元件，霍尔元件测试端口固定在容器外壁。

2.根据权利要求1所述基于磁性液体二阶浮力原理的振动发电装置，其特征在于：所述非导磁性耐冲击容器为非导磁、耐冲击材料。

3.根据权利要求1所述基于磁性液体二阶浮力原理的振动发电装置，其特征在于：所述维度线圈固定于液体容器外壁，线圈骨架内部插入铁芯，铁芯下方固定霍尔元件，霍尔元件管脚往外引线，固定于容器外壁，形成测试端口。