基于压电发电原理的引信微机电式气流激励电源设计研究

发布时间：2021-06-16 23:18

　　随着科学的进步和微机电系统（MEMS）技术的发展,引信的小型化,智能化水平越来越受到人们的关注和青睐,引信的功能实现也从传统的机械化朝着电子化、智能化及小型化的方向发展。然而,引信电源体积过大是目前小型化引信面临一个现实的问题,只有电源的小型化才能从根本上解决引信系统体积过大的问题。微型电源作为微系统的一个重要组成部分是决定整个系统能否独立工作的关键,体积小、性能好、稳定性高的小型物理电源不仅能够解决小型引信电路的自供能问题,提高弹丸勤务处理时的安全性；同时也可解决某些弹种冗余环境力的缺失问题,为引信安保机构提供基于环境激励的解保信号等。然而,传统的物理电源或化学电源存在着体积过大、寿命过短、激活时间较长、稳定性较差等问题。因此,设计出小型的物理电源将具有巨大的经济价值和军事意义。首先结合课题的研究背景,介绍了微机电系统（MEMS）技术的发展以及引信对小型物理电源的需求,探讨了小型物理电源的地位、种类和发展现状。其次介绍了压电材料的发电特性和射流发电机的工作原理等。进而结合引信对电源的战术技术要求设计,MEMS工艺技术和压电材料的发电特性等设计了一种小型的气流激励发电装置,并对其进行了... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Sunghwan儿m等人研制的振动膜结构压电能量采集器其次在微型压电发电技术领域美国的一所大学教授设计了一种放置于手机话筒中

以便于向小型的无线装置等提供电能。如图所示该压电悬臂结构主要由膜片层，5102/zro:绝缘层以及交叉式电极层等组成。交叉式的电极层主要是压电材料的d3:工作模式，从而可以会产生更多的电能。试验发现该微型结构lmw左右的电能，输出电压峰值可以达到2.36v左右[”1[’“]。

电源储存20年而不改变其性能。引信电源的种类与特点引信用电源包括很多类型，具体分类形式和类型如下图1.3所示[20〕[2’]。引引信电源源导导导导导导导导弹、鱼雷、航空弹弹系系统电源源源 使用的的电源 源炮炮炮炮炮炮炮炮弹、火箭弹 弹自自带电源源源使用的的电源 源环环境电源 源非非环境电源源涡轮发电机、射流发电扫L等汲取能量方式充电电池、铿电池等物理电源卜涡轮发电扫L、射流、磁后坐发电机等化学电源充电电池、储能电池、钾电池图1.3引信用电源的分类目前常用的引信化学电源包括埋电池、储能电池、液氨电池、热电池等。这些电源虽然能量较大但是经过长时间的贮存之后其电量可能会流失，电压不稳，并且其体积较大，机构较为复杂，安全性也较差，因此这些电源已经越来越少的被使用在引信电路中。5

【参考文献】：
期刊论文
[1]引信用MEMS气流谐振压电发电机[J]. 徐伟,王炅,陆静,聂伟荣,李志超.  探测与控制学报. 2011(01)
[2]PZT铁电薄膜介电性能测试研究[J]. 许晓慧,唐建洪,陈丽娟.  压电与声光. 2010(02)
[3]引信物理电源技术进展及应用现状[J]. 陈东林,徐立新,赵广波.  探测与控制学报. 2009(S1)
[4]基于压电效应的能量收集[J]. 潘家伟,黄卫清,周凤拯,冒俊.  压电与声光. 2009(03)
[5]ANSYS-CFX单向流固耦合分析的方法[J]. 刘志远,郑源,张文佳,司佳钧.  水利水电工程设计. 2009(02)
[6]引信气流谐振压电发电机[J]. 雷军命.  探测与控制学报. 2009(01)
[7]探讨流固耦合分析方法[J]. 曾娜,郭小刚.  沈阳工程学院学报(自然科学版). 2008(04)
[8]压电发电技术研究应用[J]. 林玲,刘辉.  硅谷. 2008(14)
[9]压电陶瓷能量转换系统[J]. 闫世伟,杨志刚,阚君武,程光明,曾平.  吉林大学学报(工学版). 2008(02)
[10]结构撞水的流固耦合动力分析[J]. 尹莉,钱勤,罗宁,倪樵.  华中科技大学学报(城市科学版). 2006(S2)

博士论文
[1]引信压电发电机原理及试验研究[D]. 李映平.南京理工大学 2006

硕士论文
[1]基于MEMS的压电型微能量采集器的研究[D]. 董璐.上海交通大学 2007



本文编号：3233975