静电式同位素辐射能量收集器的研究
本文选题：能量收集 + 同位素Ni ； 参考：《物理学报》2014年02期
【摘要】：针对目前无线传感网络节点对长寿命微能源的需求,提出了将同位素辐射能量转换为电能的静电式振动能量收集原理.该原理利用同位素63Niβ辐射能实现平行板悬浮-质量块结构的自由阻尼振动,并通过可变电容电路实现充-放电振荡循环,从而实现电能的转换.通过分析运动状态和能量转化过程,给出了结构的运动状态和能量输出方程,并使用Matlab/Simulink对输出特性进行了数值模拟和基于Ansys的结构优化设计.根据仿真和优化的结构尺寸设计出了满足最大平均输出功率的微电子机械器件结构.结果表明:所设计的结构在一阶固有频率为500 Hz,两极板间距离为75μm,外接电阻为90 k?时平均输出功率最大为0.416μW,转化效率8.25%.
[Abstract]:According to the demand of wireless sensor network nodes for long-life micro-energy, the principle of electrostatic vibration energy collection is proposed to convert isotope radiation energy to electric energy. The principle uses the isotope 63Ni 尾 radiation energy to realize the free damping vibration of the parallel plate suspension mass block structure, and realizes the charge-discharge oscillation cycle through the variable capacitance circuit, thus realizes the electric energy conversion. By analyzing the motion state and energy transformation process, the motion state and energy output equation of the structure are given, and the output characteristics are simulated by Matlab / Simulink and the structural optimization design based on Ansys is carried out. According to the simulation and optimization of the structure size, the structure of microelectromechanical device is designed to meet the maximum average output power. The results show that the first order natural frequency of the structure is 500 Hz, the distance between the two poles is 75 渭 m, and the external resistance is 90 k? The maximum output power is 0.416 渭 W, and the conversion efficiency is 8.25 渭 W.
【作者单位】： 厦门大学物理与机电工程学院;厦门大学萨本栋微纳米科学技术研究院;
【基金】：国家自然科学基金(批准号:51075344,61274120) 厦门市科技计划(批准号:3502Z20123008) 福建省高校产学研合作科技重大项目(批准号:2013H6023)资助的课题~~
【分类号】：TP212.91
【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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，本文编号：2113938
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