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利用智能材料收集環(huán)境微能源在近幾年受到了廣泛的關(guān)注，而小型電子元器件的功耗逐步降低是促進(jìn)該領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)重要?jiǎng)恿υ?。若能?shí)現(xiàn)俘獲環(huán)境微能源為低功耗傳感器直接供能，則可有效改善外部供電電源對環(huán)境造成的影響。微能源俘獲較為有效的方式有三種，分別為電磁式靜電式引和壓電式。由于應(yīng)用領(lǐng)域有所區(qū)別，不同形式的發(fā)電裝置都發(fā)揮著白身獨(dú)特的優(yōu)勢。其中壓電材料因具有能量密度大、結(jié)構(gòu)簡單及無電磁干擾等特點(diǎn)在微能源俘獲領(lǐng)域具有廣泛的研究前景。
針對高壓氣體環(huán)境的特點(diǎn)，利用壓電材料的正壓電效應(yīng)并結(jié)合壓電本構(gòu)方程對壓電發(fā)電機(jī)理進(jìn)行分析，結(jié)果表明在高壓氣體環(huán)境下可采用盤型壓電片進(jìn)行氣體能量收集。為提高壓電材料的能量轉(zhuǎn)化效率，設(shè)計(jì)并制作一種壓電發(fā)電陣列實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，搭建了實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)并進(jìn)行測試，驗(yàn)證了利用壓電陣列對高壓氣體能量回收可以有效提高能量的轉(zhuǎn)化效率。
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