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带驻极体的可调谐谐振频率振动能量采集器〆内嵌可变电容( Tuneable resonance frequency vibrational energy harvester with electret〆mbedded variable capacitor )
X Ma X Yang HV Seggern Y Dai X Zhang
设计了一种谐振频率可调谐、体积小、重量轻、输出功率高的驻极体静电能量采集器，利用有限元法对其性能进行了预测，并进行了实验验证。该装置由一个弹性氟化聚乙烯丙烯(FEP)驻极体薄膜组成，该薄膜的一侧被金属化，其中心附着一个小的地震质量，以及一个弧形的HAPED反电极。从原理上讲，这种能量采集器在机械上是一个质量-撬系统，在电气上是一个自偏置电压可变电容器，通过机电耦合将振动能转化为电能。对于一个尺寸为30×10×9mm的能量采集器样品，最后一个尺寸表示采集器中心的初始深度，在给定的地震质量为0.06g的情况下，通过拉伸FEP薄膜的长度，可以将共振频率从17 Hz调谐到70 Hz。对于0.1g的地震质量，收割机在1×g的加速度下，在谐振频率为17 Hz的匹配电阻器上产生高达797μW的功率，其中g是地球的重力。这类能量采集器有望应用于自主式电子设备和无线传感器网络节点中。
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