压电式自供能监测系统

0.9 W 振动取能

用压电能量收集器替代化学电池，实现铁路桥梁无线传感节点的长期自供能运行。

Sheng, Weiqiang · 向宏军 · Gao, Linglong · 王建军 · 梁俊睿 · 张之伟

Engineering Structures 2024

参数信息

最大平均输出功率

0.9 W

充电预测偏差（与实验）

3 %

充电预测偏差（与仿真）

1 %

技术优势

摆脱电池依赖

用压电能量收集器从桥梁振动中取能，为无线传感节点供电，不再需要定期更换化学电池。

输出功率达 0.9 W

在单位谐波加速度激励下，最大平均输出功率达 0.9 W，足以驱动常见低功耗传感节点。

充电预测偏差小

提出的迭代分析流程对强耦合压电能量收集器的充电过程预测与实验偏差小于3%，与仿真偏差小于1%。

应用场景

• 铁路桥梁监测：为长期监测铁路桥梁的振动和结构状态提供免维护电源。
• 结构健康监测：支持结构健康监测系统长期运行，避免电池更换中断数据采集。
• 自供能传感器节点：让传感器节点从桥梁振动中自取能量，实现自供能运行。
• 振动能量收集：将桥梁振动能量高效转换为电能，供传感节点使用。
• 无线传感网络供能：为无线传感网络节点提供稳定的电源，支持长距离长期监测。