將壓電能量收集和壓電傳感整合在一起,為答疑解惑

2020-12-05 電子發燒友

將壓電能量收集和壓電傳感整合在一起，為答疑解惑

發表於 2019-05-05 15:54:12

據麥姆斯諮詢介紹，隨著社會的發展，人們對可靠的不間斷電力能源的需求不斷增加，同時人們的環保意識也日益增強，開發清潔、環保、可靠、廉價的新能源已成為當今世界的研究熱點。機械能是一種新型的綠色能源，美國加利福尼亞州和歐洲正在利用壓電技術鋪設壓電發電道路，以收集路面振動產生的機械能。基於壓電技術的能量收集也將在自供電物聯網節點中發揮作用，因為沒有人願意為數十億個電池充電或更換。如果沒有自供電節點，物聯網只不過是歷史上的一個註腳。

本報告將壓電能量收集和壓電傳感整合在一起，為讀者答疑解惑：（1）毫瓦或兆瓦：壓電技術的成功在哪裡？（2）壓電能量收集器和壓電傳感器的工作模式有哪些？（3）為什麼在生命科學領域會尋求自供電傳感器？（4）能否將壓電能量收集和太陽能結合起來，為道路上行駛的汽車提供能源？（5）如果交通繁忙，那麼壓電能量收集效果良好；如果交通空閒，怎麼辦？（6）哪些壓電材料是經濟實惠、易於使用？（7）為什么半導體和壓電材料的「融合」器件令人興奮？……

壓電能量收集器和壓電傳感器的工作模式

「新材料、新器件、新應用」，壓電技術前景廣闊，例如消費領域（運動鞋、計步器、耳機）、醫療領域（助聽器、心臟起搏器、健康監測設備）、工業領域（結構/設備健康監測）、能源領域（風能和海浪能收集）、交通領域（路面振動能量收集）等。本報告提供各項壓電能量收集應用領域的典型案例分析，以及市場預測和發展趨勢，以闡述壓電能量收集技術的成功之道。另外，我們也從專利和谷歌搜索情況來分析壓電技術趨勢。

壓電能量收集專利和谷歌搜索趨勢

壓電MEMS專利和谷歌搜索趨勢

振動能量存在形式多樣，振動能量收集是一種行之有效的環境能量發電方法。根據發電原理不同，振動發電機可以分為靜電式、電磁式與壓電式。其中，壓電式振動發電機以其能量轉換效率高、結構簡單、無電磁幹擾、易於實現整體結構的微型化與集成化等優點成為國內外振動發電領域研究的重點。常用壓電材料包括壓電單晶體、壓電陶瓷、壓電聚合物、壓電複合材料等。其中，壓電陶瓷鋯鈦酸鉛（PZT）已經成為國內外壓電式振動能量收集領域最常用的壓電材料之一，並在此基礎上發展了低溫燒結PZT、透明壓電陶瓷PLZT、無鉛系列壓電陶瓷及納米陶瓷等多種壓電陶瓷材料。壓電陶瓷的優點在於壓電常數大、靈敏度高、工藝成熟、成形效果好等，缺點在於其韌性差、易破裂。另一種常用壓電材料是聚偏二氟乙烯（PVDF），PVDF具有壓電應變常數高、柔性和加工性好、頻響寬、機械強度高等優點。

本報告研究領域涵蓋壓電晶體、器件及系統，涉及基礎理論和知識，不僅分析了壓電能量收集技術及應用，還介紹了壓電傳感器原理、新產品、功能、優勢、應用、挑戰，以及期望的材料。壓電、MEMS、無線通信和控制器如何融合發展？敬請閱讀報告。

應用於結構健康監測的嵌入式傳感器

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