基于摩擦电原理的桥梁结构振动俘能方法

摘要

为保障安全运营,越来越多的桥梁工程结构引入智能感知技术,以期通过实时监测桥梁服役期间的安全和耐久性,避免重大事故引起的重大损失.目前较为成熟的智能感知技术往往需要通过电网或电池等外部供电,存在输供电成本高或电池更换人工成本高的问题,在智能感知系统中引入自供能技术,将彻底实现感知系统的无线、无源、无间断全时运行,且完全无需外界电能供给,降低了电能的生产成本.因此,本文基于摩擦发电机理,提出一种高能量密度静电俘能技术,完成了相关俘能器件的制备,基于实验梁开展了振动俘能过程,提出了该俘能方式的理论模型并结合实验验证了理论方法的计算精度.论文工作旨在将该技术应用于桥梁,将桥梁结构在环境和交通荷载作用下产生的振动能量转化为电能,以实现桥梁智能感知系统的自供能功能.