基于宏纤维复合材料贴片整流系统的旋转轴无线传感器供电实验研究

《Energies》：Piezoelectric Energy Harvesting from a Rotating Shaft to Power a LoRa-Based Wireless Sensor

　　机器旋转轴的表面监测需要使用无线传感器，因为沿着旋转表面引出电缆存在技术困难。轴表面的无线传感器可以通过电池或在使用现场产生的电力来供电。将能量转换为压电材料，可以从轴的机械能中产生电能。可用于此目的的一种压电材料是宏纤维复合材料（MFC），它由嵌入聚合物基体中的压电陶瓷纤维组成。本文介绍了针对粘贴在轴表面的六个MFC贴片的整流系统进行实验室实验的结果，这些贴片用于产生电能为无线传感器持续供电。该无线传感器基于LoRa技术，由三个主要部分组成：发射模块、温度传感器和微控制器。测试了八个用于将六个MFC贴片产生的交流电转换为直流电的整流电路。根据实验结果发现，由三对MFC贴片以三角形连接组成的整流系统能够获得比其他测试连接方式更大的电能。在这三对中，每一对中的MFC贴片都采用并联连接。六个MFC贴片产生的电能能够为基于LoRa的传感器提供连续且正确的电源供应。