一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置，其特征是用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。通過(guò)塑料軟管兩端的壓力差改變液態(tài)金屬球在塑料軟管內(nèi)部的不同位置達(dá)到可變電容效果，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換。針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)電容式機(jī)電換能器存在的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率低和輸出功率不足的缺點(diǎn)，提出了一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、輸出功率高的一種液態(tài)金屬可變電容換能器的裝置。本發(fā)明所選擇的技術(shù)方案為利用不同材料的介電常數(shù)比和保證足夠電絕緣能力條件下減小塑料軟管厚度實(shí)現(xiàn)高增益系數(shù)，從而達(dá)到高功率輸出，克服了傳統(tǒng)平板可變電容電極板之間距離的限制從而不能實(shí)現(xiàn)高功率輸出的缺點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)電子設(shè)備的發(fā)展，移動(dòng)電子設(shè)備對(duì)電源的要求越來(lái)越高，需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)對(duì)電源充電的裝置，當(dāng)前針對(duì)電源的便攜式充電裝置主要是依靠太陽(yáng)能光伏效應(yīng)，目前該技術(shù)和裝置存在的主要問(wèn)題是受天氣的影響非常大，不方便攜帶，同時(shí)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的效率不高。
[0003]傳統(tǒng)電容式機(jī)電換能器的核心部件是可變電容器，可變電容器的實(shí)現(xiàn)方法通常是采用平板可變電容結(jié)構(gòu)，通過(guò)外力的作用改變兩個(gè)平板電極之間的距離實(shí)現(xiàn)電容的改變，傳統(tǒng)方法的主要不足之處是兩個(gè)平板電極之間距離變化范圍受限，所以很難實(shí)現(xiàn)高機(jī)電轉(zhuǎn)換效率和高功率輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有傳統(tǒng)電容式機(jī)電換能器存在的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率低和輸出功率不足的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、轉(zhuǎn)換效率高、輸出功率高的一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置。
[0005]本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種液態(tài)金屬可變電容換能器的裝置，包括塑料軟管、液態(tài)金屬球、電解質(zhì)液、電極片。
[0007]首先將電極片和塑料軟管以整體注塑的方式周期性地排列在塑料軟管上構(gòu)成可變電容或以濺射的方式噴射在塑料軟管上形成可變電容；
[0008]其次在塑料軟管內(nèi)充入電解質(zhì)液，并周期的放置與電極片尺寸相符的液態(tài)金屬球(如液態(tài)汞金屬)；
[0009]最后在塑料軟管內(nèi)表面鍍低表面能的薄層材料，使得液態(tài)金屬球和電解質(zhì)液在塑料軟管兩端壓力差的作用下可以順暢流動(dòng)。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:
[0011]單根塑料軟管在兩端周期性壓力差的作用下使得塑料軟管內(nèi)的液態(tài)金屬球呈現(xiàn)周期性的對(duì)準(zhǔn)電極片，每一個(gè)電極片是一個(gè)可變電容單元，如圖3所示，同時(shí)可以將塑料軟管進(jìn)行周期性排列進(jìn)一步增加可變電容單元的數(shù)量。該裝置可以實(shí)現(xiàn)較高的功率輸出，通過(guò)調(diào)整塑料軟管長(zhǎng)度和塑料軟管周期排列數(shù)量可以達(dá)到更高的功率輸出。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)圖，此時(shí)液態(tài)金屬球?qū)?zhǔn)電極片，此為充電狀態(tài)。
[0013]圖2為液態(tài)金屬球完全偏離電極片的狀態(tài)，此為放電狀態(tài)。
[0014]圖3為周期性排列在塑料軟管上的電極片結(jié)構(gòu)示意圖。[0015]圖4為電容式機(jī)電轉(zhuǎn)換原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述。
[0017]如圖1所示，液態(tài)金屬可變電容換能器的裝置包括塑料軟管11、電極片12、液態(tài)金屬球13、電解質(zhì)液14,圖2和圖3所標(biāo)相同的序號(hào)均屬于相同的兀件。
[0018]如圖2所示，包括塑料軟管21、電極片22、液態(tài)金屬球23、電解質(zhì)液24。
[0019]如圖3所示，包括塑料軟管31電極片32、液態(tài)金屬球33、電解質(zhì)液34、。
[0020]如圖4所示，電容式機(jī)電轉(zhuǎn)換原理圖包括負(fù)載41、電源42、充電狀態(tài)43、等待狀態(tài)44、放電狀態(tài)45、可變電容器46。
[0021]本發(fā)明裝置的工作原理為:本裝置中的換能器的功能是通過(guò)塑料軟管兩端壓力差做功，實(shí)現(xiàn)可變電容器，增大電容器電場(chǎng)能量。
[0022]可變電容器的實(shí)現(xiàn)如下所述。
[0023]首先考慮液態(tài)金屬球與電極片對(duì)準(zhǔn)時(shí)的情況，如圖1，此時(shí)可以看成是兩個(gè)電容的
串聯(lián)結(jié)構(gòu)，由此可以計(jì)算出此時(shí)的總電容:
【權(quán)利要求】
1.一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置，其特征為:由塑料軟管(11)，電極片(12)，液態(tài)金屬球(13)，電解質(zhì)液(14)構(gòu)成；電極片和塑料軟管以整體注塑的方式形成金屬電極或者在塑料軟管上下表面使用濺射的方法形成金屬電極；金屬電極周期性分布在塑料軟管上，同時(shí)塑料軟管是周期排列的方式；塑料軟管內(nèi)充入電解質(zhì)液，并周期的放置與電極片尺寸相同的液態(tài)金屬球；塑料軟管兩端的壓力差引起電解質(zhì)液和液態(tài)金屬球的流動(dòng)；塑料軟管內(nèi)表面鍍低表面能材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置，其特征在于:塑料軟管(11)作為該裝置的流體管道，電極片(12)和液態(tài)金屬球(13)以整體注塑的方式結(jié)合或以濺射的方式在塑料軟管(11)上形成金屬電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置，其特征在于:電極片(12)以周期排列的方式在塑料軟管上(11)，塑料軟管(11)也是以周期排列的方式來(lái)增加可變電容單元的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置，其特征在于:塑料軟管(11)內(nèi)表面鍍膜,材料為含氟的低表面能材料,如特氟龍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置，其特征在于:塑料軟管(11)內(nèi)充滿電解質(zhì)液(14)和液態(tài)金屬球(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置，其特征在于:液態(tài)金屬球(13)為液態(tài)汞或鎵銦錫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)金屬可變電容換能器裝置，其特征在于:液態(tài)金屬球(13)為周期方式分布在塑料軟管(11)內(nèi)，同時(shí)液態(tài)金屬球(13)的尺寸與電極片(12)的尺寸相同。
【文檔編號(hào)】H01G5/013GK103715939SQ201410012103
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】岑松原, 羅鳳國(guó), 尹俠, 金尚忠 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院