超声无线输能的声电转换通道设计

作者：王俊; 张敏; 张碧星; 黄娟; 阎守国^*

来源：声学学报(中文版), 2020, 45(01): 117-123.

DOI：10.15949/j.cnki.0371-0025.2020.01.014

• 声电转换
• 无线输能
• 压电片
• 传输效率
• 仿真模型

通过对超声无线输能系统的声电转换通道进行理论分析,利用电声传输线类比法构建了声电转换通道的一维仿真模型,并利用有限元仿真软件进一步构建了声电转换通道的有限元仿真模型,提高了模型的精确度和适用范围。进行了超声无线输能的实验,并将仿真结果与实验测量结果进行对比,仿真模型的有效性得到验证。利用所建仿真模型分析了负载阻抗对系统能量传输效率的影响规律,对声电转换通道进行了优化,确定了系统的共振频率和最佳负载阻抗。在以上研究基础上建立的超声无线输能实验系统,能够成功透过8 mm厚的铜板点亮20 W灯泡,能量传输效率达到57%,实验证明了利用超声透过金属板进行能量无线传输是切实可行的。

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院声学研究所; 声场声信息国家重点实验室