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摘要
为了俘获环境中广泛存在的声能，提出了一种双效应耦合作用的声电换能装置，该结构可在声电转换的同时捕获空气中的流体能量。为提高该装置的声电转化效率，需对其进行优化设计。通过研究压电片不同连接方式对发电性能的影响规律，确定了不同条件下系统的最优连接方式。采用了正交实验法确定系统的最优组合方式，实验结果表明：在电阻大小2MΩ、PZT材料的串联个数28个、PZT材料的总数56个、声源与换能器间的距离240mm的组合方式下，系统输出功率最大。以最优组合设计实验，设置声压级为110dB，噪声频率在249Hz，此时测得负载输出电压17.54V，输出功率307.65μW，平均能量密度13.26 mW/m3。优化后的结构可作为微小型用电器的供电电源，在新能量领域有广泛的应用前景。
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