本實(shí)用新型涉及聲波利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科技進(jìn)步和人類文明的發(fā)展，在各種化石能源和非可生資源儲量日益減少價格愈發(fā)昂貴的今天，人們更加關(guān)注生活環(huán)境和生活品質(zhì)，節(jié)約能源減少排放，降低身邊的噪音污染成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

噪聲污染是工業(yè)文明后，一直困擾人們的一種能量污染。世界衛(wèi)生組織研究表明，當(dāng)噪音污染超過30分貝時，人的正常睡眠就會受到干擾，而持續(xù)生活在70分貝以上的噪音環(huán)境中，人的聽力及身體健康會遭受嚴(yán)重?fù)p傷.甚至周圍的植物和建筑也會受到噪聲沖擊受到一定損傷，若長期在80分貝以上的噪音環(huán)境中生活，造成耳聾者的概率可達(dá)50％，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。而軌道交通沿線、大型工廠附近、城市主干道沿線產(chǎn)生的噪聲均超過90dB。

噪聲是一種環(huán)境污染，更本質(zhì)的說是一種能量污染。如果將噪聲轉(zhuǎn)換成可利用的能源，那就是一舉兩得，噪聲發(fā)電裝置能減少噪聲的量級排放到環(huán)境中去，又產(chǎn)生了電能，達(dá)到了節(jié)能效果，十分的符合綠色環(huán)保、節(jié)能減排的要求。

目前存在的噪聲發(fā)電裝置，其主要構(gòu)成是將隔膜直接暴露在道路兩側(cè)，彈性膜隔密閉，隔膜上的一根導(dǎo)線與磁鐵式音圈連接形成一個微傳聲器，聲波作用于隔膜，引起來回振動進(jìn)而改變空氣的壓力，氣體壓縮時變熱，膨脹時變冷，引發(fā)人造鈮酸鋰作用，在高頻高溫下將聲能轉(zhuǎn)換成電能，從而完成實(shí)際意義上骨膜式聲波接收器，將接收器與能夠增大聲能、聚集能量的共鳴器連接，當(dāng)來自共鳴器的聲能作用于聲能轉(zhuǎn)化器時，就能發(fā)電。這種檢測裝置其裝置負(fù)責(zé)而且外側(cè)膜、共鳴器容易出現(xiàn)老化以及連接損耗的問題，并且由于復(fù)雜的轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)，使其不具備大規(guī)模投入實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品實(shí)用性價值，除此之外由于高頻高溫的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化條件本來就給綠色節(jié)能的設(shè)備帶來沉重負(fù)荷，除此之外，氣體的熱脹冷縮效應(yīng)需要氦氣和其他比較穩(wěn)定的稀有氣體，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，這些都增加了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本。因此，現(xiàn)有的降噪發(fā)電裝置并沒有大規(guī)模投入使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是提供一種噪聲發(fā)電裝置，它能有效地解決噪聲的吸收和轉(zhuǎn)化問題。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是：一種噪聲發(fā)電裝置，包括外殼、運(yùn)放電路和蓄電池端子，正六邊形蜂巢狀聚聲板由底部為正六邊形通孔的喇叭狀傳聲筒排列構(gòu)成，復(fù)式亥姆霍茲共鳴器表面的通孔與正六邊形通孔一一對應(yīng)設(shè)置，彈性薄膜通過楔形連接槽固定在亥姆霍茲共鳴器后側(cè)；錐形細(xì)棒及PZT-A5壓電材料垂直設(shè)置在彈性薄膜中心，錐形細(xì)棒的頂部設(shè)有重物，彈性薄膜與錐形細(xì)棒通過圓心的連接處膠接粘連固定；外殼的側(cè)面設(shè)有運(yùn)放電路及蓄電池端子，彈性薄膜通過嵌套形式固定在亥姆霍茲共鳴器的共鳴腔后部。

所述彈性薄膜與吸音海綿之間存在空隙。

所述錐形細(xì)棒與頂端重物為內(nèi)嵌鉸連接。

通過正六邊形蜂巢狀聚聲板和喇叭狀傳聲筒將聲音收集，利用亥姆霍茲共鳴腔引發(fā)振動，使得彈性薄膜和錐形細(xì)棒振動，引發(fā)PZT-A5壓電材料發(fā)生形變，從而將聲音高效轉(zhuǎn)化為電能，完成整個工作過程。

裝置外側(cè)采用正六邊形蜂巢狀聚聲板外觀設(shè)計(jì)，通過后側(cè)正六邊形通孔將聲音傳導(dǎo)至亥姆霍茲共器的共鳴腔體內(nèi)，特定頻率的聲音在亥姆霍茲共鳴器的共鳴腔內(nèi)引發(fā)共振，非特定頻率聲音通過聚聲板的收集，降噪處理后仍然會引發(fā)亥姆霍茲共鳴器的共鳴腔后側(cè)的彈性薄膜的振動，使得粘接在彈性薄膜上的錐形細(xì)棒和壓電單元振動，錐形細(xì)棒頂端的重物使得錐形細(xì)棒更易發(fā)生復(fù)擺運(yùn)動，引發(fā)粘連在錐形細(xì)棒應(yīng)力集中部位的PZT-A5壓電材料發(fā)生彈性形變，由于PZT-5A壓電材料存在壓電性，在受拉壓時使得PZT-A5壓電材料兩端產(chǎn)生電流，通過運(yùn)放電路和蓄電池將短頻交流電固定在蓄電池中，與用電元器件保持并聯(lián)，利用蓄電池電容浮充狀態(tài)實(shí)現(xiàn)電能實(shí)際利用。

本實(shí)用新型的工作過程和原理是：

降噪發(fā)電裝置根據(jù)所應(yīng)用環(huán)境不同，在完成整體安裝之后，內(nèi)側(cè)錐形細(xì)棒及附著的彈性薄膜根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，環(huán)境噪音及聲浪傳播到降噪發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)表面，被蜂巢狀聚聲板和喇叭狀傳聲筒收集，同時聲音完成了第一次降噪處理，通過喇叭傳聲筒后側(cè)傳聲孔傳入亥姆霍茲共鳴器，特定頻率的聲音在亥姆霍茲共鳴器的共鳴腔引發(fā)共振，非特定頻率聲音在共鳴腔的腔體內(nèi)部振動，損耗完成第二次降噪處理，亥姆霍茲共鳴器的共鳴腔的腔體內(nèi)共振及腔體空氣振動使得腔體后側(cè)彈性薄膜發(fā)生振動，引發(fā)錐形細(xì)棒受迫振動，PZT-A5壓電材料位于錐形細(xì)棒應(yīng)力集中位置，由于錐形細(xì)棒復(fù)擺運(yùn)動使得彈性薄膜產(chǎn)生形變，由于PZT-A5壓電材料的壓電性產(chǎn)生短頻交流電，利用運(yùn)放電路和蓄電池將電能進(jìn)行收集，進(jìn)行下一步利用。該聲波轉(zhuǎn)換電能的裝置能更好地服務(wù)于道路、工廠、軌道兩側(cè)以及船舶、航空飛行器，轉(zhuǎn)化成本更加低廉，效率更高，裝置更簡單。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

一、本實(shí)用新型采用楔形結(jié)構(gòu)和粘連結(jié)合設(shè)計(jì)，節(jié)省材料和使用成本的同時，無鉚釘連接及其他應(yīng)力集中的連接方式，同時采用后部的吸音海綿和下方的橡膠基座使得整體更加穩(wěn)定吸音效果更良好。

二、本實(shí)用新型為無源產(chǎn)電，采用彈性薄膜和錐形細(xì)棒牽連振動的方式，引起PZT壓電材料形變，從而使噪音轉(zhuǎn)換為機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為可以加以利用的電能。

三、正六邊形蜂巢及喇叭狀傳聲筒結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)板材都采用FR-4玻璃纖維絕緣材料，具有較好隔音性，較高的機(jī)械性能，較好的耐熱性和耐潮性，有良好的加工性且價格低廉。

四、通過第一、二次降噪處理，使得噪聲很大一部分被吸收處理，剩余的噪音通過共振及聲音振動，引起錐形細(xì)棒受迫振動并使得PZT-A5壓電材料發(fā)生形變，由壓電特性引發(fā)在無源條件下可使聲音進(jìn)行機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)化，通過結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，噪音被吸收利用，整個結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得聲電轉(zhuǎn)化成本更加低廉，效率更高，裝置更簡單，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型三維立體爆炸圖

圖2為本實(shí)用新型共鳴腔局剖結(jié)構(gòu)放大圖

圖3為本實(shí)用新型彈性薄膜結(jié)構(gòu)圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例

本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式是，一種噪聲發(fā)電裝置，包括外殼、運(yùn)放電路和蓄電池端子，正六邊形蜂巢狀聚聲板1由底部為正六邊形通孔3的喇叭狀傳聲筒2排列構(gòu)成，復(fù)式亥姆霍茲共鳴器4表面的通孔與正六邊形通孔3一一對應(yīng)設(shè)置，彈性薄膜7通過楔形連接槽6固定在亥姆霍茲共鳴器4后側(cè)；錐形細(xì)棒11及PZT-A5壓電材料10垂直設(shè)置在彈性薄膜7中心，錐形細(xì)棒11的頂部設(shè)有重物9。外殼13的側(cè)面設(shè)有運(yùn)放電路及蓄電池端子14，彈性薄膜7通過嵌套形式固定在亥姆霍茲共鳴器4的共鳴腔5后部。

所述彈性薄膜7為加強(qiáng)聚乙烯，它與吸音海綿12之間存在空隙。

所述彈性錐形細(xì)棒11與頂端重物9為內(nèi)嵌鉸連接。

本實(shí)用新型的聚聲結(jié)構(gòu)為正六邊形蜂巢狀聚聲板1與喇叭狀傳聲筒2整體由3D打印制造完成，通過喇叭狀傳聲筒2后側(cè)的正六邊形通孔3將聲音傳遞至亥姆霍茲共鳴器4的共鳴腔5內(nèi)部，完成第一次降噪過程，聲音在共鳴腔5的弧面腔體內(nèi)室振動，引起彈性薄膜7的振動，彈性薄膜7通過凹槽內(nèi)嵌于亥姆霍茲共鳴腔4后側(cè)，通過楔形連接槽6內(nèi)嵌式連接，彈性薄膜7與錐形細(xì)棒11通過圓心的連接處8膠接粘連固定，錐形細(xì)棒11頭部與一定質(zhì)量重物9通過楔形結(jié)構(gòu)固定，當(dāng)PZT-A5壓電材料10產(chǎn)生短頻交流電通過導(dǎo)線傳輸?shù)竭\(yùn)放電路及蓄電池14中儲存，裝置的外殼13一側(cè)螺釘連接的運(yùn)放電路及蓄電池端子14保持浮充狀態(tài)，整體裝置及后側(cè)防護(hù)板采用楔形固定。所述彈性薄膜7與吸音海綿12之間存在空隙。