基于正逆压电效应的汽车空气净化系统

本发明属于空气净化领域，尤其涉及基于正逆压电效应的汽车空气净化系统。

背景技术：

1、我国目前面临的空气污染问题仍然较为严峻，而且对于净化空气过程中，是否存在未利用的能量也缺乏考虑。汽车作为许多家庭的必备品，汽车行驶时的空气质量，也成为人们十分关注的问题之一。在汽车行驶过程中，车内空气与外界交换需要通过空调或者通风系统，而在诸如高速公路或者泥沙环境下，外界空气往往充满污染物，这样会使驾驶室内空气与外界进行交互时，将不干净的气体带入驾驶室内，从而危害人体健康。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，不光能提高发动机的燃烧效率，同时还能将清洁的空气带入车内，提高车内外清洁空气的交互效率，保障驾驶以及随同人员的身体健康。

2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

3、基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，包括：

4、压电产能模块，包括压电装置，用于将风能转化为电能；

5、压电集尘模块，用于对空气污染物进行吸附，并在通电时进行振动；

6、蓄电中控模块，包括储能模块和吸附测定模块，储能模块用于接收来自压电产能模块的电能，吸附测定模块用于测定压电集尘模块的吸附情况，并根据吸附情况控制吸附净化模块的通电情况；

7、收集处理模块，用于对压电集尘模块产生的污染物进行收集处理；

8、检测模块，用于对经过压电集尘模块的空气进行监测，并分析pm2.5颗粒浓度。

9、进一步地，所述压电装置采用锆钛酸铅作为压电材料。

10、进一步地，所述储能模块采用三元锂电池存储电能。

11、进一步地，所述吸附测定模块包括重力传感器，用于对压电集尘模块的重力变化进行测定，以判断压电集尘模块的吸附情况。

12、进一步地，所述收集处理模块包括带有微孔结构的硅胶。

13、进一步地，所述检测模块监测方法具体包括：

14、采集压电集尘模块吸附pm2.5时产生的电荷信号，并转化为电压信号发送至示波器；

15、示波器电压信号转换为模拟信号；

16、放大、滤波处理后转换为数字信号发送至数字处理器进行处理；

17、通过显示器输出成图形。

18、进一步地，所述压电装置包括压电壳体，压电壳体包括压电盒以及设置在压电盒进口处的第一进风壳，压电盒内顶面均布有压电簧片；

19、第一进风壳靠近底部设置有与压电盒内底面相接的连接底板，连接底板表面设有槽口，连接底板与第一进风壳底面之间形成第一集尘腔体，第一集尘腔体内置有第一集尘盒；

20、压电簧片与压电盒内底面之间留有间隙，压电盒进口面积大于压电盒出口面积。

21、进一步地，所述压电集尘模块包括带有吸附材料的螺旋式结构。

22、进一步地，所述压电集尘模块包括设置在压电盒出口处的除尘壳体；

23、除尘壳体内设有除尘盒，除尘盒包括若干流通孔，流通孔内安装有螺旋片，螺旋片周侧与流通孔之间滑动接触相连，螺旋片一端与除尘盒固定相连；

24、除尘壳体包括除尘盒以及设置在除尘盒进口处的第二进风壳，第二进风壳外端面设有环形密封凸起，压电盒出口端面设有与环形密封凸起相配合的环形密封凹槽；

25、第二进风壳底部设有第二集尘腔体，第二集尘腔体内置有第二集尘盒。

26、进一步地，所述除尘壳体与压电壳体之间通过紧固件固定相连；

27、环形密封凸起下方设有紧固凸起，紧固凸起下方设有第一限位卡槽；

28、紧固凸起包括上下分布的第一抵紧面和第二抵紧面，第二抵紧面中间设有紧固螺孔；

29、紧固件包括上下分布的第三抵紧面和外安装面，第三抵紧面和外安装面两侧之间分别设有第一侧面和第二侧面，第一侧面表面设有与第一限位卡槽相配合的第一限位凸起，第二侧面表面设有第二限位凸起，外安装面中间设有紧固穿孔，紧固穿孔中安装有与紧固螺孔相配合的紧固螺栓；

30、压电盒外底面靠近出口端设有与第二限位凸起相配合的第二限位卡槽；

31、第三抵紧面与第二抵紧面抵紧接触相连，第一抵紧面与压电盒外底面抵紧接触相连，第一侧面与第二进风壳外表面抵紧接触相连。

32、本发明的有益效果是：

33、1.本发明正压电效应用于产能，通过电池供电使得压电集尘模块产生静电并吸附粉尘，逆压电效应是当吸附量达到饱和时用来振动。压电产能模块和压电集尘模块之间通过蓄电中控模块实现正逆压电效应模式的智能切换，并可以分别持续实现其产能和集尘吸附功能。

34、2.本发明利用压电效应来实现空气杂质微粒的清除，并且与太阳能板、蓄电池结合，同时充分利用气流所产生的振动能量，从而达到无需外接供能装置的目的，并且与集尘监测传感器相结合实现全自动集尘的目的。

35、3.本发明类比超声波除尘技术，利用正逆压电效应通过电信号使压电材料振动达到一定频率，产生与超声波除尘一样的效果。

36、4.本发明类比乐器中簧片的排布方式，增大压电材料振动，使其产生更多电能。

37、5.本发明利用压电效应的特殊电信号，通过示波器的成像来计算空气中pm2.5含量。

38、6.本发明通过对空气废弃振动能源的转化完全实现自主运作，不需要接入电网，大大提高了能源的利用率。

39、7.本发明通过压电装置的结构设计，能够可靠的实现基于压电效应的电能转换，同时能够通过底部的第一集尘腔体和第一集尘盒进行一定程度的集尘。

40、8.本发明通过压电集尘模块的结构设计，能够对空气中的污染物进行有效去除，并通过底部的第二集尘腔体和第二集尘盒对掉落的颗粒进行有效收集，螺旋片结构设计极大的提高了除尘效果。

41、9.本发明通过紧固件的结构设计，能够可靠的建立压电集尘模块和压电装置之间的结构连接和固定，保证使用过程中的稳定与可靠性。

技术特征：

1.基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，其特征在于：所述压电装置采用锆钛酸铅作为压电材料。

3.根据权利要求1所述的基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，其特征在于：所述储能模块采用三元锂电池存储电能。

4.根据权利要求1所述的基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，其特征在于：所述吸附测定模块包括重力传感器，用于对压电集尘模块的重力变化进行测定，以判断压电集尘模块的吸附情况。

5.根据权利要求1所述的基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，其特征在于：所述收集处理模块包括带有微孔结构的硅胶。

6.根据权利要求1所述的基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，其特征在于：所述检测模块监测方法具体包括：

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，其特征在于：所述压电装置包括压电壳体(1)，压电壳体(1)包括压电盒(11)以及设置在压电盒(11)进口处的第一进风壳(12)，压电盒(11)内顶面均布有压电簧片(13)；

8.根据权利要求7所述的基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，其特征在于：所述压电集尘模块包括带有吸附材料的螺旋式结构。

9.根据权利要求8所述的基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，其特征在于：所述压电集尘模块包括设置在压电盒(11)出口处的除尘壳体(2)；

10.根据权利要求9所述的基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，其特征在于：所述除尘壳体(2)与压电壳体(1)之间通过紧固件(3)固定相连；

技术总结
本发明公开了基于正逆压电效应的汽车空气净化系统，包括：压电产能模块，包括压电装置，用于将风能转化为电能；压电集尘模块，用于对空气污染物进行吸附，并在通电时进行振动；蓄电中控模块，包括储能模块和吸附测定模块；收集处理模块，用于对压电集尘模块产生的污染物进行收集处理；检测模块，用于对经过压电集尘模块的空气进行监测。本发明正压电效应用于产能，通过电池供电使得压电集尘模块产生静电并吸附粉尘，逆压电效应是当吸附量达到饱和时用来振动，实现正逆压电效应模式的智能切换，并可以分别持续实现其产能和集尘吸附功能，充分利用气流所产生的振动能量，从而达到无需外接供能装置的目的。

技术研发人员：花阳,李志恒,高明亮,张海涛,王云柘,魏缇,罗畅,孙书昂
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/13