一种基于流体发电的自供电油气管线监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于油气管道监测技术领域，具体涉及一种基于流体发电的自供电油 气管线监测装置。
【背景技术】
[0002] 油气管道在其长期服役的过程中，由于自然腐蚀、自然界不可抗力、尤其是人为偷 盗等造成的泄漏事件时有发生，频繁的管道泄漏不仅造成了巨大的经济损失、同时也给其 周边自然环境造成了严重的污染。以往，常采用定期人工巡检的方法加以维护，但因油气管 道铺设距离长、且常处于人迹罕至或交通不便之处，定期巡检难以及时发现泄漏并加以维 护。因此，人们提出了多种类型用于管道泄漏监测或防盗系统，如中国专利200810223454. X,200710064122. 7,200610069554. 2,200610109495.7,200610015202.9,200510043346. 0, 01120311. 0,等等。虽然所提出的某些管道泄漏或防盗监测报警方法在技术层面已较成熟， 但目前我国长输管道防盗监测系统的应用还处于初步阶段、尚未得到大面积的推广应用， 其主要原因之一是监测系统的供电问题未能得到很好的解决：采用铺设电缆的方法成本 高、且易被不法分子切断而影响监测系统的正常运行；而采用电池供电时使用时间有限、需 经常更换，一旦电池电量不足且未及时更换时也无法完成监测信息的远程传输。因此，为使 油气管道泄漏及防盗系统得以实际应用，必须首先解决其供电问题。为满足油气管道监测 系统的供电需求，近年来人们已经提出了多种形式的压电发电装置为监测系统供电，如中 国专利201210320120. 0及201210320105. 6等，但上述发电装置均利用压电振子的弯曲变 形发电，发电能力较弱、且易因变形量过大而损坏。
【发明内容】
[0003] 针对输油气管线监测与防盗报警系统的供电难题以及现有振动式压电发电装置 应用上的局限性，本实用新型提出一种基于流体发电的自供电油气管线监测装置。本实用 新型采用的实施方案是：圆形管道上设有圆台，圆台的内筒壁将圆台分隔成阶梯孔和阶梯 环槽两部分；阶梯孔内镶嵌有两个轴承，所述轴承安装在主轴上、且分别置于主轴的轴肩两 侦L主轴上置于管道内的一端安装有叶轮、另一端装有带内花键的磁环，磁环置于轴套的中 心孔内，轴套的法兰经螺钉固定在内筒壁端部，轴套的法兰与内筒壁的端面间设有密封圈， 轴套内孔直径小于轴承外圈直径、大于轴承内圈直径；圆台的底板上嵌有压力传感器和流 量传感器，圆台的外筒壁内侧台阶上经螺钉安装有电路板，电路板置于阶梯环槽内，电路板 上安装有信号发射模块，压力传感器及流量传感器通过不同的导线组与电路板连接；圆台 外筒壁的端部焊接有圆筒，圆筒的端部经螺钉安装有端盖，圆筒的内壁上均布地设有轴向 燕尾槽；两个在其圆弧凸起处粘接有压电片的金属片经铆钉铆接构成压电振子，压电振子 经导线组与电路板连接，压电振子通过与其两端所铆接的楔块和磁块构成换能器；换能器 上的磁块置于轴套的径向导向槽中，换能器上的楔块置于圆筒的燕尾槽中并经端盖压在外 筒壁端部；同一换能器上楔块的轴向宽度大于磁块的轴向宽度，各换能器上磁块的磁极配 置方向相同、且与安装在主轴上的磁环的异性磁极靠近安装，主轴转动时磁块始终承受来 自于磁环的吸引力。
[0004] 为使压电振子最大限度地利用机械能量发电、并避免压电 片因拉应力过大而损坏，装机前金属片上圆弧凸起的最小半径应为
【主权项】
1. 一种基于流体发电的自供电油气管线监测装置，其特征在于：圆形管道上设有圆 台，圆台内筒壁将圆台分隔成阶梯孔和阶梯环槽；阶梯孔内镶嵌有两个轴承，轴承安装在主 轴的轴肩两侧，主轴上置于管道内的一端安装有叶轮、另一端装有带内花键的磁环，磁环置 于轴套的中心孔内，轴套的法兰经螺钉固定在内筒壁端部，轴套的法兰与内筒壁端面间设 有密封圈，轴套内孔直径小于轴承外圈直径、大于轴承内圈直径；圆台的底板上嵌有压力传 感器和流量传感器，外筒壁内侧台阶上经螺钉安装有电路板，电路板置于阶梯环槽内，电路 板上安装有信号发射模块，压力传感器及流量传感器经不同的导线组与电路板连接；外筒 壁端部焊接有圆筒，圆筒端部经螺钉安装有端盖，圆筒内壁上均布地设有轴向燕尾槽；两个 在其圆弧凸起处粘接有压电片的金属片经铆钉铆接构成压电振子，压电振子经导线组与电 路板连接，压电振子通过与其两端所铆接的楔块和磁块构成换能器，磁块置于轴套的径向 导向槽中，楔块置于圆筒的燕尾槽中并经端盖压在外筒壁端部；楔块的轴向宽度大于磁块 的轴向宽度，各换能器上磁块的磁极配置方向相同、且与安装在主轴上的磁环的异性磁极 靠近安装，主轴转动时磁块始终承受来自于磁环的吸引力。
【专利摘要】本实用新型涉一种基于流体发电的自供电油气管线监测装置，属油气管道监测领域。管道上设有圆台，圆台阶梯孔内装有带叶轮和磁环的主轴，磁环置于安装在内筒壁端部的轴套内；圆台底板上嵌有压力及流量传感器，外筒壁的内侧装有带信号发射模块的电路板、端部焊有圆筒；带有圆弧凸起的压电振子两端铆有楔块和磁块，磁块置于轴套的径向导向槽中，楔块置于圆筒的燕尾槽中并经端盖压在外筒壁端部；主轴转动时磁块始终承受来自磁环的吸力。特色与优势：通过非接触磁力耦合方法激励预弯型压电振子伸缩变形发电，运动部件密封在管道内、无泄漏、电路系统运转可靠性高，压电片仅承受压应力、机械可靠性高，磁环同时激励多个压电振子、发电能力强、且无噪音。
【IPC分类】H02N2-18, F17D5-06
【公开号】CN204420588
【申请号】CN201520009686
【发明人】王淑云, 沈亚林, 程光明, 费翔, 阚君武, 文欢
【申请人】浙江师范大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月7日