[发明专利]一种基于流体发电的自供电油气管线监测装置

权利要求书

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，圆台內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內筒壁端部，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；装机前金属片上圆弧凸起的最小半径应为R=(hm+hp){α+12[1-α(1-β)][α2(1-β)-1-ηEpTp]},]]>式中h_p和h_m分别为压电片和金属片的厚度，α＝h_m/(h_m+h_p)，η=(1-α)[1-α(1-β)]+αβ(1+k312),]]>β＝E_m/E_p，E_p和E_m分别为压电片和金属片的杨氏模量，T_p分别为压电材料的机电耦合系数和许用拉应力。