[发明专利]一种管道液体流量无源检测装置及方法

权利要求书

1.一种管道液体流量无源检测装置，其特征在于，包括旋转式压电发电装置和流量检测装置，所述旋转式压电发电装置包括圆形外壳、叶片、端帽、旋转轴、轴承、拨片、防水圈、压电双晶悬臂梁和后端盖，所述圆形外壳固定于管道内，所述旋转轴通过轴承固定于圆形外壳上，所述叶片沿旋转轴上沟槽插入连接限位，所述端帽通过旋转轴上的螺纹固定于旋转轴并对叶片进行固定，所述拨片固定于旋转轴上，所述防水圈安装于圆形外壳的固定孔内，所述压电双晶悬臂梁固定于圆形外壳且绕旋转轴呈圆周阵列分布，所述后端盖固定于圆形外壳上，所述压电双晶悬臂梁引出电极接入流量检测装置的整流储能模块和采集处理模块，所述流量检测装置的通讯模块将采集处理模块获取的实时数据发送至服务器。

2.根据权利要求1所述的一种管道液体流量无源检测装置，其特征在于，所述压电双晶悬臂梁由三层组成，包括金属中间层和粘贴在金属中间层上下表面的压电晶体。

3.根据权利要求2所述的一种管道液体流量无源检测装置，其特征在于，所述金属中间层远离旋转轴端固定于压电双晶悬臂梁上，两层压电晶体粘贴在金属中间层的上下表面且串联连接，并引出电极。

4.根据权利要求3所述的一种管道液体流量无源检测装置，其特征在于，两层压电晶体为极化方向相反的串联连接，都垂直于金属中间层面。

5.根据权利要求4所述的一种管道液体流量无源检测装置，其特征在于，所述金属中间层为弹性金属片，所述压电晶体为压电陶片。

6.根据权利要求1所述的一种管道液体流量无源检测装置，其特征在于，所述压电双晶悬臂梁为4个。

7.根据权利要求1所述的一种管道液体流量无源检测装置，其特征在于，所述压电双晶悬臂梁通过过盈配合固定于圆形外壳。

8.根据权利要求1所述的一种管道液体流量无源检测装置，其特征在于，所述整流储能模块包括整流电路、稳压电路和电池充电电路。

9.根据权利要求8所述的一种管道液体流量无源检测装置，其特征在于，所述整流电路采用并联同步开关接口电路，即在压电发电装置和全桥整流桥之间并联放置一个开关和电感，全桥整流并联输出后接入稳压电路，通过电池充电电路对电池充电。

10.一种管道液体流量无源检测装置的检测方法，基于如权利要求1-9中任一项所述的检测装置实现，其特征在于，包括：

S1，通过检测装置获取交流电源，具体包括：叶片在液体流动作用下产生旋转运动，带动拨片对压电双晶悬臂梁产生周期性作用力，使其产生周期性振动，压电双晶悬臂梁在自由端受力产生变形，由于正压电效应产生交流电源；

S2，整流储能，具体包括：交流电源经整流后转变为直流电源，通过模型建立或者数值分析求出管道液体流量和电压的关系，整流后的直流电源通过稳压电路对幅值进行规整获得幅值固定的直流电源，稳定直流电源通过充电电路对电池充电，电池为整个电路供电；

S3，电压采集，具体包括：对整流后的电压进行采集，通过流量算法换算为流量；

S4，数据上传，具体包括：对所述流量数据进行储存、完整性检查后，将所述流量数据传输至服务器。