[发明专利]一种用于给管道内部监测装置供电的旋转型压电俘能器

说明书

本发明公开了一种用于给管道内部监测装置供电的旋转型压电俘能器，用于直接收集水能的发电装置；本发明主要由壳体、旋转轴、振子基座、压电振子、矩形磁铁、旋转基座、条形磁铁和扇叶组成；利用水流冲击扇叶带动旋转轴转动，从而带动旋转基座转动，旋转基座上的条形磁铁就会与压电振子上的矩形磁铁发生磁力耦合导致压电振子变形，由于压电效应，压电振子表面就会产生电荷；多个压电振子串联可以使俘能产生的电压短时间内达到最大；在压电发电技术领域具有很好的应用前景。

技术领域

一种用于给管道内部监测装置供电的旋转型压电俘能器，具体涉及一种可收集水能的压电式俘能器，属于流体流致振动俘能技术领域。

背景技术

在城市自来水管道以及污水处理管道工程勘察中，为了获取管道内部的液体污染情况，需要对液体进行水质监测检查，一方面，自来水是家家户户生活的源泉，有污染的水流入居民的水管对居民的身体会造成难以想象的影响；虽然目前所提出的某些监测方法在技术层面已较成熟，但尚未得到大面积的推广应用，其主要原因之一是监测系统供电问题未得到很好的解决。

发明内容

本发明针对目前监测系统供电存在的问题，提出一种发电量高、电量稳定，可直接收集水能的俘能装置。

本发明采用的技术方案是：由壳体(1)、旋转轴(2)、振子基座(3)、压电振子(4)、矩形磁铁(5)、旋转基座(6)、条形磁铁(7)和扇叶(8)组成；

所述壳体(1)有两个，分别为左侧壳体(1—1)和右侧壳体(1—2)，所述左侧壳体(1—1)与所述右侧壳体(1—2)分别位于所述旋转轴(2)的两侧且镜像设置的；所述壳体(1)底面上有一组壳体定位销(1—3)，用于固定所述振子基座(3)；所述振子基座(3)右侧开设一组与所述壳体定位销(1—3)相配合的壳体定位孔槽(3—1)；所述振子基座(3)左侧开设一组固定孔槽(3—2)，所述壳体左端盖(1—4)内部底面有一组壳体固定销(1—5)，所述壳体固定销(1—5)与所述固定孔槽(3—2)相配合以达到固定所述振子基座(3)的作用；所述振子基座(3)上开设两组直槽(3—3)，用于安装所述压电振子(4)；两组所述直槽(3—3)不在同一个平面上，其中一组直槽(3—3)所在位置相对较高；所述压电振子(4)由金属基板(4—1)和粘贴在所述金属基板(4—1)上的矩形压电陶瓷片(4—2)组成；所述金属基板(4—1)为黄铜压电梁，所述金属基板(4—1)一端插入所述直槽(3—3)并通过胶接固定，另一端胶接一块矩形磁铁(5)；所述壳体左端盖(1—1)盖住所述壳体(1)左侧并通过焊接的方式进行密封，将所述振子基座(3)密封在所述壳体(1)的左侧；所述壳体右端盖(1—6)开设一个圆孔(1—7)，用于通过所述旋转基座(6)的传动轴(6—1)，所述旋转基座(6)是一个“T”字形结构，基座悬架(6—2)两端各粘接一块条形磁铁(7)，用于与压电振子(4)上的矩形磁铁(5)产生磁力耦合；所述基座悬架(6—2)下方的传动轴(6—1)是一个阶梯轴形状，较粗的一端焊接在所述基座悬架(6—2)上；所述旋转轴(2)两侧各开设一个圆形孔槽(2—1)，用于与所述旋转基座(6)的传动轴(6—1)相配合；所述壳体右端盖(1—6)与所述壳体(1)右侧配合安装并用焊接的方式固定；所述旋转轴(2)上焊接三片扇叶(8)；所述右侧壳体(1—2)与所述左侧壳体(1—1)结构完全相同，再用相同的手法对所述右侧壳体(1—2)进行装配，达到装配整个俘能器的目的。

作为上述技术方案的进一步改进，所述振子基座(3)上的定位孔槽(3—1)和固定孔槽(3—2)通过所述壳体定位销(1—3)和所述壳体固定销(1—5)相配合，将所述振子基座(3)牢牢地固定在所述壳体(1)左侧，以防止因水流的冲击导致振子基座(3)的松动或脱落。

作为上述技术方案的进一步改进，所述振子基座(3)类似一个长方体形状，所述振子基座(3)上开设两组直槽(3—3)，一组有两个直槽(3—3)，同一组直槽(3—3)位于同一个平面上且开设在振子基座(3)相对的面内；两组直槽(3—3)的高度不统一，以减小振子基座(3)的体积进而减小整个俘能器的体积。