[发明专利]一种基于流致振动的发电装置及其制造方法

说明书

本发明提供一种基于流致振动的发电装置及其制造方法，涉及发电技术领域。本发明系统包括压电单元、带槽法兰盘、螺丝、电磁能量采集单元；利用内管道内液体的流致振动发电，为检测器提供可持续的电能，保证其能够在长距离管线稳定可靠的运行。本发明具有发电稳定，可持续性强的优点，在内检测器尾部安装此装置，可以收集流致振动能量，同时还可以吸收内部液体流速突变带来的行进速度的突变，起到缓冲的作用。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种基于流致振动的发电装置及其制造方法。

背景技术

在油气资源开发中，高压管线是实现天然气、石油远距离运输的最快捷经济手段。随着我国石油的相继开发，在全国范围内已有上千公里的输油管线处于长期服役中。由于管道所处地基不稳定、介质腐蚀等其他原因，使油气管线容易产生损伤和缺陷，进而发生油气泄漏事故，不仅会影响油田输送的正常生产，还会造成地面环境污染，引发大面积生态灾害。因此，管道的定期清理、检测、安全评估和及时维修对确保其安全、高效运行，促进石油持续高速地发展，和防止地球污染具有十分重要的意义。

无随着国内外油气管道的逐步加长、运输量的逐步加大，油气管道高效安全的输送得到了广泛的重视。由于长时间的腐蚀、磨损以及意外的机械损伤等原因，铁磁性油气管道会有各种各样的缺陷。为防止泄漏事故的发生，有必要利用管道检测装置进行检测。管道检测是目前针对管道最可靠的检测方式，是管道运输全的重要保障。其中管道长度可长达150km，内检测器在其内部的运行时间可长达40小时以上。为了保证内检测器的稳定运行，为内检测器提供稳定的电能至关重要。目前，有以下二种方式可以为内检测提供电能：1.尾部叶轮发电，在实际应用中发电效率较低且不稳定。2.里程轮发电，为内检测行进提供阻力容易发生卡死。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于流致振动的发电装置及其制造方法，利用内管道内液体的流致振动发电，为检测器提供可持续的电能，保证其能够在长距离管线稳定可靠的运行。本发明具有发电稳定，可持续性强的优点，在内检测器尾部安装此装置，可以收集流致振动能量，同时还可以吸收内部液体流速突变带来的行进速度的突变，起到缓冲的作用。发明方案如下：

一方面，本发明提供一种基于流致振动的发电装置，包括压电单元、带槽法兰盘、螺丝、电磁能量采集单元；

所述压电单元有15组，分别为第1-15组，每组包括弹性支撑层、压电材料、质量块和永磁体；所述压电材料通过胶接的方式固定于弹性支撑层上表面和下表面，并且采用串联连接，所述质量块通过电镀固定于弹性支撑层上，所述永磁体通过胶接的方式固定于第1、4、7、10和13个弹性支撑层下表面与质量块相对的位置；

所述弹性支撑层制备材料采用磷青铜；

所述压电材料采用PZT压电陶瓷；

所述质量块采用铜；

所述永磁体采用铝镍钴合金永磁体；

所述电磁能量采集单元分别包括5组线圈、线圈底座，以及一个底盘；所述线圈放置于线圈底座，所述线圈通过胶接的方式固定于底盘上；

底盘采用聚四氟乙烯板；

线圈采用铜线；

所述15组压电单元和5组电磁能量采集单元分别采用串联的方式进行连接，由所述带槽法兰盘固定并由所述螺丝固定在海底管道检测器每节尾端连接防转联轴器底座上，15组压电单元采用环形固定，散射型排布；

另一方面，本发明提供一种基于流致振动的发电装置的制造方法，包括以下步骤：

步骤1：采用靶共溅射方法在压电材料PZT压电陶瓷和弹性支撑层连接处制备Cu金属电极；

步骤2：采用平涂的方式将环氧树脂胶涂在弹性支撑层上下表面粘结压电材料PZT压电陶瓷；