[发明专利]一种自供电油气管道监测装置

摘要

本发明涉及一种自供电油气管道监测装置，属流体监测领域。管道内壁上经筋板一和二装有扰流器和内筒，内筒两端装有端盖；左端盖上镶嵌有温度和压力传感器、装有电路板，阶梯轴左半轴经左端盖伸出、端部装有激励器，左半轴上套有平衡弹簧和限位弹簧；由金属基板与压电晶片粘接而成的压电振子与其其端部安装的∏型框架构成换能器；内筒中左右两侧的压电振子分别与右半轴和右端盖上的缓冲垫相连，两不同换能器上相邻压电振子经隔离垫相连。优势特色利用流固耦合作用实现发电及流速自测量，可实现真正的流速在线监测；监测仪沿管道长度方向配置，结构简单、径向尺度小、易通过多压电振子获得所需能量；压电振子结构合理、发电量大、可靠性高。

主权项

一种自供电油气管道监测装置，其特征在于：管道内壁上经筋板一和二分别安装有圆柱形扰流器和内筒，扰流器和内筒的中心相互垂直，内筒左右两端分别安装有左端盖和右端盖；左端盖上镶嵌有温度传感器和压力传感器，左端盖靠近内筒的一侧安装有带发射单元的电路板，阶梯轴的左半轴经左端盖中心孔从内筒中伸出，左半轴端部安装有激励器；左半轴上套有平衡弹簧和限位弹簧，平衡弹簧左右两端分别顶靠在激励器和左端盖上，限位弹簧左右两端分别顶靠在左端盖和阶梯轴右半轴的侧面，右半轴端面及右端盖侧面均镶嵌有缓冲垫；带圆弧凸起的金属基板及金属基板凸面上所粘接的压电晶片构成压电振子，压电晶片为0.2～0.3mm的PZT4、金属基板为铍青铜，金属基板与压电晶片的厚度之比为1～2.5，自然状态下金属基板和压电晶片结合面处的曲率半径为其中α＝hm/hp为厚度比，hm和hp分别为金属基板h1和压电晶片h2的厚度；两个压电振子及其金属基板两端所安装的两个∏型框架构成换能器，同一换能器中两个压电振子的金属基板靠近安装，换能器置于内筒中且可沿内筒滑动；内筒中最左侧和最右侧的压电振子分别与右半轴和右端盖上的缓冲垫相连，两个不同换能器上相邻的压电振子经隔离垫相连；各压电振子之间经导线相互并联后再与电路板连接；非工作时换能器中两个∏型框架上的限位框的端部相互接触，额定流速下工作时压电振子的静变形量为其最大可变形量的一半；管道内流体的流速由单位时间内压电振子的生成电压波形数量表征。