[发明专利]一种管道流状态监测装置

摘要

本发明涉及一种管道流状态监测装置，属流体监测领域。管道内壁上经筋板装有扰流体和内筒，内筒隔板将内筒分隔成左腔和右腔；左腔内装有带发射单元的电路板、端部装有左端盖，左端盖上安装有压力和温度传感器；销轴轴肩将销轴分成左右半轴，左右半轴上分别套有缓冲弹簧和平衡弹簧；左半轴经左端盖中心孔伸出、端部装有激励器；右半轴经隔板上导向孔进入右腔并装有压电振子，各压电振子外缘上环形框质量不同。优势特色利用扰流体及激励器与流体耦合作用发电，可实现真正意义的实时在线监测；监测装置沿管道长度方向配置，结构简单、径向尺度小、易于通过多压电振子同步工作提高发电量和带宽；压电振子结构合理、能量转换效率高、发电量大。

主权项

一种管道流状态监测装置，其特征在于：管道内壁上经筋板一固定有扰流体、经筋板二固定有内筒，扰流体轴线与管道轴线垂直；设有导向孔和走线孔的内筒隔板将内筒分隔成左腔和右腔；左腔内经螺钉固定有带发射单元的电路板、端部经螺钉安装有左端盖，左端盖上安装有压力和温度传感器；销轴轴肩将销轴分成左半轴和右半轴，左半轴和右半轴上分别套有缓冲弹簧和平衡弹簧；左半轴经左端盖中心孔从左腔伸出，左半轴端部经螺母安装有激励器；右半轴经隔板上的导向孔伸入到右腔内，右半轴上经螺母安装有圆形压电振子，压电振子由金属基板和压电晶片粘接而成；金属基板为0.2mm厚度的铍青铜、压电晶片为厚度0.3mm的PZT4；金属基板有效半径Rm给定时，合理的压电晶片半径Rp由压电振子能量计算式的导数求得，式中δ为激励器振动所引起的压电振子中心点变形量，Kp为压电振子刚度，且压电振子与相邻的右半轴轴台或螺母之间安装有弹性垫，两相邻压电振子之间安装有弹性隔离套；各压电振子外缘上经螺钉所安装的环形框的质量不同；各压电振子之间经导线相互并联后再与电路板连接；管道内流体实际流速由单位时间内压电振子的生成电压波形数量表征。