一種為油氣管道檢測系統(tǒng)供電的發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于油氣輸送管道監(jiān)測及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種為油氣管道檢測系統(tǒng)供電的發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]油氣管道在長期的使用過程中，因自然界不可抗力、自然腐蝕及人為偷盜等原因經(jīng)常會(huì)發(fā)生油氣管道泄漏事件，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也對周邊自然環(huán)境造成很大的破壞。因此，對油氣管道的檢測變得尤為重要。通常人們通過人工定期巡查的方式對油氣管道進(jìn)行檢測和維護(hù)，但因管道鋪設(shè)距離長，途經(jīng)人跡罕至或交通不便之處，人工定期巡查難以及時(shí)有效地對油氣管道進(jìn)行檢測和維護(hù)。因此，人們提出了多種類型用于管道泄漏監(jiān)測或防盜系統(tǒng)，這些管道泄漏監(jiān)測或防盜系統(tǒng)方法在技術(shù)方面比較成熟，但還處于初步階段，沒有得到大面積推廣，其主要原因是供電問題尚未得到解決。使用化學(xué)電池供電，存在著體積大、壽命短、需定期更換且污染環(huán)境等弊端，難以對油氣管道進(jìn)行長期、實(shí)時(shí)的檢測;若采用鋪設(shè)電纜的方法，其成本很高且易被不法分子切斷而影響檢測。因此，要使管道泄漏監(jiān)測或防盜系統(tǒng)得到實(shí)際運(yùn)用及推廣，首先必須解決其供電問題。
[0003]基于壓電效應(yīng)的微型壓電發(fā)電裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于加工制作、無電磁干擾、不發(fā)熱、易于微型化和集成化等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已逐步用于傳感器、健康監(jiān)測及無線發(fā)射系統(tǒng)等領(lǐng)域，展示了壓電發(fā)電及其自供電技術(shù)的光明前景。目前，比較成熟的壓電發(fā)電裝置都是基于環(huán)境中的振動(dòng)或手動(dòng)操作進(jìn)行發(fā)電的，而對于管道中振動(dòng)源并不存在。因此現(xiàn)有的通過振動(dòng)能量發(fā)電的壓電發(fā)電裝置不適用于油氣管道檢測系統(tǒng)供電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種為油氣管道檢測系統(tǒng)供電的發(fā)電裝置。能夠有效解決管道泄漏監(jiān)測或防盜系統(tǒng)的供電問題。
[0005]本實(shí)用新型主要由圓柱殼體、柔性梁、亞克力連接板、壓電梁、亞克力墊板、電能轉(zhuǎn)換裝置、儲能器等組成，所述壓電梁由壓電陶瓷和金屬基板粘接而成，其一端通過亞克力連接板和連接螺栓與柔性梁連接，另一端通過亞克力墊板和緊固螺釘與圓柱殼體相連;所述柔性梁由聚對苯二甲酸乙二酯制作而成，其剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于壓電梁；電能轉(zhuǎn)換裝置和儲能器安置于圓柱殼體內(nèi)部，其中電能轉(zhuǎn)換裝置輸入端通過導(dǎo)線與壓電梁相連，輸出端通過導(dǎo)線與儲能裝置輸入端相連;為使發(fā)電裝置絕緣，在壓電梁表面、壓電梁與導(dǎo)線連接處、電能轉(zhuǎn)換裝置和儲能器表面及其輸入端和輸出端都涂有硅膠。
[0006]本實(shí)用新型安裝在油氣管道中，具體實(shí)施方案是:當(dāng)油氣進(jìn)入圓柱殼體時(shí)，由于柔性梁和壓電梁的阻力使得油氣從柔性梁頂端的縫隙中通過，因縫隙較小，圓柱殼體內(nèi)壓強(qiáng)變大，柔性梁發(fā)生彎曲變形且?guī)?dòng)壓電梁彎曲變形;隨著柔性梁的彎曲使縫隙變大，導(dǎo)致圓柱殼體內(nèi)壓強(qiáng)變小，壓電梁和柔性梁在機(jī)械回復(fù)力作用下恢復(fù)形變，同時(shí)縫隙變小。如此循環(huán)，壓電梁產(chǎn)生非線性自激振動(dòng)，通過正壓電效應(yīng)產(chǎn)生電能，產(chǎn)生的電能通過導(dǎo)線經(jīng)電能轉(zhuǎn)換裝置后儲存到儲能器中，儲能器可引出導(dǎo)線為油氣管道檢測系統(tǒng)提供電能。
[0007]本實(shí)用新型的特色是:在壓電梁一端增加柔性梁，使有效剛度、受風(fēng)面積大，柔性梁的功能在于:在管道流速較低時(shí)增加受激面積，通過自身大振幅振動(dòng)來帶動(dòng)壓電梁振動(dòng)發(fā)電，可避免單一壓電梁在低流速時(shí)因高頻率低振幅振動(dòng)而無法發(fā)電的問題;高流速時(shí)變形量大可減小受激面積和壓電梁變形，從而可以避免因壓電梁變形過大而損毀。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)原理簡圖；
[0009]圖2是本實(shí)用新型發(fā)電裝置的左視圖；
[0010]圖3是本實(shí)用新型發(fā)電裝置的B-B剖視圖；
【具體實(shí)施方式】
[0011]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于油氣管道檢測系統(tǒng)的自供電裝置，能夠有效解決管道泄漏監(jiān)測或防盜系統(tǒng)的供電問題。
[0012]本實(shí)用新型主要由圓柱殼體1、柔性梁2、亞克力連接板3、壓電梁4、亞克力墊板5、電能轉(zhuǎn)換裝置7、儲能器9等組成，所述壓電梁4由壓電陶瓷和金屬基板粘接而成，其一端通過亞克力連接板3和連接螺栓10與柔性梁2連接，另一端通過亞克力墊板5和緊固螺釘11與圓柱殼體I相連;所述柔性梁2由聚對苯二甲酸乙二酯制作而成，其剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于壓電梁2;電能轉(zhuǎn)換裝置7和儲能器9安置于圓柱殼體I內(nèi)部，其中電能轉(zhuǎn)換裝置7輸入端通過導(dǎo)線6與壓電梁相連，輸出端通過導(dǎo)線8與儲能裝置9輸入端相連;為使發(fā)電裝置絕緣，在壓電梁4表面、壓電梁4與導(dǎo)線6連接處、電能轉(zhuǎn)換裝置7和儲能器9表面及其輸入端和輸出端都涂有硅膠。
[0013]本實(shí)用新型安裝在油氣管道中，具體實(shí)施方案是:當(dāng)油氣進(jìn)入圓柱殼體I時(shí)，由于柔性梁2和壓電梁4的阻力使得油氣從柔性梁2頂端的縫隙中通過，因縫隙較小，圓柱殼體I內(nèi)壓強(qiáng)變大，柔性梁2發(fā)生彎曲變形且?guī)?dòng)壓電梁4彎曲變形;隨著柔性梁2的彎曲使縫隙變大，導(dǎo)致圓柱殼體I內(nèi)壓強(qiáng)變小，壓電梁4和柔性梁2在機(jī)械回復(fù)力作用下恢復(fù)形變，同時(shí)縫隙變小。如此循環(huán)，壓電梁2產(chǎn)生非線性自激振動(dòng)，通過正壓電效應(yīng)產(chǎn)生電能，產(chǎn)生的電能通過導(dǎo)線經(jīng)電能轉(zhuǎn)換裝置7后儲存到儲能器9中，儲能器9可引出導(dǎo)線為油氣管道檢測系統(tǒng)提供電能。
[0014]本實(shí)用新型的特色是:在壓電梁4一端增加柔性梁2，使有效剛度、受風(fēng)面積大，柔性梁2的功能在于:在管道流速較低時(shí)增加受激面積，通過自身大振幅振動(dòng)來帶動(dòng)壓電梁4振動(dòng)發(fā)電，可避免單一壓電梁在低流速時(shí)因高頻率低振幅振動(dòng)而無法發(fā)電的問題;高流速時(shí)變形量大可減小受激面積和壓電梁4變形，從而可以避免因壓電梁4變形過大而損毀。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種為油氣管道檢測系統(tǒng)供電的發(fā)電裝置，主要由圓柱殼體、柔性梁、亞克力連接板、壓電梁、亞克力墊板、電能轉(zhuǎn)換裝置、儲能器等組成，所述壓電梁由壓電陶瓷和金屬基板粘接而成，其一端通過亞克力連接板和連接螺栓與柔性梁連接，另一端通過亞克力墊板和緊固螺釘與圓柱殼體相連;所述柔性梁由聚對苯二甲酸乙二酯制作而成，其剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于壓電梁；電能轉(zhuǎn)換裝置和儲能器安置于圓柱殼體內(nèi)部，其中電能轉(zhuǎn)換裝置輸入端通過導(dǎo)線與壓電梁相連，輸出端通過導(dǎo)線與儲能裝置輸入端相連;為使發(fā)電裝置絕緣，在壓電梁表面、壓電梁與導(dǎo)線連接處、電能轉(zhuǎn)換裝置和儲能器表面及其輸入端和輸出端都涂有硅膠。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于油氣輸送管道監(jiān)測及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種為油氣管道檢測系統(tǒng)供電的發(fā)電裝置。主要由圓柱殼體、柔性梁、亞克力連接板、壓電梁、亞克力墊板、電能轉(zhuǎn)換裝置、儲能器等組成，所述壓電梁由壓電陶瓷和金屬基板粘接而成，其一端通過亞克力連接板和連接螺栓與柔性梁連接，另一端通過亞克力墊板和緊固螺釘與圓柱殼體相連；所述柔性梁由聚對苯二甲酸乙二酯制作而成，其剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于壓電梁；電能轉(zhuǎn)換裝置和儲能器安置于圓柱殼體內(nèi)部，其中電能轉(zhuǎn)換裝置輸入端通過導(dǎo)線與壓電梁相連，輸出端通過導(dǎo)線與儲能裝置輸入端相連；為使發(fā)電裝置絕緣，在壓電梁表面、壓電梁與導(dǎo)線連接處、電能轉(zhuǎn)換裝置和儲能器表面及其輸入端和輸出端都涂有硅膠。
【IPC分類】H02N2/18
【公開號】CN205283429
【申請?zhí)枴緾N201620027974
【發(fā)明人】李柳青, 邵漢儒
【申請人】寧波大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月2日