CN105299475A - 一种城市燃气管网相控阵传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于传感器技术领域的一种城市燃气管网相控阵传感器。由阵元座和阵元组成，所述阵元的结构为：机壳内固接有灵敏元件和阻尼元件，阻尼模块设置于灵敏元件上部，信号引线设置于灵敏元件上，并且与电缆连接阵元安装在阵元槽内，多个阵元槽平均分布在阵元座里面。本发明采用相控阵的传感方式，通过实时检测燃气管网的声波信号判断燃气管网是否发生了泄漏，其结构简单，灵敏度高，通过运用信号处理和识别算法对数据进行处理和综合分析，判断燃气管网是否发生泄漏，以及泄漏的位置。
Description
技术领域
本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种城市燃气管网相控阵传感器。
背景技术
燃气管道分布的区域大多靠近生活区、商业区等，因此管道的安全运行非常重要。一旦燃气管道发生泄漏引起爆炸事故，将造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响。燃气管网安全检测的主要方式是人工携带检测设备进行定期的巡线，这种方式效率低下，并且不能及时有效的发出报警。
为了保障燃气管道的安全运行，研制燃气管网泄漏检测的传感器十分必要。至今用于测量燃气管网泄漏检测的方法是压力流量检测法，通过对管网两端压力、流量的检测，通过一段时间泄漏量的积累，判断燃气管网是否发生泄漏，此种方法对小泄漏量起不到作用。由于燃气体积的膨胀弥补了流量的减少，压力流量法在燃气泄漏检测效果也不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于燃气管网泄漏检测声波信号的相控阵传感器。
一种城市燃气管网相控阵传感器，由阵元座7和阵元组成，所述阵元的结构为：机壳1内固接有灵敏元件2和阻尼元件3，阻尼模块3设置于灵敏元件2上部，信号引线4设置于灵敏元件2上，并且与电缆5连接；
所述阵元安装在阵元槽6内，多个阵元槽6平均分布在阵元座7里面。
所述机壳1为不锈钢机壳。
本发明的有益效果：本发明采用相控阵的传感方式，通过实时检测燃气管网的声波信号判断燃气管网是否发生了泄漏，其结构简单，灵敏度高，通过运用信号处理和识别算法对数据进行处理和综合分析，判断燃气管网是否发生泄漏，以及泄漏的位置。
附图说明
图1为阵元的结构示意图；
图2为阵元座的结构示意图；
图中，1-机壳，2-灵敏元件，3-阻尼元件，4-信号引线，5-电缆，6-阵元槽，7-阵元座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
一种城市燃气管网相控阵传感器，如图1-2所示，由阵元座7和四个圆柱状阵元组成，所述阵元的结构为：机壳1内固接有灵敏元件2和阻尼元件3，阻尼模块3设置于灵敏元件2上部，信号引线4设置于灵敏元件2上，并且与电缆5连接；
所述阵元安装在阵元槽6内，4个阵元槽6平均分布在阵元座7里面，阵元槽6圆形等间距分布，圆柱状阵元的外径与阵元槽6内径匹配，安装在阵元槽6内。所述机壳1为不锈钢机壳。
所述灵敏元件2为钛酸铅压电陶瓷材料，由如下重量份数的组分(压电浆料)制成：陶瓷粉60-70份，钛酸铅10-20份，碳纳米管1-5份，乙酸丁酯1-5份，环氧树脂1-2份，三聚磷酸钠1-5份，四乙胺四氟化硼酸盐1-2份，聚乙烯醇缩定醛1-2份，水5-20份。所述的钛酸铅压电陶瓷材料由压电浆料经过浇注到磨具中，固化形成生坯，再经过模具分离和烧结的步骤制成。
所述的四个圆柱状阵元采集不同频率的声波信号，极大的丰富了燃气管网泄漏声波频率宽度的采集。
所述的燃气管网相控阵传感器通过信号引线4连接到采集处理模块，通过运用信号处理和识别算法对数据进行处理和综合分析，判断燃气管网是否发生泄漏，以及泄漏的位置。
本发明城市燃气管网相控阵传感器嵌入式安装在燃气管道上，与管道内燃气接触。通过4根电缆连接到数据采集设备装置，通过获取匹配的声波信号，形成阵列模型为实现基于相控阵的检测奠定基础。
上述仅是本发明专利的较佳实施例而已，并非对本发明专利作任何形式上的限制，凡是依据本发明专利的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，如增加阵元个数等变化与修饰，均仍属于本发明专利技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种城市燃气管网相控阵传感器，其特征在于，由阵元座(7)和阵元组成，所述阵元的结构为：机壳(1)内固接有灵敏元件(2)和阻尼元件(3)，阻尼模块(3)设置于灵敏元件(2)上部，信号引线(4)设置于灵敏元件(2)上，并且与电缆(5)连接；
所述阵元安装在阵元槽(6)内，多个阵元槽(6)平均分布在阵元座(7)里面。
2.根据权利要求1所述城市燃气管网相控阵传感器，其特征在于，所述机壳(1)为不锈钢机壳。
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2015
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