CN107947634A - 一种旋转式自供电的管道监测装置 - Google Patents
一种旋转式自供电的管道监测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107947634A CN107947634A CN201711324425.8A CN201711324425A CN107947634A CN 107947634 A CN107947634 A CN 107947634A CN 201711324425 A CN201711324425 A CN 201711324425A CN 107947634 A CN107947634 A CN 107947634A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- end cap
- left end
- housing
- rotation axis
- screw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000002964 excitative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
- H02N2/186—Vibration harvesters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
Abstract
本发明涉及一种旋转式自供电的管道监测装置。壳体分为内外两侧的中空正多面体；壳体外侧两端分别经螺钉安装有左端盖和右端盖，左端盖上安装有温度传感器和压力传感器；经左端盖和右端盖中心孔经轴承安装有旋转轴，旋转轴左端安装有叶轮，旋转轴圆周分别安装有等距排列的激励磁铁；壳体内侧开有多个等距的圆柱孔；圆形压电振子由金属基板和压电晶片粘接而成，压电晶片上粘接有受激磁铁，金属基板经螺钉安装于壳体内侧，且金属基板和圆柱孔同轴；壳体左侧、左端盖右侧处通过螺钉安装在壳体上有电路板，电路板上固定有发射信号单元。优势在于，装置结构简单，易通过多圆形压电振子并联获得所需能量，从而实现监测装置自供电能力，可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于流体管道监测及压电发电技术领域，具体涉及一种旋转式自供电的管道监测装置。
背景技术
随着我国的石油天然气开发进程的加快以及管道工业的快速发展，越来越多的油气管道正在规划和建设中，在这之中管道的监测起着至关重要的作用。不管由于人为原因还是自然灾害的发生，如果油气管道出现故障，不仅会对油气资源造成损失，而且还会产生环境污染，因此油气管道的监测尤为重要。以往，常采用定期人工巡检的方法加以维护，但因油气管道铺设距离长、且常处于人迹罕至或交通不便之处，定期巡检难以及时发现泄漏并加以维护。因此，人们提出了多种类型用于管道泄漏监测或防盗系统。虽然所提出的某些管道泄漏或防盗监测报警方法在技术层面以较成熟，但目前我国长输管道防盗监测系统的应用还处于初步阶段、尚未得到大面积的推广应用，其主要原因之一是监测系统的供电问题未能得到很好的解决：1)采用铺设电缆的方法成本高且易被不法分子切断而影响监测系统的正常运行；2)采用电池供电时使用时间有限、需经常更换，一旦电池电量不足且未及时更换时也无法完成监测信息的远程传输。因此，为使石油及天然气管道泄漏及防盗系统得以实际应用，仍需首先解决其供电问题。
发明内容
针对现有管道流体状态监测系统供电方面所存在的问题，本发明提供一种旋转式自供电的管道监测装置。
本发明采用的实施方案是：壳体分为内外两侧的中空正多面体；壳体外侧两端分别经螺钉安装有左端盖和右端盖，左端盖上安装有温度传感器和压力传感器；经左端盖和右端盖中心孔经轴承安装有旋转轴，旋转轴左端安装有叶轮，旋转轴圆周分别安装有等距排列的激励磁铁；壳体内侧开有多个等距的圆柱孔；圆形压电振子由金属基板和压电晶片粘接而成，压电晶片上粘接有受激磁铁，金属基板经螺钉安装于壳体内侧，且金属基板和圆柱孔同轴；壳体左侧、左端盖右侧处通过螺钉安装在壳体上有电路板，电路板上固定有发射信号单元。
工作过程中，当叶轮在流体作用下旋转时，带动旋转轴上的激励磁铁做圆周转动，从而与粘接在圆形压电振子上的受激磁铁发生相对转动；由于激励磁铁与受激磁铁是同性磁极靠近安装，在一定的磁力作用下，圆形压电振子将会弯曲变形，圆形压电振子上压电晶片受压应力；当激励磁铁与受激磁铁循环转动时，圆周方向各点的磁场强度不同，故激励磁铁转动过程中与圆形压电振子上受激磁铁之间的排斥力交替地减小和增加、即圆形压电振子变形大小不断交替地增加和减小，圆形压电振子在受力交替变化的过程中将机械能转换成电能，此为发电过程；所生成电能经导线传输到电路板，经转换存储处理后为传感器和发射信号单元实现自供电，发射信号单元按所设定的时间间隔将管道内流体相关信息发射出去。
本发明中，壳体为正多面体(不限于正方体)。
本发明的特点及优势在于，装置结构简单，易通过多圆形压电振子并联获得所需能量，从而实现监测装置自供电能力；圆形压电振子应力变形，只承受压应力作用，可靠性高。
附图说明
图1是本发明一个较佳实施例中监测装置的结构剖面示意图；
图2是图1的A-A剖面示意图。
具体实施方式：
壳体7为内外两侧的中空正多面体；壳体7外侧两端分别经螺钉安装有左端盖2和右端盖12，左端盖2上安装有温度传感器15和压力传感器16；经左端盖2和右端盖12中心孔经轴承11安装有旋转轴10，旋转轴10左端安装有叶轮1，旋转轴10圆周分别安装有等距排列的激励磁铁9；壳体内侧开有多个等距的圆柱孔6；圆形压电振子3由金属基板4和压电晶片5粘接而成，压电晶片5上粘接有受激磁铁8，金属基板4经螺钉安装于壳体7内侧，且金属基板4和圆柱孔6同轴；壳体7左侧和左端盖2右侧处通过螺钉安装在壳体7上有电路板14，电路板14上固定有发射信号单元13。
工作过程中，当叶轮1在流体作用下旋转时，带动旋转轴10上的激励磁铁9做圆周转动，从而与粘接在圆形压电振子3上的受激磁铁8发生相对转动；由于激励磁铁9与受激磁铁8是同性磁极靠近安装，在一定的磁力作用下，圆形压电振子3将会弯曲变形，圆形压电振子3上压电晶片4受压应力；当激励磁铁9与受激磁铁8循环转动时，圆周方向各点的磁场强度不同，故激励磁铁9转动过程中与圆形压电振子3上受激磁铁8之间的排斥力交替地减小和增加、即圆形压电振子3变形大小不断交替地增加和减小，圆形压电振子3在受力交替变化的过程中将机械能转换成电能，此为发电过程；所生成电能经导线传输到电路板14，经转换存储处理后为温度传感器15、压力传感器16和发射信号单元13实现自供电，发射信号单元13按所设定的时间间隔将管道内流体相关信息发射出去。
本发明中，壳体7为正多面体(不限于正方体)。
Claims (2)
1.一种旋转式自供电的管道监测装置，其特征在于：壳体分为内外两侧的中空正多面体；壳体外侧两端分别经螺钉安装有左端盖和右端盖，左端盖上安装有温度传感器和压力传感器；经左端盖和右端盖中心孔经轴承安装有旋转轴，旋转轴左端安装有叶轮，旋转轴圆周分别安装有等距排列的激励磁铁；壳体内侧开有多个等距的圆柱孔；圆形压电振子由金属基板和压电晶片粘接而成，压电晶片上粘接有受激磁铁，金属基板经螺钉安装于壳体内侧，且金属基板和圆柱孔同轴；壳体左侧、左端盖右侧处通过螺钉安装在壳体上有电路板，电路板上固定有发射信号单元。
2.根据权利要求1所述的一种旋转式自供电的管道监测装置，其特征在于：壳体为正多面体(不限于正方体)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711324425.8A CN107947634A (zh) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | 一种旋转式自供电的管道监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711324425.8A CN107947634A (zh) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | 一种旋转式自供电的管道监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107947634A true CN107947634A (zh) | 2018-04-20 |
Family
ID=61943905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711324425.8A Pending CN107947634A (zh) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | 一种旋转式自供电的管道监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107947634A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109756154A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-14 | 安徽工程大学 | 一种鼠笼式能量采集装置 |
| CN109915740A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-06-21 | 重庆大学 | 一种管道泄漏的检测装置及检测方法 |
| CN112202362A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-08 | 长春工业大学 | 一种基于风扇旋转的能量收集装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102790551A (zh) * | 2012-09-01 | 2012-11-21 | 浙江师范大学 | 用于油气输送管道监测的自供电装置 |
| CN202718711U (zh) * | 2012-09-01 | 2013-02-06 | 浙江师范大学 | 用于油气管道监测系统的发电装置 |
| CN104500985A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-04-08 | 浙江师范大学 | 一种基于流体发电的自供电油气管线监测装置 |
| CN105953082A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-09-21 | 浙江师范大学 | 一种自供电油气管道监测装置 |
| CN106197581A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-12-07 | 浙江师范大学 | 一种自供电管道流速监测仪 |
| CN205921540U (zh) * | 2016-06-15 | 2017-02-01 | 浙江师范大学 | 一种轴端悬置转轮式压电梁俘能器 |
-
2017
- 2017-12-13 CN CN201711324425.8A patent/CN107947634A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102790551A (zh) * | 2012-09-01 | 2012-11-21 | 浙江师范大学 | 用于油气输送管道监测的自供电装置 |
| CN202718711U (zh) * | 2012-09-01 | 2013-02-06 | 浙江师范大学 | 用于油气管道监测系统的发电装置 |
| CN104500985A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-04-08 | 浙江师范大学 | 一种基于流体发电的自供电油气管线监测装置 |
| CN105953082A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-09-21 | 浙江师范大学 | 一种自供电油气管道监测装置 |
| CN106197581A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-12-07 | 浙江师范大学 | 一种自供电管道流速监测仪 |
| CN205921540U (zh) * | 2016-06-15 | 2017-02-01 | 浙江师范大学 | 一种轴端悬置转轮式压电梁俘能器 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109756154A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-14 | 安徽工程大学 | 一种鼠笼式能量采集装置 |
| CN109915740A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-06-21 | 重庆大学 | 一种管道泄漏的检测装置及检测方法 |
| CN109915740B (zh) * | 2019-05-06 | 2020-04-10 | 重庆大学 | 一种管道泄漏的检测装置及检测方法 |
| CN112202362A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-08 | 长春工业大学 | 一种基于风扇旋转的能量收集装置 |
| CN112202362B (zh) * | 2020-09-29 | 2022-03-29 | 长春工业大学 | 一种基于风扇旋转的能量收集装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107947634A (zh) | 一种旋转式自供电的管道监测装置 | |
| CN107688100B (zh) | 一种基于涡激振动的管道流流速监测自供电传感器 | |
| CN102797517B (zh) | 用于油气管道监测系统的发电装置 | |
| CN102790551B (zh) | 用于油气输送管道监测的自供电装置 | |
| CN104500985B (zh) | 一种基于流体发电的自供电油气管线监测装置 | |
| CN105953082B (zh) | 一种自供电油气管道监测装置 | |
| CN202718711U (zh) | 用于油气管道监测系统的发电装置 | |
| CN105958867B (zh) | 一种自激式管道流体压电俘能器 | |
| CN104485844B (zh) | 用于管道监测系统供电的微小型发电装置 | |
| CN103967942A (zh) | 一种温度自监测球轴承 | |
| CN205960558U (zh) | 分体式圆筒连接结构 | |
| CN106014887A (zh) | 一种悬置自激转轮压电梁俘能器 | |
| CN103982556A (zh) | 一种用于风力发电机的转速自监测的球轴承 | |
| CN106100444A (zh) | 一种压电式流体发电机 | |
| CN106197581A (zh) | 一种自供电管道流速监测仪 | |
| CN205679279U (zh) | 一种自供电管道流速监测仪 | |
| CN103994144A (zh) | 一种带自发电监测装置的高速圆柱滚子轴承 | |
| CN104632878A (zh) | 一种大型自监测圆柱滚子轴承 | |
| RU2005117305A (ru) | Способ оценки напряженного состояния горных пород и устройство для его осуществления | |
| CN207779647U (zh) | 一种用于管螺纹接头松动的监测装置 | |
| CN202019360U (zh) | 一种超声波能量传输系统 | |
| CN204376763U (zh) | 一种压电式管道水流发电机 | |
| CN105978401B (zh) | 一种输油管道监测系统供电装置 | |
| CN107940242A (zh) | 一种自供电的管道监测装置 | |
| CN205681333U (zh) | 一种自激式管道流体压电俘能器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180420 |