CN203800844U - 利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置，包括温差发电片和DC-DC电路，所述温差发电片通过导线同DC-DC电路连接，所述温差发电片通过导热硅胶固定在输油气管道外侧，在所述DC-DC电路上通过导线还连接有设置在输油气管道上的仪器仪表，本实用新型解决现有技术上的缺陷，利用流体温差进行发电，达到24小时不间断的对仪器仪表供电，有效降低使用成本，整个设计具有结构简单、经济实用等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气输送技术领域，具体的说，是利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置。
背景技术
输油气管道上一般都装有多种低功耗仪器仪表，诸如压力变送器、温度变送器，其工作电流一般低于1mA，其中带有无线功能的仪表，在传输数据时瞬间电流也只有几十mA，对整体系统功耗影响不大，这些采用低电压低电流的仪器仪表通常的供电方式有三种：一、埋设专用电缆供电；二、内置电池供电并定期更换；三、安装太阳能电池，并结合内置电池使用太阳能发电供电。
此三种供电方式都有各自的缺点：一、使用外部电源供电需要埋设电缆，现场环境可能会给施工带来很大的困难。二、内置电池寿命有限，需要有专人定时更换；三、使用太阳能供电不需要很长的电缆，但太阳能电池只能白天光照较好的时候发电，如果需要夜间使用，就必须得加装蓄电池，导致增加使用成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置，解决现有技术上的缺陷，利用流体温差进行发电，达到24小时不间断的对仪器仪表供电，有效降低使用成本，整个设计具有结构简单、经济实用等特点。
本实用新型通过下述技术方案实现：利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置，包括温差发电片和DC-DC电路，所述温差发电片通过导线同DC-DC电路连接，所述温差发电片通过导热硅胶固定在输油气管道外侧，在所述DC-DC电路上通过导线还连接有设置在输油气管道上的仪器仪表。
使用时，当输油气管道内部有流体流动时会与外界产生一定的温度差，热量通过导热硅胶传输到温差发电片的一侧，温差发电片利用塞贝克效应将热能直接转换为电能。
温差发电片的工作过程为：将P型和N型结合的半导体元件组成的器件的一侧维持在低温，另一侧维持在高温，器件高温侧将会向低温侧传导热能，热能从高温侧流入器件内，通过器件将热能从低温侧排出时，流入器件的一部分热能不放热，将在器件内变成电能后输出直流电压和电流，而后此电压和电流经DC-DC电路稳定为仪器仪表所需要的电压电流范围内并供给仪器仪表，使仪器仪表24小时不间断的正常工作。
进一步的，为更好的实现本实用新型，所述DC-DC电路的主芯片采用LTC3109，DC-DC电路的主芯片采用Linear Technology公司的超低电压升压型转换器和电源管理器LTC3109，该芯片具有自动极性拓扑结构使其能够从低至 ±30mV 的输入电压来产生可用功率，从而可以收集低至 ±1°C 的温度差来产生电能，而不必考虑输入电压极性。
进一步的，为更好的实现本实用新型，所述仪器仪表包括通过导线同DC-DC电路相连接的流量计。
进一步的，为更好的实现本实用新型，所述仪器仪表包括通过导线同DC-DC电路相连接的压力变送器。
进一步的，为更好的实现本实用新型，所述仪器仪表包括通过导线同DC-DC电路相连接的温度变送器。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本实用新型解决现有技术上的缺陷，利用流体温差进行发电，达到24小时不间断的对仪器仪表供电，有效降低使用成本，整个设计具有结构简单、经济实用等特点。
本实用新型所述温差发电片的电压和电流与其正反面的温差有关系，由半导体温差发电组件所构成的温差发电片的电流和电压基本呈线性关系，温差小，电压和电流都会减小，组件两面上的温差在0--60度时，可产生电压0--3.5V，电流0--3A。
本实用新型所述的温差发电片的内阻，随温度的升高而减小降低了内耗，使得能供应到DC-DC电路中的电能更充足。
本实用新型所述LTC3109主芯片具有自动极性拓扑结构使其能够从低至 ±30mV的输入电压来产生可用功率，从而可以收集低至±1°C的温度差来产生电能，而不必考虑输入电压极性。
本实用新型通过DC-DC电路能够将温差发电片所产生的电能通过导线直接供给诸如流量计、压力变送器、温度变送器等仪器仪表以达到其能24小时不间断的正常工作。
本实用新型，能够用极短的导线组成线路通路即可对仪器仪表进行供电，进而有效的节约了使用成本。
附图说明
图1为本实用新型的结构图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1：
利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置，如图1所示，包括温差发电片和DC-DC电路，所述温差发电片通过导线同DC-DC电路连接，所述温差发电片通过导热硅胶固定在输油气管道外侧，在所述DC-DC电路上通过导线还连接有设置在输油气管道上的仪器仪表。
使用时，当输油气管道内部有流体流动时会与外界产生一定的温度差，热量通过导热硅胶传输到温差发电片的一侧，温差发电片利用塞贝克效应将热能直接转换为电能。
温差发电片的工作过程为：将P型和N型结合的半导体元件组成的器件的一侧维持在低温，另一侧维持在高温，器件高温侧将会向低温侧传导热能，热能从高温侧流入器件内，通过器件将热能从低温侧排出时，流入器件的一部分热能不放热，将在器件内变成电能后输出直流电压和电流，而后此电压和电流经DC-DC电路稳定为仪器仪表所需要的电压电流范围内并供给仪器仪表，使仪器仪表24小时不间断的正常工作。
实施例2：
本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述DC-DC电路的主芯片采用LTC3109，DC-DC电路的主芯片采用Linear Technology公司的超低电压升压型转换器和电源管理器LTC3109，该芯片具有自动极性拓扑结构使其能够从低至 ±30mV 的输入电压来产生可用功率，从而可以收集低至 ±1°C 的温度差来产生电能，而不必考虑输入电压极性。
本实用新型所述温差发电片的电压和电流与其正反面的温差有关系，由半导体温差发电组件所构成的温差发电片的电流和电压基本呈线性关系，温差小，电压和电流都会减小，组件两面上的温差在0--60度时，可产生电压0--3.5V，电流0--3A。
本实用新型所述的温差发电片的内阻，随温度的升高而减小降低了内耗，使得能供应到DC-DC电路中的电能更充足。
本实用新型所述LTC3109主芯片具有自动极性拓扑结构使其能够从低至 ±30mV的输入电压来产生可用功率，从而可以收集低至±1°C的温度差来产生电能，而不必考虑输入电压极性。
实施例3：
本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述仪器仪表包括通过导线同DC-DC电路相连接的流量计。
实施例4：
本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述仪器仪表包括通过导线同DC-DC电路相连接的压力变送器。
实施例5：
本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本实用新型，所述仪器仪表包括通过导线同DC-DC电路相连接的温度变送器。
本实用新型解决现有技术上的缺陷，利用流体温差进行发电，达到24小时不间断的对仪器仪表供电，有效降低使用成本，整个设计具有结构简单、经济实用等特点。
本实用新型通过DC-DC电路能够将温差发电片所产生的电能通过导线直接供给诸如流量计、压力变送器、温度变送器等仪器仪表以达到其能24小时不间断的正常工作。
本实用新型，能够用极短的导线组成线路通路即可对仪器仪表进行供电，进而有效的节约了使用成本。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置，其特征在于：包括温差发电片和DC-DC电路，所述温差发电片通过导线同DC-DC电路连接，所述温差发电片通过导热硅胶固定在输油气管道外侧，在所述DC-DC电路上通过导线还连接有设置在输油气管道上的仪器仪表。
2.根据权利要求1所述的利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置，其特征在于：所述DC-DC电路的主芯片采用LTC3109。
3.根据权利要求1所述的利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置，其特征在于：所述仪器仪表包括通过导线同DC-DC电路相连接的流量计。
4.根据权利要求1所述的利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置，其特征在于：所述仪器仪表包括通过导线同DC-DC电路相连接的压力变送器。
5.根据权利要求1所述的利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置，其特征在于：所述仪器仪表包括通过导线同DC-DC电路相连接的温度变送器。
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Cited By (2)
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| CN105811808A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-07-27 | 王旭成 | 一种时域温差供电系统 |
| CN108431550A (zh) * | 2015-10-08 | 2018-08-21 | 阿奎亚控制有限公司 | 一种自供电智能水计量系统和方法 |
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2014
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