CN205938559U - 一种压电式管道侧漏传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种压电式管道侧漏传感器，包括上外壳、下外壳、吸盘、压电式声波捕捉机构、主控PCB板、供电电池、无线传输模块，以及无线天线，所述主控PCB板、供电电池、无线传输模块设置在上外壳内，所述无线天线设置在上外壳顶部外侧，所述吸盘固定设置在下外壳底部外侧，所述压电式声波捕捉机构设置在下外壳内部，所述主控PCB板分别与压电式声波捕捉机构、供电电池、无线传输模块电连接，所述无线传输模块与无线天线电连接。本实用新型分布式可移动，同时小型化自供电设计提高了设备利用率和对现场的适应能力；另外信号的接收距离长和抗干扰能力强，可大大减少现场误报率。

Description

一种压电式管道侧漏传感器

【技术领域】

本实用新型涉及一种压电式管道侧漏传感器。

【背景技术】

现有的声学测漏根据听取的声音大小来判断漏水声源位置进行定位，对测漏工作人员的听力素质、工作经验等不可控因素依赖严重，同时随着非金属管道的大量使用，受到声音信号衰减和复杂现场、外部环境影响、干扰较大，因而存在很大的局限性。

【发明内容】

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种压电式管道侧漏传感器，其分布式可移动，同时小型化自供电设计提高了设备利用率和对现场的适应能力；另外信号的接收距离长和抗干扰能力强，可大大减少现场误报率。

本实用新型是这样实现的：

一种压电式管道侧漏传感器，所述管道侧漏传感器包括上外壳、下外壳、吸盘、压电式声波捕捉机构、主控PCB板、供电电池、无线传输模块，以及无线天线，所述主控PCB板、供电电池、无线传输模块设置在上外壳内，所述无线天线设置在上外壳顶部外侧，所述吸盘固定设置在下外壳底部外侧，所述压电式声波捕捉机构设置在下外壳内部，所述主控PCB板分别与压电式声波捕捉机构、供电电池、无线传输模块电连接，所述无线传输模块与无线天线电连接；

所述主控PCB板上集成有放大电路、单片机以及储存芯片，所述放大电路、单片机以及储存芯片依次连接，所述单片机与无线传输模块相连；

所述压电式声波捕捉机构包括第一电极、第二电极、配重块、压电陶瓷以及绝缘环，所述下外壳内设置的一定位柱从上到下分别穿设过第一电极、配重块、压电陶瓷以及绝缘环，并通过一螺母锁紧，所述螺母与第一电极之间设有一绝缘垫片，所述第二电极固定在下外壳的内壁上，所述绝缘环套设在压电陶瓷外，所述配重块套设在绝缘环外，所述第一电极设置在配重块顶部，所述第一电极和第二电极分别连接至主控PCB板。

本实用新型的优点在于：

本实用新型分布式可移动，同时小型化自供电设计提高了设备利用率和对现场的适应能力；对于噪声信号强度和频率的双重采样和增益调节提高了漏水噪声信号的接收距离和抗干扰能力，结合漏水噪声的频谱特性能够更准确的判定管道漏水发生，减少现场误报率。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的电路连接框图。

图3是本实用新型的压电式声波捕捉机构与下外壳、吸盘的局部示意图。

图4是本实用新型的压电式声波捕捉机构与下外壳、吸盘的配合爆炸图。

【具体实施方式】

请参阅图1～4所示，对本实用新型的实施例进行详细的说明。

如图1～4所示，本实用新型所涉及的一种压电式管道侧漏传感器，所述管道侧漏传感器包括上外壳1、下外壳2、吸盘3、压电式声波捕捉机构4、主控PCB板5、供电电池6、无线传输模块7，以及无线天线8，所述主控PCB板5、供电电池6、无线传输模块7设置在上外壳1内，所述无线天线8设置在上外壳1顶部外侧，所述吸盘3固定设置在下外壳2底部外侧，所述压电式声波捕捉机构4设置在下外壳2内部，所述主控PCB板5分别与压电式声波捕捉机构4、供电电池6、无线传输模块7电连接，所述无线传输模块7与无线天线8电连接；

重点参阅图2所述主控PCB板5上集成有放大电路51、单片机52以及储存芯片53，所述放大电路51、单片机52以及储存芯片53依次连接，所述单片机52与无线传输模块7相连；

重点参阅图3、图4，所述压电式声波捕捉机构4包括第一电极41、第二电极42、配重块43、压电陶瓷44以及绝缘环45，所述下外壳2内设置的一定位柱21从上到下分别穿设过第一电极41、配重块43、压电陶瓷44以及绝缘环45，并通过一螺母46锁紧，所述螺母46与第一电极41之间设有一绝缘垫片47，所述第二电极42固定在下外壳2的内壁上，所述绝缘环45套设在压电陶瓷44外，所述配重块43套设在绝缘环45外，所述第一电极41设置在配重块43顶部，所述第一电极41和第二电极42分别连接至主控PCB板5。

管道发生泄漏时，泄漏介质与泄露处管道壁高速摩擦会产生声波信号。因为压电陶瓷44在预应力作用下可以把各种复杂的声波信号转化成交流信号输出，利用这种特效研制而成的压电式管道测漏传感器吸附在管壁上就能准确的捕捉管道线上的异常声波变化，通过单片机52处理解析出声波的幅度值和频率值甚至实现实时录音储存于储存芯片53内，另外本实用新型本身带有无线传输模块7，可以把相关声波信息参数透传给外界接收装置。本实用新型采用内置电池供电，本实用新型平时为休眠状态，当需要采集相关数据时候，可以通过外界装置唤醒工作。完成工作后又进入休眠状态，实现低功耗长使用寿命。

本实用新型的无线传输模块7配合868MHz高增益无线天线8有效传输具体可以达到200米；本实用新型在休眠状态功耗在20UA内，唤醒工作状态功耗预计在60MA左右，内置的电池容量为3500MAH，如果按一天采集一次(采集时间大约2分钟)保守预计可以使用三年在更换电池；所述压电式声波捕捉机构4核心器件是个YT-5L材质压电陶瓷44，可以有效地捕捉到0.05-20KHz的声波转化成微弱的交流信号，通过主控PCB板5的信号放大处理，再进一步频率幅度解析转成十六进制信息后由无线传输模块7通过无线天线8发送给外部的各种接收装置；底部吸盘采用N50直径30MM厚度6MM的强力吸铁达到5KGf；上下壳体为全封闭式设计可达到IP68防护等级。

所述压电陶瓷41在M4螺母46压紧的预紧力作用下内部内应力产生纵向形变引起晶体极化产生一定的束缚电荷，当外部的声波回馈到传感器时内部配重块43产生相应频率的震动引起预计力的变化，这样原先的束缚电荷也就有波动变化就可输出持续的交流电压信号。

工作流程：声音先通过压电式声波捕捉机构4的压电陶瓷44采集后进入放大电路51进行信号放大，再送入单片机52的ADC进行数字转换以及信号处理，获得声音的频率与电平幅度，再通过高速无线传输模块7和无线天线8发送到外部的主机端。同时单片机52根据信号的品质自动调整放大电路的增益，以使放大电路满足各种声音电平的放大需求。

本实用新型分布式可移动，同时小型化自供电设计提高了设备利用率和对现场的适应能力；对于噪声信号强度和频率的双重采样和增益调节提高了漏水噪声信号的接收距离和抗干扰能力，结合漏水噪声的频谱特性能够更准确的判定管道漏水发生，减少现场误报率。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (1)

1.一种压电式管道侧漏传感器，其特征在于：所述管道侧漏传感器包括上外壳、下外壳、吸盘、压电式声波捕捉机构、主控PCB板、供电电池、无线传输模块，以及无线天线，所述主控PCB板、供电电池、无线传输模块设置在上外壳内，所述无线天线设置在上外壳顶部外侧，所述吸盘固定设置在下外壳底部外侧，所述压电式声波捕捉机构设置在下外壳内部，所述主控PCB板分别与压电式声波捕捉机构、供电电池、无线传输模块电连接，所述无线传输模块与无线天线电连接；

所述主控PCB板上集成有放大电路、单片机以及储存芯片，所述放大电路、单片机以及储存芯片依次连接，所述单片机与无线传输模块相连；

所述压电式声波捕捉机构包括第一电极、第二电极、配重块、压电陶瓷以及绝缘环，所述下外壳内设置的一定位柱从上到下分别穿设过第一电极、配重块、压电陶瓷以及绝缘环，并通过一螺母锁紧，所述螺母与第一电极之间设有一绝缘垫片，所述第二电极固定在下外壳的内壁上，所述绝缘环套设在压电陶瓷外，所述配重块套设在绝缘环外，所述第一电极设置在配重块顶部，所述第一电极和第二电极分别连接至主控PCB板。