一种为油气管道检测系统供电的发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于油气输送管道监测及发电技术领域，具体涉及一种为油气管道检测系统供电的发电装置。
【背景技术】
[0002]油气管道在长期的使用过程中，因自然界不可抗力、自然腐蚀及人为偷盗等原因经常会发生油气管道泄漏事件，从而造成巨大的经济损失，同时也对周边自然环境造成很大的破坏。因此，对油气管道的检测变得尤为重要。通常人们通过人工定期巡查的方式对油气管道进行检测和维护，但因管道铺设距离长，途经人迹罕至或交通不便之处，人工定期巡查难以及时有效地对油气管道进行检测和维护。因此，人们提出了多种类型用于管道泄漏监测或防盗系统，这些管道泄漏监测或防盗系统方法在技术方面比较成熟，但还处于初步阶段，没有得到大面积推广，其主要原因是供电问题尚未得到解决。使用化学电池供电，存在着体积大、寿命短、需定期更换且污染环境等弊端，难以对油气管道进行长期、实时的检测;若采用铺设电缆的方法，其成本很高且易被不法分子切断而影响检测。因此，要使管道泄漏监测或防盗系统得到实际运用及推广，首先必须解决其供电问题。
[0003]基于压电效应的微型压电发电装置，具有结构简单、易于加工制作、无电磁干扰、不发热、易于微型化和集成化等优点，现已逐步用于传感器、健康监测及无线发射系统等领域，展示了压电发电及其自供电技术的光明前景。目前，比较成熟的压电发电装置都是基于环境中的振动或手动操作进行发电的，而对于管道中振动源并不存在。因此现有的通过振动能量发电的压电发电装置不适用于油气管道检测系统供电。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种为油气管道检测系统供电的发电装置。能够有效解决管道泄漏监测或防盗系统的供电问题。
[0005]本实用新型主要由圆柱壳体、柔性梁、亚克力连接板、压电梁、亚克力垫板、电能转换装置、储能器等组成，所述压电梁由压电陶瓷和金属基板粘接而成，其一端通过亚克力连接板和连接螺栓与柔性梁连接，另一端通过亚克力垫板和紧固螺钉与圆柱壳体相连;所述柔性梁由聚对苯二甲酸乙二酯制作而成，其刚度远远低于压电梁；电能转换装置和储能器安置于圆柱壳体内部，其中电能转换装置输入端通过导线与压电梁相连，输出端通过导线与储能装置输入端相连;为使发电装置绝缘，在压电梁表面、压电梁与导线连接处、电能转换装置和储能器表面及其输入端和输出端都涂有硅胶。
[0006]本实用新型安装在油气管道中，具体实施方案是:当油气进入圆柱壳体时，由于柔性梁和压电梁的阻力使得油气从柔性梁顶端的缝隙中通过，因缝隙较小，圆柱壳体内压强变大，柔性梁发生弯曲变形且带动压电梁弯曲变形;随着柔性梁的弯曲使缝隙变大，导致圆柱壳体内压强变小，压电梁和柔性梁在机械回复力作用下恢复形变，同时缝隙变小。如此循环，压电梁产生非线性自激振动，通过正压电效应产生电能，产生的电能通过导线经电能转换装置后储存到储能器中，储能器可引出导线为油气管道检测系统提供电能。
[0007]本实用新型的特色是:在压电梁一端增加柔性梁，使有效刚度、受风面积大，柔性梁的功能在于:在管道流速较低时增加受激面积，通过自身大振幅振动来带动压电梁振动发电，可避免单一压电梁在低流速时因高频率低振幅振动而无法发电的问题;高流速时变形量大可减小受激面积和压电梁变形，从而可以避免因压电梁变形过大而损毁。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型发电装置的结构原理简图；
[0009]图2是本实用新型发电装置的左视图；
[0010]图3是本实用新型发电装置的B-B剖视图；
【具体实施方式】
[0011]本实用新型的目的在于提供一种用于油气管道检测系统的自供电装置，能够有效解决管道泄漏监测或防盗系统的供电问题。
[0012]本实用新型主要由圆柱壳体1、柔性梁2、亚克力连接板3、压电梁4、亚克力垫板5、电能转换装置7、储能器9等组成，所述压电梁4由压电陶瓷和金属基板粘接而成，其一端通过亚克力连接板3和连接螺栓10与柔性梁2连接，另一端通过亚克力垫板5和紧固螺钉11与圆柱壳体I相连;所述柔性梁2由聚对苯二甲酸乙二酯制作而成，其刚度远远低于压电梁2;电能转换装置7和储能器9安置于圆柱壳体I内部，其中电能转换装置7输入端通过导线6与压电梁相连，输出端通过导线8与储能装置9输入端相连;为使发电装置绝缘，在压电梁4表面、压电梁4与导线6连接处、电能转换装置7和储能器9表面及其输入端和输出端都涂有硅胶。
[0013]本实用新型安装在油气管道中，具体实施方案是:当油气进入圆柱壳体I时，由于柔性梁2和压电梁4的阻力使得油气从柔性梁2顶端的缝隙中通过，因缝隙较小，圆柱壳体I内压强变大，柔性梁2发生弯曲变形且带动压电梁4弯曲变形;随着柔性梁2的弯曲使缝隙变大，导致圆柱壳体I内压强变小，压电梁4和柔性梁2在机械回复力作用下恢复形变，同时缝隙变小。如此循环，压电梁2产生非线性自激振动，通过正压电效应产生电能，产生的电能通过导线经电能转换装置7后储存到储能器9中，储能器9可引出导线为油气管道检测系统提供电能。
[0014]本实用新型的特色是:在压电梁4一端增加柔性梁2，使有效刚度、受风面积大，柔性梁2的功能在于:在管道流速较低时增加受激面积，通过自身大振幅振动来带动压电梁4振动发电，可避免单一压电梁在低流速时因高频率低振幅振动而无法发电的问题;高流速时变形量大可减小受激面积和压电梁4变形，从而可以避免因压电梁4变形过大而损毁。
【主权项】
1.一种为油气管道检测系统供电的发电装置，主要由圆柱壳体、柔性梁、亚克力连接板、压电梁、亚克力垫板、电能转换装置、储能器等组成，所述压电梁由压电陶瓷和金属基板粘接而成，其一端通过亚克力连接板和连接螺栓与柔性梁连接，另一端通过亚克力垫板和紧固螺钉与圆柱壳体相连;所述柔性梁由聚对苯二甲酸乙二酯制作而成，其刚度远远低于压电梁；电能转换装置和储能器安置于圆柱壳体内部，其中电能转换装置输入端通过导线与压电梁相连，输出端通过导线与储能装置输入端相连;为使发电装置绝缘，在压电梁表面、压电梁与导线连接处、电能转换装置和储能器表面及其输入端和输出端都涂有硅胶。
【专利摘要】本实用新型属于油气输送管道监测及发电技术领域，具体涉及一种为油气管道检测系统供电的发电装置。主要由圆柱壳体、柔性梁、亚克力连接板、压电梁、亚克力垫板、电能转换装置、储能器等组成，所述压电梁由压电陶瓷和金属基板粘接而成，其一端通过亚克力连接板和连接螺栓与柔性梁连接，另一端通过亚克力垫板和紧固螺钉与圆柱壳体相连；所述柔性梁由聚对苯二甲酸乙二酯制作而成，其刚度远远低于压电梁；电能转换装置和储能器安置于圆柱壳体内部，其中电能转换装置输入端通过导线与压电梁相连，输出端通过导线与储能装置输入端相连；为使发电装置绝缘，在压电梁表面、压电梁与导线连接处、电能转换装置和储能器表面及其输入端和输出端都涂有硅胶。
【IPC分类】H02N2/18
【公开号】CN205283429
【申请号】CN201620027974
【发明人】李柳青, 邵汉儒
【申请人】宁波大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月2日