一种热感式能量采集器的制作方法

本发明属于微机电技术领域，尤其涉及一种热感式能量采集器。

背景技术：

超远距离集输管线，尤其是例如西气东输等国家重大工程，对其运行状态的实时监控尤为重要。而这些集输管线往往布置在远离城镇中心的戈壁、荒漠以及山区等无人地带，对其进行配套设施建设具有投入大、工期长、收益差的特点，而且由于交通不便所造成的设备老化、设备检修等问题，均对目前的技术提出很大挑战。

而无论是风力发电装置还是太阳能发电装置，均对环境有一定要求。例如在风沙较大的戈壁、荒漠等地区，虽然风能资源和太阳能资源比较丰富，但由于风沙影响，小型发电设备因不能有效抗击沙砾的击打而失效，而大型设备则由于投资成本大、维护成本高、发电过量造成浪费等问题亦不适用。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种兼顾投资成本、又能持续发电的热感式能量采集器。

一种热感式能量采集器，包括：汞齐盒、均匀布置的至少2对陶瓷永磁体，每对陶瓷永磁体相对设置，汞齐盒夹在每对陶瓷永磁体的中间；

所述汞齐盒内存有液态汞齐，汞齐盒的两端分别连接有一根导线，该两根导线的一端分别与液态汞齐电性连接，另一端为自由端。

进一步地，如上所述的热感式能量采集器，所述汞齐盒为一个玻璃罩，该玻璃罩采用有机玻璃材料制成。

进一步地，如上所述的热感式能量采集器，所述汞齐盒的两侧分别设置有缺口，该缺口上通过焊锡的方式将汞齐盒内的液态汞齐堵封，所述两根导线分别与该两个缺口电性连接。

进一步地，如上所述的热感式能量采集器，所述陶瓷永磁体由烧结钕铁硼材料制成，工作温度≤220℃。

进一步地，如上所述的热感式能量采集器，包括驻体，在所述驻体的中间设置有一凹陷槽，所述至少2对陶瓷永磁体分别镶嵌在凹陷槽的对应两侧壁上，所述汞齐盒置于该凹陷槽的中间，导线的两自由端分别绕过驻体的外缘后，最终终止于两个金属结点。

进一步地，如上所述的热感式能量采集器，在驻体3的外壁上设置有凹槽，所述导线埋入在该凹槽内。

有益效果：

本发明提供的热感式能量采集器，具有发电效率满足使用需求(80-200mv)、成本低、体积小(40cm³)、适应性好、稳定性高、抗风沙能力强等特点，适用于戈壁、荒漠、山区等大型远距集输管线和城市短距离输送管线等监控用电。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的整体结构侧视结构图；

图3为本发明汞齐盒结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1-图3所示，本实施例由汞齐盒1、陶瓷永磁体2、驻体3、金属结点4和导线5组成，驻体3自成一体并在中间有一凹槽，凹槽两侧边缘均布四对陶瓷永磁体2，凹槽中间布置一两端固定的汞齐盒1，由导线5连接汞齐盒1的两端并绕至驻体3的边缘处，最终止于两个金属结点4。

汞齐盒1采用有机玻璃材料一体成型，在密闭环境下注入汞齐，并在两侧缺口处点上锡点堵住，锡点外端与导线5热熔连接。汞齐盒1与驻体3的连接方式为卡扣连接或胶接。

导线5一端与汞齐盒下端外侧锡点热熔连接，两股导线分别经驻体3外沿绕至侧面汇集，在两股导线末端分别以热熔锡点4连接驻体3。导线经过驻体3处均做凹槽处理，将导线埋入驻体3内。

陶瓷永磁体2的安装位置是在驻体3中间凹槽处的长边边沿，每边均匀布置四组陶瓷永磁体，从而产生沿轴向的磁场。陶瓷永磁体安装方式为：镶嵌。

所述的汞齐盒1内含有热膨胀系数较高的液态汞齐，由于汞齐导电性能较高，随着环境温度变化，汞齐发生热胀冷缩而纵向表面积发生变化，导致磁场穿过汞齐纵向表面的磁通量发生变化，从而产生电流。

本实施例将热感式能量采集器安装在集输管线上，经由一定的变电装置和蓄电池，与需提供电源的用电设备连接即可。

所述四组陶瓷永磁体2均匀镶嵌在驻体3内壁上，选取磁能积、矫顽力较大的烧结钕铁硼材料，工作温度≤220℃，保证其可持续发出稳定强磁场供于发电。

本实施例具有以下有益效果:

第一，本发明在应用了陶瓷永磁体，具有稳定性强、矫顽力大、剩磁密度大等特点，可持续发出固定的磁场，可持续产生磁场供于发电；

第二，本发明采用半封闭结构，体积小，可安装于套管与管道之间的环空，亦可安装在套管表面(需要进行全封闭)，最大限度避免风沙、砂砾等恶劣环境的影响，避免失效；

第三，汞齐盒1由有机玻璃一体成型，相较传统玻璃，其具有热塑性能好、抗击打能力高、抗腐蚀性能强、屏蔽电磁干扰等优点，可有效降低因盒体破裂导致汞齐溢出而造成的设备失效和环境污染问题；

第四，汞齐较纯汞具有更低的凝固点(可达-50℃)，完全适应我国大部分地区使用，同时，汞齐具有较高的体胀系数，在本实施例中，每升高10℃，其体积增大1.5倍，穿过磁感线表面面积增大1.5倍，大大提高了发电效率；

第五，与金属导体相比，具有媲美金属的导电性，同时液态汞齐体积变化快速，避免其克服表面张力才能回弹的反应时间，增强发电性能；

第六，驻体3采用新型电磁屏蔽材料，韧性较大可供汞齐盒1卡入连接或胶接，在为本体提供保护作用的同时，可屏蔽外来电磁干扰。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种热感式能量采集器，包括：汞齐盒、均匀布置的至少2对陶瓷永磁体，每对陶瓷永磁体相对设置，汞齐盒夹在每对陶瓷永磁体的中间；所述汞齐盒内存有液态汞齐，汞齐盒的两端分别连接有一根导线，该两根导线的一端分别与液态汞齐电性连接，另一端为自由端。本发明提供的热感式能量采集器，具有发电效率满足使用需求(80‑200mV)、成本低、体积小(40cm3)、适应性好、稳定性高、抗风沙能力强等特点，适用于戈壁、荒漠、山区等大型远距集输管线和城市短距离输送管线等监控用电。

技术研发人员：梁海波;裴卫东;全锐;李国亮;张禾
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2017.11.21
技术公布日：2018.05.04