[发明专利]用于输油管道泄漏检测系统的声表面波压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种声表面波传感器，特别涉及一种用于输油管道泄漏检测系统的声表面波压力传感器。

背景技术

泄露是输油管道运行的主要故障。近年来，输油管道被打孔盗油以及腐蚀穿孔造成泄漏事故屡有发生，严重干扰了正常生产，造成了巨大的经济损失。我国输油管道建设如火如荼，但现有大型输油管道总长不过3.5万公里，专家预计，未来10年我国将实现汽油、柴油、煤油等成品油全部利用管道进行输送，平均每年都要新建2万公里各类输送管道，我国输油管道建设将会迎来新的高潮，因此，输油管道泄漏检测系统的研究与应用成为油田亟待解决的问题。

      常规检测管道泄漏的方法有人工巡线、管道内部检测技术和管道外部动态检测技术等，这些方法不仅易受到外部环境影响，而且成本比较高。

发明内容

鉴于上述现有技术现状，本发明提供一种用于输油管道泄漏检测系统的声表面波压力传感器，利用声表面波技术检测管道泄露的方案，即一种具有较高灵敏度的声表面波（SAW）压力传感器所特有的高频特性及器件基片材料的压电、逆压电效应，检测输油管道的泄漏，大大提高了对输油管道的监测能力，避免了严重的经济损失。

本发明所采取的技术方案是：一种用于输油管道泄漏检测系统的声表面波压力传感器，其特征在于：包括天线、螺母、电路板、胶套、壳体、传感器芯片、压敏材料、液压腔；所述传感器芯片由对称设置在压电基底上下面上的SAW谐振器构成；所述液压腔为矩形，在液压腔的底面设有圆槽，在液压腔的上面设有数个与圆槽相通的孔；所述传感器芯片嵌入在压敏材料的空槽中，所述压敏材料嵌入在液压腔的圆槽中，所述液压腔设置在壳体内，安装有螺丝的电路板固定在壳体上并分别与传感器芯片的两个SAW谐振器连接，所述壳体设置在带有吸盘的胶套内，所述天线通过螺母与电路板的螺丝螺接。

本发明所产生的有益效果是：声表面波（SAW）压力传感器中的两个SAW谐振器，采用了上下对称的差分结构方式，消除了其他环境因素的影响，可实现对输油管道的实时监测，与传统压力传感器相比，具有成本低、灵敏度高、体积小、无源无线等优点，适用于恶劣环境下的遥测与传感。

本结构还能够用于各种液体监测领域，如血压、水压等相关领域。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明结构分解示意图；

图3是本发明中SAW谐振器的结构示意图；

图4是图3的A-A侧剖图；

图5是本发明中传感器和天线的连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示，一种用于输油管道泄漏检测系统的声表面波压力传感器，包括天线1、螺母2、电路板3、胶套4、壳体5、传感器芯片6、压敏材料7、液压腔8。液压腔8为矩形，在液压腔8的底面设有圆槽8-1，在液压腔8的上面设有数个与圆槽8-1相通的孔8-2。传感器芯片6包括压电基底6-1及SAW谐振器6-2，将设计好的SAW谐振器6-2结构采用电子束蒸镀的方法镀于压电基底6-1上下两面的对称位置上。将传感器芯片6嵌入在压敏材料7的空槽7-1中熔合在一起，将压敏材料7嵌入在液压腔8的圆槽8-1中紧配合，将液压腔8安装在在壳体5内，安装有螺丝3-1的电路板3通过螺钉固定在壳体5的侧面，与电路板3触点I3-1、触点II3-2连接的两根导线通过壳体5侧面的通孔5-1分别与传感器芯片6的两个SAW谐振器6-2连接，其中触点I3-1和地连接，触点II3-2和天线连接，实现无线传输功能，壳体5设置在带有吸盘4-1的胶套4内，将天线1的一端与螺母2的一端螺接在一起，将螺母2的另一端与电路板3的螺丝3-1螺接在一起，天线1通过螺母2和螺丝3-1与电路板3连接。

设置在压电基底6-1上的两个SAW谐振器6-2结构相同，SAW谐振器6-2由叉指换能器6-21和反射栅6-22构成，其叉指换能器6-21和反射栅6-22设置的结构为，在压电基底6-1的面上水平设有两个反射栅6-22，在两个所述反射栅6-22之间设有叉指换能器6-21。压电基底6-1采用AT切石英。