[发明专利]一种基于压电材料的管道振动监测与控制装置

说明书

本发明公开了一种基于压电材料的管道振动检测与控制装置，属于管道设备技术领域。具体包括壳体，壳体内设有一组减振机构，每个减振机构包括缸体、顶部活塞、底部活塞、活塞杆、弹性元件，缸体内设有空腔，空腔顶部设有压电材料，压电材料与顶部活塞相连，顶部活塞与底部活塞通过弹性元件连接，活塞杆连接于底部活塞的另一端，压电材料底部通过导线引出两支路，一支路为：每个压电材料引出的导线串联到一起形成主线路，主线路接入至蓄电池组，另一支路为：导线并联接入至壳体外的电流表，壳体内侧壁设有摄像头，蓄电池组为摄像头提供电能。本发明可以将管道振动产生的动能转化为电能，完成管道系统的振动监测和振动控制，同时起到减振的效果。

技术领域

本发明属于管道设备技术领域，具体涉及一种基于压电材料的管道振动监测与控制装置。

背景技术

在航空航天、石油化工、能源等诸多领域中，管道是极为常见且重要组成部件。其中，管道内流体流动不稳定会导致管道发生振动，管道振动会对管道本身、管道附属件以及其他连接设备造成损伤甚至破坏。特别是在充液管道中，内部流体的流动状态不确定性大，管道内部流体流动状态的改变会对系统的振动产生较大的影响，比如会出现水锤和系统振荡等现象。如果充液管道系统的低阶固有频率与激振力产生的频率相近，则会引发系统共振，轻则产生噪音，重则使得管道撕裂导致泄露，威胁到人身财产安全。因此，为了保证人身财产安全，对管道的振动情况进行实时监测是必要的。

压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。利用压电材料的这一特性可实现机械振动和交流电的互相转换。由于压电材料的这个性质，可以将管道振动的机械能转化为电能，同时为摄像头提供电源，可以完成传感器监测和影像监测，双重保障了管道的安全运营。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于压电材料的管道振动监测与控制装置，具有结构简单、绿色环保的特点。

所述的一种基于压电材料的管道振动监测与控制装置，包括壳体，所述壳体为箱体结构，其特征在于：所述壳体内侧壁设有一组减振机构，所述每个减振机构包括缸体、顶部活塞、底部活塞、活塞杆、弹性元件，所述缸体内设有空腔，所述空腔顶部设有压电材料，所述压电材料与顶部活塞相连，所述顶部活塞与底部活塞通过弹性元件连接，所述活塞杆的一端位于缸体内，且端部固定连接于底部活塞的另一端，所述压电材料底部通过第一导线引出两支路，一支路为：每个压电材料引出的第一导线串联到一起形成主线路，所述主线路接入至蓄电池组。

所述的一种基于压电材料的管道振动监测与控制装置，其特征在于：所述壳体内侧壁设有一组摄像头，所述蓄电池组通过第二导线与摄像头相连。

所述的一种基于压电材料的管道振动监测与控制装置，其特征在于：所述壳体外部设有电流表和流体输送设备开关，所述压电材料底部通过第一导线引出的另一支路为：每个压电材料引出的第一导线并联形成一个支路接入壳体外部的电流表和流体输送设备开关。

所述的一种基于压电材料的管道振动监测与控制装置，其特征在于：所述减振机构为壳体内壁四个方向各设有一个减振机构，所述弹性元件为复合弹簧。

所述的一种基于压电材料的管道振动监测与控制装置，其特征在于：所述摄像头为壳体内壁左右两侧各设有一个摄像头。

所述的一种基于压电材料的管道振动监测与控制装置，其特征在于：所述蓄电池组包括蓄电池组架，所述蓄电池组架上设有蓄电池组外壳，所述蓄电池组外壳内设有蓄电池组，所述蓄电池组架通过螺栓与壳体底部连接。

所述的一种基于压电材料的管道振动监测与控制装置，其特征在于：所述缸体顶部设有小孔，小孔设有第一导线通道，第一导线的线路位于壳体的内部，所述缸体顶部通过螺栓与壳体连接。

所述的一种基于压电材料的管道振动检测与控制装置，其特征在于：包括管道振动监测装置支架，所述壳体设置于管道振动监测装置支架上，所述壳体上设有壳体盖子，所述壳体盖子通过螺栓与壳体固定。