基于負壓波理論的聚偏氟乙烯輸油管泄漏檢測傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于負壓波理論的聚偏氟乙烯輸油管泄漏檢測傳感器，其包括基座、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、聚偏氟乙烯壓電薄膜、正電極、負電極，聚對苯二甲酸乙二酯薄膜安裝在基座的開口端，聚偏氟乙烯壓電薄膜固定在聚對苯二甲酸乙二酯薄膜下表面正中心處，并位于基座內(nèi)部，正電極設(shè)置在聚偏氟乙烯壓電薄膜的上表面，負電極設(shè)置在聚偏氟乙烯壓電薄膜的下表面，正電極和負電極分別與導(dǎo)線I、導(dǎo)線II連接，并從基座底端的小孔引出；本實用新型能夠檢測到輸油管發(fā)生微小泄漏時的流體參數(shù)變化；減小了傳感器的體積，改善了工藝；其低頻范圍得到拓寬，低頻段抗干擾能力得到增強；不僅提高了泄漏檢測的靈敏度和分辨力，更提高了泄漏點定位的準確性。
【專利說明】基于負壓波理論的聚偏氟乙烯輸油管泄漏檢測傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于負壓波理論的聚偏氟乙烯輸油管泄漏檢測傳感器，尤其涉及一種新型的壓電材料和新型結(jié)構(gòu)的基于負壓波理論的輸油管泄漏檢測傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]通過輸油管運輸石油，具有運輸量大,安全可靠無污染，占地和能耗小以及成本低的特點。長距離輸油管成為我國能源大動脈的重要組成部分，具有相當(dāng)高的戰(zhàn)略地位。輸油管泄漏直接威脅人民的生命和國家的財產(chǎn)安全，同時能夠造成嚴重的經(jīng)濟損失和自然環(huán)境污染。因此，及時發(fā)現(xiàn)輸油管泄漏并準確定位泄漏點具有十分重要的意義。針對我國的原油特點和輸油管特點，負壓波理論在實際檢測中得到廣泛運用?；谪搲翰ɡ碚摰臋z測方法對傳感器的要求非常高。為了改善目前使用的傳統(tǒng)壓電變送器檢測靈敏度和分辨力的不足，此處提出一種采用新型高分子壓電材料聚偏氟乙烯和彈性材料聚對苯二甲酸乙二酯并采用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計的傳感器，減小了體積，改善了工藝，提高了泄漏點定位的準確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型提出一種基于負壓波理論的聚偏氟乙烯輸油管泄漏檢測傳感器，是采用聚偏氟乙烯壓電薄膜為敏感元件及新型結(jié)構(gòu)的基于負壓波理論的輸油管泄漏檢測傳感器，以提高泄漏檢測的靈敏度和分辨率，提高泄漏點定位的準確性。
[0004]本實用新型基于負壓波理論的聚偏氟乙烯輸油管泄漏檢測傳感器包括作為聚偏氟乙烯輸油管泄漏檢測傳感器主體的基座1、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2、聚偏氟乙烯壓電薄膜3、正電極8、負電極9，聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2安裝在基座I的開口端，聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2作為換能元件，彈性模量高、具有很高的強度和彈性極限；聚偏氟乙烯壓電薄膜3固定在聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2下表面正中心處，并位于基座I內(nèi)部，正電極8設(shè)置在聚偏氟乙烯壓電薄膜3的上表面，負電極9設(shè)置在聚偏氟乙烯壓電薄膜3的下表面，正電極8和負電極9分別與導(dǎo)線I 5、導(dǎo)線II 6連接，并從基座I底端的小孔7引出。
[0005]本實用新型中所述基座I為中空圓柱體，并且上底面開口 ；基座I的一側(cè)開有螺紋小孔4，螺紋小孔4用于將傳感器固定于輸油管內(nèi)壁。
[0006]本實用新型中所述聚偏氟乙烯壓電薄膜3為圓形薄膜，通過氰基內(nèi)丙酸粘合劑固定于聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2下表面的正中心處。
[0007]本實用新型在聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2應(yīng)變區(qū)的最大應(yīng)變中心處，敏感元件聚偏氟乙烯壓電薄膜3可以充分利用聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2的應(yīng)變狀態(tài)，因此將圓形結(jié)構(gòu)的聚偏氟乙烯壓電薄膜3固定于聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2的下表面中心處，隱藏于傳感器內(nèi)部；基座I的中空結(jié)構(gòu)設(shè)計使得聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2和聚偏氟乙烯壓電薄膜3處于拉伸工作狀態(tài)；聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2和聚偏氟乙烯壓電薄膜3構(gòu)成彈性膜片結(jié)構(gòu)；輸油管發(fā)生微小泄漏時，彈性膜片結(jié)構(gòu)一聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2和聚偏氟乙烯壓電薄膜3發(fā)生微小形變，聚偏氟乙烯壓電薄膜3上下表面產(chǎn)生一定電荷。[0008]上述方案中，聚偏氟乙烯壓電薄膜3和聚對苯二甲酸乙二酯薄膜2之間選用耐溫、耐水、耐油、抗腐蝕、絕緣性好、粘合強度高的氰基內(nèi)丙酸粘合劑進行固定，能有效降低傳感器使用過程中產(chǎn)生的零漂，減小遲滯效應(yīng)，同時延長使用壽命。
[0009]當(dāng)密閉的輸油管內(nèi)部和外部存在壓力差時，油體就會通過類似孔、縫的部位泄漏。當(dāng)輸油管某處發(fā)生泄漏時，會產(chǎn)生向上下游傳播的負壓波，通過在管道10的首端11和末端13安裝傳感器可以檢測隨之發(fā)生的壓力變化。壓力、流速、密度和溫度是流體參數(shù)，將輸油管中流動的油看做一元流體，建立流體動力學(xué)模型:
【權(quán)利要求】
1.一種基于負壓波理論的聚偏氟乙烯輸油管泄漏檢測傳感器，其特征在于:其包括基座(I)、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(2)、聚偏氟乙烯壓電薄膜(3)、正電極(8)、負電極(9)，聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(2)安裝在基座(I)的開口端，聚偏氟乙烯壓電薄膜(3)固定在聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(2)下表面正中心處，并位于基座(I)內(nèi)部，正電極(8)設(shè)置在聚偏氟乙烯壓電薄膜(3)的上表面，負電極(9)設(shè)置在聚偏氟乙烯壓電薄膜(3)的下表面，正電極(8)和負電極(9)分別與導(dǎo)線I (5)、導(dǎo)線II (6)連接，并從基座(I)底端的小孔(7)引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負壓波理論的聚偏氟乙烯輸油管泄漏檢測傳感器，其特征在于:基座(I)為中空圓柱體，并且上底面開口 ；基座(I)的一側(cè)開有螺紋小孔(4)，用于將傳感器固定于輸油管內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負壓波理論的聚偏氟乙烯輸油管泄漏檢測傳感器，其特征在于:聚偏氟乙烯壓電薄膜(3)為圓形薄膜，通過氰基內(nèi)丙酸粘合劑固定于聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(2)下表面的正中心處。
【文檔編號】G01M3/28GK203758706SQ201420118594
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】萬舟 申請人:昆明理工大學(xué)