[發(fā)明專利]一種基于摩擦納米發(fā)電原理的兩相流流型傳感器在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910629186.X | 申請日： | 2019-07-12 |
| 公開（公告）號： | CN110425006A | 公開（公告）日： | 2019-11-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吳川;王紀(jì)琦;樊辰星 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢） |
| 主分類號： | E21F17/18 | 分類號： | E21F17/18;E21F17/00;H02N1/04 |
| 代理公司： | 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238 | 代理人： | 鄒桂敏 |
| 地址： | 430000 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 推桿 摩擦板 電路板 電勢差信號 摩擦材料層 頂蓋底面 流型 氣液兩相流 摩擦 發(fā)電原理 頂蓋 電路艙 金屬片 兩相流 傳感器 擊板 底座 測量電信號 可上下移動 連接金屬片 納米發(fā)電機 底座上部 摩擦生電 相對設(shè)置 向上運動 對流型 氣泡流 上表面 自供電 上端 下端 測量 貫穿 監(jiān)測 延伸 | ||
本發(fā)明提供一種基于摩擦納米發(fā)電原理的兩相流流型傳感器，包括底座、頂蓋、推桿和電路板，頂蓋固定于底座上部且二者之間形成電路艙，頂蓋底面設(shè)有金屬片，推桿貫穿底座且可上下移動，推桿下端連接受擊板，推桿上端延伸至電路艙內(nèi)并連接摩擦板，摩擦板與頂蓋底面相對設(shè)置，摩擦板上表面設(shè)有摩擦材料層，電路板分別連接金屬片與摩擦材料層，受擊板用于接受氣液兩相流中的氣泡流沖擊，使摩擦板向上運動與頂蓋底面接觸，摩擦材料層與金屬片摩擦生電產(chǎn)生電勢差信號，電路板監(jiān)測電勢差信號并根據(jù)電勢差信號確定氣液兩相流的流型。本發(fā)明的有益效果：基于摩擦納米發(fā)電機原理，通過測量電信號實現(xiàn)對流型的測量，可是實現(xiàn)自供電。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及地質(zhì)鉆井及儀器儀表設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于摩擦納米發(fā)電原理的兩相流流型傳感器。
背景技術(shù)
隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源成為經(jīng)濟發(fā)展必不可少的能源，煤層氣作為一種新型的清潔能源從昔日的有毒氣體變成今天炙手可熱的資源，因此必須加快能源勘探開發(fā)力度。
在煤層氣勘探及后續(xù)的開發(fā)階段，都需要對井下由煤層氣涌升產(chǎn)生的氣液兩相流進行檢測來制定工藝規(guī)避危險等，因此兩相流檢測是勘探和開采中必不可少的。煤層氣開采方式一般為井下瓦斯抽出系統(tǒng)開采和地面鉆井開采，通過地面鉆井開采不僅可以加大煤層氣的產(chǎn)聯(lián)合還降低了煤礦對通風(fēng)的要求，改善礦工的工作環(huán)境，但是開采過程中煤層氣涌升所產(chǎn)生的氣液兩相流如果不采用針對的工藝會對開采造成很大的影響，氣液兩相流流型的檢測就成了開采中重要的一環(huán)。
現(xiàn)有的氣液兩相流檢測是檢測兩相流的流型數(shù)據(jù)等實現(xiàn)對兩相流流型的分析，檢測方法有利用液相和氣相電導(dǎo)率不同檢測兩相流流型；利用液相和氣相的導(dǎo)電性不其組分發(fā)生變化會導(dǎo)致電容兩極板間的等效介電常數(shù)發(fā)生變化從而改變電容值來檢測奇特兩相流流行數(shù)據(jù)；使用光學(xué)方法，利用高速攝像機拍攝來檢測兩相流流型的數(shù)據(jù)；使用機器視覺的方法來對氣液兩相流的流型進行測量；利用信號在水和氣體中衰減的程度不同來對兩相流流型等進行分析。
而現(xiàn)階段，這些傳感器有的依靠光學(xué)手段進行測量在井下開采的情況下光學(xué)手段和機械視覺都不是很好實現(xiàn)，而采用電容和電導(dǎo)率的方法進行測量的傳感器需要極高的安裝精度對于井下的復(fù)雜環(huán)境也是難以實現(xiàn)的，到這這些方法都無法在煤層氣開采總的到應(yīng)用。因此急需研制一種精度較高、體積小、且適合煤層氣開采工況環(huán)境要求的氣液兩相流流型傳感器。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的實施例提供了一種基于摩擦納米發(fā)電原理的兩相流流型傳感器。
本發(fā)明的實施例提供一種基于摩擦納米發(fā)電原理的兩相流流型傳感器，包括底座、頂蓋、推桿和電路板，所述頂蓋固定于所述底座上部且二者之間形成密封的電路艙，所述頂蓋底面設(shè)有金屬片，所述推桿貫穿所述底座且可上下移動，所述推桿下端連接受擊板，所述推桿上端延伸至所述電路艙內(nèi)并連接摩擦板，所述摩擦板與所述頂蓋底面相對設(shè)置，所述摩擦板上表面設(shè)有摩擦材料層，所述電路板分別連接所述金屬片與所述摩擦材料層，所述受擊板用于接受氣液兩相流中的氣泡流沖擊，使所述摩擦板向上運動與所述頂蓋底面接觸，所述摩擦材料層與所述金屬片摩擦生電產(chǎn)生電勢差信號，所述電路板監(jiān)測所述電勢差信號并根據(jù)所述電勢差信號確定所述氣液兩相流的流型。
進一步地，所述受擊板和所述摩擦板為半徑相同的圓板。
進一步地，所述頂蓋為空心圓柱形，所述底座為圓盤形，所述底座上部設(shè)有沿其軸向延伸的上導(dǎo)向腔，下部設(shè)有沿其軸向延伸的下導(dǎo)向腔，所述推桿上端貫穿所述上導(dǎo)向腔，下端貫穿所述下導(dǎo)向腔。
進一步地，所述頂蓋下邊緣設(shè)有凸邊，所述凸邊與所述底座上表面邊緣重合并通過螺釘固定連接。
進一步地，所述金屬片和所述摩擦材料層均為圓形，且半徑相同，所述金屬片與所述摩擦材料層共軸線設(shè)置。
進一步地，所述金屬片為銅片，所述摩擦材料層為聚四氟乙烯層。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），未經(jīng)中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201910629186.X/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
