[发明专利]一种基于摩擦纳米发电原理的井下气泡速度传感器在审
| 申请号： | 201910458836.9 | 申请日： | 2019-05-29 |
| 公开（公告）号： | CN110244078A | 公开（公告）日： | 2019-09-17 |
| 发明（设计）人： | 吴川;樊辰星 | 申请（专利权）人： | 中国地质大学（武汉） |
| 主分类号： | G01P5/18 | 分类号： | G01P5/18;H02N1/04 |
| 代理公司： | 武汉知产时代知识产权代理有限公司 42238 | 代理人： | 郝明琴 |
| 地址： | 430064 湖*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 下电极 纳米材料膜 传感器 电荷测量 电荷转移 电极 棍体 气液两相流 速度传感器 发电原理 密封腔体 气泡流 井下 摩擦 体内 测量信号 管状壳体 棍体表面 壳体侧壁 摩擦介质 摩擦生电 设备监测 由上到下 时间差 密封腔 | ||
1.一种基于摩擦纳米发电原理的井下气泡速度传感器，其特征在于：包括管状壳体、传感器棍体和电荷测量设备，所述壳体侧壁设有密封腔体，所述传感器棍体表面设有纳米材料膜，所述传感器棍体与所述纳米材料膜之间由上到下依次设有上电极、中电极和下电极，所述传感器棍体上端设置于所述密封腔体内使所述上电极位于所述密封腔体内，所述中电极和所述下电极均设置于所述壳体内且位于所述密封腔体外，所述电荷测量设备分别连接所述上电极、所述中电极和所述下电极，所述壳体下端用于连接抽采井，所述传感器棍体用于接受所述抽采井内气液两相流的冲击，其中所述气液两相流的水流与所述纳米材料膜摩擦生电，使所述上电极、所述中电极和所述下电极均带上电荷，所述气液两相流的气泡流流至所述下电极邻侧的所述纳米材料膜，所述上电极与所述下电极之间发生一次电荷转移，所述气液两相流的气泡流流至所述中电极邻侧的所述纳米材料膜，所述上电极与所述中电极之间发生二次电荷转移，所述电荷测量设备监测一次电荷转移和二次电荷转移之间的时间差。
2.如权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电原理的井下气泡速度传感器，其特征在于：所述密封腔体为筒体，所述筒体固定连接所述壳体侧壁且与所述壳体连通，所述筒体两端均设有防水接头，所述传感器棍体上端穿过所述防水接头伸入所述筒体内。
3.如权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电原理的井下气泡速度传感器，其特征在于：所述筒体远离所述壳体一端设有导线电缆，所述导线电缆穿过所述防水接头，一端连接所述电荷测量设备，另一端分别连接所述上电极、所述中电极和所述下电极。
4.如权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电原理的井下气泡速度传感器，其特征在于：所述传感器棍体为L形，包括相连接的上部水平段和下部竖直段，所述上电极设置于所述水平段，所述中电极和所述下电极设置于所述竖直段。
5.如权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电原理的井下气泡速度传感器，其特征在于：所述纳米材料膜包裹住所述传感器棍体，使所述上电极、所述中电极和所述下电极密封于所述纳米材料膜和所述传感器棍体之间。
6.如权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电原理的井下气泡速度传感器，其特征在于：所述上电极、所述中电极和所述下电极均为铝质环形片。
7.如权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电原理的井下气泡速度传感器，其特征在于：所述壳体的两端均设有法兰盘，所述法兰盘用于连接抽采井。
8.如权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电原理的井下气泡速度传感器，其特征在于：所述纳米材料膜为PTFE材料膜。
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