一种新型石油管道压力传感器的设计*

何 锋，储建华，宋小波，刘忠杰，毕世书，李 芬

(1.中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所，江苏常州213164;2.常州先进制造技术研究所，江苏常州213164)

0 引言

输油管道因腐蚀和打孔盗油造成的石油泄漏严重影响输油管道安全并造成巨大的经济损失，需要进行连续不间断的输油管道监测。常规安全监测主要靠人工沿管线定时巡视和读取数据，不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且不能保证实时有效的发现和报警，对管道的安全运行十分不利。近年来，有学者提出了一种Zig Bee和GPRS混网组成的无线传感网络［1］来监控管网状态，存在费用高的特点，针对这一难题，设计出一种新型带有无线数据传输功能的压力传感器，能连续不间断有效监测管道内流体的正面冲击的瞬时压力和对管壁的作用力，利于油田计量站进行实时监控和统一调度。

针对多维力的测量，有不同学者提出了多种结构，其中有 Stewart式平台结构［2］、一板两杆式结构［3］、直角组合型结构［4］等。本文采用了十字梁式结构进行设计，介绍了传感器的结构设计、弹性体设计和测量原理，以及传感器的无线射频传输和数据处理流程。最后给出了传感器标定的方法和实验结果。

1 传感器设计

1.1 传感器机械结构

传感器由弹性体机械部分和信号处理系统两大部分组成。弹性体机械部分如图1所示，主要由弹性接触装置、弹性体梁装置和固定装置三部分组成。信号处理系统包括测量电路、无线传输电路、数据采集放大电路、应用软件等几部分。……