1.本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种喷砂管磨损预警装置。
背景技术：
2.喷砂管在船舶制造、机械加工领域具有重要作用。其通过高压喷射的铁砂将物体表面附着的异物及不必要的构建进行清除。然而高压铁砂在喷射时对喷砂管橡胶管壁造成磨损，一段时间后，由于磨损严重，铁砂会在喷砂管的磨损处喷出，对施工人员安全造成危害。目前市面没有喷砂管的有效磨损预警装置。
技术实现要素：
3.根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种喷砂管磨损预警装置，包括：喷砂管体和npn型三极管、蜂鸣器、蜂鸣器电源和无纸记录仪，所述喷砂管体的线层上螺旋缠绕有摩擦纳米发电单元，所述摩擦纳米发电单元的电极分别与npn型三极管的基极和发射极相连接，其中蜂鸣器电源的正极与蜂鸣器相连接，所述蜂鸣器还与npn型三极管的集电极相连接，蜂鸣器电源的负极与无纸记录仪相连接，所述无纸记录仪与npn型三极管的发射极相连接构成回路。
4.进一步的，所述摩擦纳米发电单元缠绕在喷砂管体的角度为45
°
。
5.由于采用了上述技术方案，本实用新型提出一种基于摩擦纳米发电原理的喷砂管预警装置，缠绕于喷砂管线层位置，当高速铁砂将摩擦纳米发电单元线路破坏时，线路自身构成摩擦纳米发电单元，其产生的电信号触发三极管的基极，使得三极管发射极与集电极导通，在外接电源的作用下，触发蜂鸣器报警，无纸记录仪进行记录。有效防止因喷砂管磨损造成的施工人员伤亡及施工现场财产损失。
附图说明
6.为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
7.图1为本发明中喷砂管磨损预警装置的电路连接图；
8.图2为本发明中摩擦纳米发电单元发电原理图；
9.图3为本发明中未报警状态下预警模式下的电路图；
10.图4为本发明中报警状态下预警模式下的电路图
11.图中：1、喷砂管体，2、摩擦纳米发电单元，3、npn型三极管，3
‑
1、基极，3
‑
2、发射极，3
‑
3、集电极，4、蜂鸣器，5、蜂鸣器电源，6、无纸记录仪。
具体实施方式
12.为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
13.如图1所示的一种喷砂管磨损预警装置，该装置将铁砂喷射时产生的管路震动转换为摩擦纳米电信号，将获得的电信号输入三极管基极触发三极管发射极和集电极导通，使蜂鸣器4报警，触发无纸记录仪6进行记录。本实用新型涉及的核心内容包括：(a)基于摩擦纳米发电单元2的磨损预警装置，利用铁砂喷射震动产生交流电信号；(b)利用摩擦纳米发电信号的三极管触发通断电路。由于摩擦纳米发电信号的输入，触发三极管发射极和集电极导通，蜂鸣器报警4，无纸记录仪6对事件进行记录。
14.如图2所示，一种喷砂管磨损预警装置包括摩擦纳米发电单元2，其中摩擦纳米发电单元2螺旋缠绕于喷砂管体1的线层上，缠绕角度为45
°
，摩擦纳米发电单元2的电极分别与npn型三极管3的基极3
‑
1、发射极3
‑
2相连接，蜂鸣器电源5的正极与蜂鸣器4的电极相连接，蜂鸣器4的电极与npn型三极管3的集电极3
‑
3相连接，蜂鸣器电源5的负极与无纸记录仪6的电极相连接，无纸记录仪6的电极与npn型三极管3的发射极3
‑
2相连接构成回路。
15.如图2所示的擦纳米发电单元2的工作原理图，当喷砂管体1喷射的铁砂对管体磨损使得摩擦纳米发电单元断路时，摩擦纳米发电单元2与喷砂管体1构成接触分离式摩擦纳米发电机，在铁砂喷射时的震动作用下，摩擦纳米发电单元2与喷砂管体1接触时，由于管体橡胶带有负电荷，会驱使摩擦纳米发电单元2中的自由电子向另一电极移动，而当摩擦纳米发电单元2与喷砂管体1分离时，被驱离的电子返回至摩擦纳米发电单元2，从而产生交流电信号，该电信号可以使得npn型三极管3的发射极3
‑
2与集电极3
‑
3之间由断开状态变为导通状态。
16.图3示出了未报警状态下喷砂管磨损预警系统的电路图。由于喷砂管体1未磨损至摩擦纳米发电单元2处，摩擦纳米发电单元处于通路状态，npn型三极管基极3
‑
1与发射极3
‑
2之间电势差为零，因此发射极3
‑
2与集电极3
‑
3之间为开路，蜂鸣器线路未接通，不报警，无纸记录仪不记录。
17.图4示出了报警状态下喷砂管磨损预警系统的电路图。由于喷砂管体1在铁砂作用下磨损至摩擦纳米发电单元2处，摩擦纳米发电单元被破坏，呈现断路状态，这时摩擦纳米发电单元2与喷砂管体1之间构成接触
‑
分离式摩擦纳米发电机，产生的电信号输入npn型三极管3的基极3
‑
1，使得基极3
‑
1与发射极3
‑
2之间电势差为正值，发射极3
‑
2与集电极3
‑
3处于导通状态，蜂鸣器4在蜂鸣器电源5的作用下发声预警，无纸记录仪6对预警事件进行记录。
18.本装置利用摩擦纳米发电机产生电信号作为电路通断的开关，可以有对喷砂管磨损进行及时预警，防止人身伤亡及财产损失。基于摩擦纳米发电原理的发电单元以自供电方式工作，除蜂鸣器和无纸记录仪需要电源外，传感系统无需外电路供电，安全可靠，能耗低。
19.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种喷砂管磨损预警装置，其特征在于包括：喷砂管体(1)、npn型三极管(3)、蜂鸣器(4)、蜂鸣器电源(5)和无纸记录仪(6)，所述喷砂管体(1)的线层上螺旋缠绕有摩擦纳米发电单元(2)，所述摩擦纳米发电单元(2)的电极分别与npn型三极管(3)的基极(3
‑
1)和发射极(3
‑
2)相连接，其中蜂鸣器电源(5)的正极与蜂鸣器(4)相连接，所述蜂鸣器(4)还与npn型三极管(3)的集电极(3
‑
3)相连接，蜂鸣器电源(5)的负极与无纸记录仪(6)相连接，所述无纸记录仪(6)与npn型三极管(3)的发射极(3
‑
2)相连接构成回路。2.根据权利要求1所述的一种喷砂管磨损预警装置，其特征在于：所述摩擦纳米发电单元(2)与喷砂管体(1)的缠绕夹角为45
°
。
技术总结
本发明公开了一种喷砂管磨损预警装置，包括摩擦纳米发电单元，其中摩擦纳米发电单元螺旋缠绕于喷砂管体的线层上，缠绕角度为45
技术研发人员：牟兴森 姜东岳
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2021.07.09
技术公布日：2021/12/7
再多了解一些
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