[發(fā)明專利]一種波紋補償器變形智能監(jiān)測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711112895.8
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107727056A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王嗣陽;藺百鋒;程婭慧;王召娟;於松波
• 申請（專利權(quán)）人: 航天晨光股份有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;F16L51/02
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 何朝旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于測量波紋補償器使用中各種變形的監(jiān)測裝置，尤其是一種波紋補償器變形智能監(jiān)測裝置，屬于智能監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

波紋補償器（俗稱膨脹節(jié)）的作用是補償管道在使用過程中的變形，具有工作可靠、性能良好、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，因此作為一種能自由伸縮的彈性補償元件，已廣泛應(yīng)用在化工、冶金、核能等部門。波紋補償器使用中的變形，有角向、軸向、橫向變形等，以往的實際位移量均無直觀顯示，因此不便于檢測維護人員實時了解補償器的工作狀態(tài)。

中國專利CN 106323148 A公開了一種補償器變形量可視化裝置，包括補償器和補償器左右兩端的加強筋板、拉桿、螺母；其特點是補償器左右兩端加強筋板對設(shè)通孔，拉桿穿過通孔，拉桿的左端為固定端，端頭桿體上設(shè)螺紋，與螺母、左端加強筋板配合將固定端固定，拉桿的右端為自由端，端頭桿體上設(shè)刻度線，刻度線尾端及右加強板左右兩側(cè)桿體設(shè)螺紋，旋接螺母，螺母固定位置在管網(wǎng)和補償器安全運行極限范圍內(nèi)。

該專利的技術(shù)方案雖然使軸向補償產(chǎn)品的變形顯示進了一步，但存在以下問題：1）不同類型的波紋補償器需采用不同的測量方式測量其位移變形，上述技術(shù)方案缺乏普遍適應(yīng)性；2）依靠人工觀測獲取讀數(shù)，精度低、不能實時記錄；3）無法測量角向位移變形，不能與后續(xù)數(shù)據(jù)結(jié)合分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的在于：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提出一種通用性強、具備實時性的波紋補償器變形智能監(jiān)測裝置，同時給出相應(yīng)的監(jiān)測方法，從而直接給出多種波紋補償器在使用過程中產(chǎn)生的各種變形，便于后續(xù)分析。

本發(fā)明進一步的目的在于：提出一種可以測出最大變形截面的波紋補償器變形智能監(jiān)測裝置。

為了達到以上首要目的，本發(fā)明波紋補償器變形智能監(jiān)測裝置的技術(shù)方案是：

包括至少以相位角180°安裝在被測波紋補償器上一對傳感組件，所述一對傳感組件分別含有至波紋補償器軸線距離相等的第一和第二位移傳感器，所述傳感組件包括外端分別固定在波紋補償器兩端接管上的兩傳感器安裝架，所述兩傳感器安裝架的內(nèi)端分別與相應(yīng)的位移傳感器兩端通過球鉸頭鉸接，所述位移傳感器的延伸方向與波紋補償器的初始軸線平行，所述位移傳感器的傳感信號輸出端接物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的信號輸入端；

所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)包括具有信號輸入端的數(shù)據(jù)采集模塊、與數(shù)據(jù)采集模塊通訊連接的數(shù)據(jù)傳輸模塊、與數(shù)據(jù)傳輸模塊通訊連接的數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊用以按如下聯(lián)立方程求得變形角θ：

Δ1=L1+R*sinθ+L2*cosθ

Δ2= (La+Lc)/2

Δ3= R(1-cosθ) +L2*sinθ

R*θ=Lb

式中：θ——波紋補償器變形后兩端在第一和第二傳感器所在截面形成的變形角，

Δ1——波紋補償器變形后中間截面的軸向投影長度，

Δ2——波紋補償器變形后中間截面的弦長，

Δ3——波紋補償器變形后中間截面垂直于軸向的偏移投影長度，

L1——位移傳感器左端距波紋補償器左端初始距離，

L2——位移傳感器右端距波紋補償器右端初始距離，

La——第一位移傳感器的變形量測量值，

Lc——第二位移傳感器的變形量測量值，

Lb——波紋管的初始長度。

以上公式中L1、L2、La、Lc、Lb為輸入的已知數(shù)，因此聯(lián)立方程可解得所需的變形角。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下顯著優(yōu)點：

1）具有普遍適應(yīng)性，可以用于測量（單式鉸鏈型、單式萬向型、復(fù)式拉桿型、彎管壓力平衡型等）各種類型波紋補償器的位移變形；

2）可以測量角位移與軸向位移復(fù)合的復(fù)雜變形，進而分解出實際角向位移變形量和軸向位移量；

3）借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)實時監(jiān)測、記錄波紋補償器的變形，精度高、數(shù)據(jù)準確。

為了達到進一步的目的，本發(fā)明還包括以相位角180°安裝在被測波紋補償器上、分別含有第三和第四位移傳感器的另一對傳感組件，所述第三和第四位移傳感器所在截面與第一和第二位移傳感器所在截面成預(yù)定相位角α，所述數(shù)據(jù)處理模塊還用以按如下方程求得最大變形截面角β：

[La-(La+Lc)/2]*sin(β)= [La2-(La2+Lc2)/2]*sin(α-β)

式中：α——第一、第二位移傳感器與第三、第四傳感器所在截面構(gòu)成的相位角（最好為90°），

La——第一位移傳感器的變形量測量值，