[發明專利]螺栓應力與內部缺陷實時在線監測方法與系統

在審

• 申請號: 201810260134.5
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108692853A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 梅燕;梁巍;張楠;余陽;姚源;周文輝
• 申請（專利權）人: 成都眾柴科技有限公司
• 主分類號: G01L5/24
• 分類號: G01L5/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種螺栓應力與內部缺陷實時在線監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：發射高頻超聲波，使高頻超聲波經過螺栓；

S2：接收高頻超聲波從螺栓端面反射回的回波；

S3：將接收到的回波中橫波與縱波之間的聲時差，同縱波、橫波與螺栓長度關系圖譜對比，獲得螺栓長度，根據螺栓長度與縱波、橫波的周期計算出縱波和橫波的傳播速度，同縱波、橫波傳播速度與應力關系圖譜比對，獲得應力大小。

2.根據權利要求1所述的一種螺栓應力與內部缺陷實時在線監測方法，其特征在于，在步驟S3之前，檢測螺栓所在環境的環境溫度，根據環境溫度調取對應溫度下的縱波、橫波傳播速度與應力關系圖譜。

3.根據權利要求2所述的一種螺栓應力與內部缺陷實時在線監測方法，其特征在于，獲取縱波、橫波與螺栓長度關系圖譜的方法為：對與被測對象相同材質的螺栓在不受載荷的情況下，進行測試和標定，標定出縱波和橫波的聲時差，通過加載裝置，測量出不同載荷、不同溫度下的縱波、橫波的聲時差，通過數值處理和模擬，得到縱波、橫波與螺栓長度關系圖譜。

4.根據權利要求2所述的一種螺栓應力與內部缺陷實時在線監測方法，其特征在于，獲取縱波、橫波傳播速度與應力關系圖譜的方法為：對與被測對象相同材質的螺栓在不受載荷的情況下，進行測試和標定，標定出縱波和橫波的傳播速度，通過加載裝置，測量出不同載荷、不同溫度下的縱波、橫波傳播速度，通過數值處理和模擬，得到縱波、橫波傳播速度與應力關系圖譜。

5.根據權利要求1所述的一種螺栓應力與內部缺陷實時在線監測方法，其特征在于，在步驟S3中接收到的回波中有雜波時，則判斷該螺栓中存在缺陷，根據回波間雜波的位置、大小同雜波與缺陷的關系圖譜比對，獲得缺陷在螺栓中的部位和大小。

6.根據權利要求5所述的一種螺栓應力與內部缺陷實時在線監測方法，其特征在于，獲取雜波與缺陷的關系圖譜的方法為：人為制造螺紋底部缺陷，通過測量回波間雜波的位置、大小，確定缺陷的部位和大小，通過數值處理和數據擬合，得到雜波與缺陷的關系圖譜。

7.一種螺栓應力與內部缺陷實時在線監測系統，其特征在于，所述系統包括：

高頻信號發生器(1)，用于輸出高頻信號；

超聲波傳感器(2)，用于向螺栓發射高頻超聲波和接收回波，將回波轉化為電信號輸出；

高壓切換開關(3)，連接于高頻信號發生器(1)和超聲波傳感器(2)之間，用于將高頻信號輪流輸入至多個超聲波傳感器(2)，并輪流將多個超聲波傳感器(2)輸出的電信號限副輸入至數據采集系統(4)；

數據采集系統(4)，與高壓切換開關(3)信號連接，用于采集電信號并轉化為數字信號，讀取數字信號中的縱波信號和橫波信號作為采樣數據并存儲；

現地服務器(5)，與數據采集系統(4)信號連接，用于讀取采樣數據并存儲到數據庫，根據采樣數據將接收到的回波中橫波與縱波之間的聲時差，同縱波、橫波與螺栓長度關系圖譜對比，獲得螺栓長度，根據螺栓長度與縱波、橫波的周期計算出縱波和橫波的傳播速度，同縱波、橫波傳播速度與應力關系圖譜比對，獲得應力大小，若應力異常則報警。

8.根據權利要求7所述的一種螺栓應力與內部缺陷實時在線監測系統，其特征在于，所述現地服務器(5)還可根據采樣數據，判斷回波中是否有雜波，并根據雜波在回波中的位置和大小確定缺陷的部位和大小，在發現有雜波時報警。

9.根據權利要求8所述的一種螺栓應力與內部缺陷實時在線監測系統，其特征在于，所述系統還包括云端服務系統(6)，與現地服務器(5)信號連接，用于接收現地服務器(5)發送的螺栓應力及缺陷實時在線監測數據，并通過云端服務器與軟件平臺將數據發送至遠程客戶端。