[發(fā)明專利]風(fēng)電螺栓實(shí)時監(jiān)控與診斷系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910017166.7
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109883664A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳智泉;劉蘊(yùn)華;張新;馮強(qiáng);吳春;孫濤;楊佳霖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國大唐集團(tuán)新能源科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01N3/08;G01L5/24
• 代理公司: 北京中南長風(fēng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

1.一種風(fēng)電螺栓實(shí)時監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括：

用于在螺栓首次緊固時，通過超聲波測量螺栓自由狀態(tài)和緊固狀態(tài)下的聲時差，基于所述聲時差計(jì)算螺栓的伸長量，根據(jù)所述伸長量得出螺栓預(yù)緊力，以對螺栓預(yù)緊力進(jìn)行精確控制的便攜式超聲螺栓預(yù)緊力測量裝置；

用于針對在役螺栓，基于超聲橫波、縱波在螺栓里傳播的時間與螺栓軸向應(yīng)力的線性關(guān)系，得出螺栓殘余預(yù)緊力，以確定是否需要對在役螺栓進(jìn)行復(fù)擰的螺栓預(yù)緊力監(jiān)控裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電螺栓實(shí)時監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述便攜式超聲螺栓預(yù)緊力測量裝置通過與壓電傳感式螺栓配合，實(shí)時測量螺栓預(yù)緊力；所述壓電傳感式螺栓通過在螺栓頭部粘接一層壓電陶瓷，或在真空環(huán)境下通過離子蒸汽沉積在螺栓頂面形成一復(fù)合層傳感器制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)電螺栓實(shí)時監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述復(fù)合層傳感器由上及下依次為金屬電極層、保護(hù)層及壓電層。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的風(fēng)電螺栓實(shí)時監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述便攜式超聲螺栓預(yù)緊力測量裝置包括依次連接的超聲波發(fā)射器、超聲波信號采集裝置、分析處理裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電螺栓實(shí)時監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述便攜式超聲螺栓預(yù)緊力測量裝置包括依次連接的壓電式套筒、超聲波發(fā)射器、超聲波信號采集裝置、分析處理裝置；所述壓電式套筒包括用于與螺栓上旋擰的螺母相配合的套筒部，以及設(shè)于所述套筒部內(nèi)部用于與螺栓頭部接觸連接的壓電傳感部，所述壓電傳感部包括依次連接的推拉式電磁鐵、連接板、硅膠阻尼層、壓電陶瓷層及保護(hù)層，所述保護(hù)層用于在推拉式電磁鐵的推力作用下與螺栓頭部接觸連接，所述推拉式電磁鐵通過滑環(huán)及走線與所述超聲波發(fā)射器及超聲波信號采集裝置連接，所述套筒部還設(shè)有用于將耦合劑注入至所述保護(hù)層與螺栓頭之間的耦合劑注入通路。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)電螺栓實(shí)時監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述套筒部底部開口與螺母頂面的接觸面設(shè)有密封墊片。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)電螺栓實(shí)時監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述套筒部頂部還設(shè)有用于與力矩型緊固工具配合的力矩?cái)Q緊接口。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電螺栓實(shí)時監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述螺栓預(yù)緊力監(jiān)控裝置包括超聲換能器，以及信號采集模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊及分析處理裝置；

所述超聲換能器通過與壓電傳感式螺栓的頭部接觸產(chǎn)生超聲波，由所述信號采集模塊接收超聲波在螺栓中傳播的返回信號，并通過所述接口轉(zhuǎn)換模塊傳輸至所述分析處理裝置進(jìn)行分析處理，獲取螺栓殘余預(yù)緊力值，根據(jù)殘余預(yù)緊力值，判斷螺栓的緊固狀態(tài)，并進(jìn)行提前預(yù)警及壽命預(yù)測。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)電螺栓實(shí)時監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述螺栓預(yù)緊力監(jiān)控裝置還包括用于檢測螺栓溫度的溫度測量裝置，所述溫度測量裝置通過所述接口轉(zhuǎn)換模塊與所述分析處理裝置連接，用于分析處理過程中的溫度補(bǔ)償。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的風(fēng)電螺栓實(shí)時監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述壓電傳感式螺栓通過在螺栓頭部粘接一層壓電陶瓷，或在真空環(huán)境下通過離子蒸汽沉積在螺栓頂面形成一復(fù)合層傳感器制成。