[發(fā)明專利]人字門門體水下裂紋檢測系統(tǒng)及檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110762794.5
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113624274B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李然;湯偉畢;齊俊麟;李維來;曾維;甘維兵;陳冬元;肖漢斌;陶然;楊冰
• 申請（專利權(quán)）人: 長江三峽通航管理局;武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01M13/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 吳思高

1.裂紋檢測裝置，其特征在于該裝置包括：

保護外殼（1201）、支腳（1202）、連接頭（1203）、伸縮桿（1204）、彈簧（1205）、后蓋（1207）、簧片（1209）、可調(diào)座板（1210）、滑槽（1211）、滑塊（1212）、擺桿（1213）、銷軸一（1214）、銷軸二（1215）、固定螺釘（1216）、固定卡（1217）、固定塊（1218）、軸套（1220）；

軸套（1220）安裝在保護外殼（1201）側(cè)壁，伸縮桿（1204）與軸套（1220）裝配，彈簧（1205）位于伸縮桿（1204）中，彈簧（1205）處于壓縮狀態(tài)；

連接頭（1203）固定在伸縮桿（1204）一端，銷軸二（1215）安裝在伸縮桿（1204）另一端孔和擺桿（1213）一端的腰型孔內(nèi)；

銷軸一（1214）位于擺桿（1213）中間孔內(nèi)；

滑槽（1211）、固定螺釘（1216）、固定塊（1218）和可調(diào)座板（1210）均固定在保護外殼（1201）底板上，滑槽（1211）與固定塊（1218）位于可調(diào)座板（1210）的一側(cè)，滑塊（1212）位于滑槽（1211）中，滑塊（1212）上的凸軸與擺桿（1213）另一端的腰型孔裝配，可調(diào)座板（1210）沿著滑槽（1211）運動方向位置可調(diào)；

簧片（1209）固定連接在可調(diào)座板（1210）上，簧片（1209）中有腰型孔，密封接頭（1206）安裝在保護外殼（1201）的聯(lián)通管上，后蓋（1207）安裝在保護外殼（1201）端面上；

所述滑塊（1212）和固定塊（1218）上均設(shè)有U型槽結(jié)構(gòu)，U型槽上有鎖緊螺釘；

FGB光柵式應(yīng)變計（1219）固定在光纖（1208）之間，光纖（1208）一端從一組密封接頭（1206）進入保護外殼（1201）中，光纖（1208）依次穿過滑塊（1212）中U型槽、簧片（1209）中腰型孔、固定塊（1218）中U型槽，通過U型槽鎖緊螺釘固定；

FGB光柵式應(yīng)變計（1219）位于簧片（1209）與固定塊（1218）之間，位于簧片（1209）兩側(cè)的兩組固定卡（1217）將FGB光柵式應(yīng)變計（1219）固定，光纖（1208）另一端從一組密封接頭（1206）穿出；

固定螺釘（1216）用于固定光纖（1208）兩端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裂紋檢測裝置，其特征在于：所述后蓋（1207）與保護外殼（1201）之間通過密封件密封；軸套（1220）內(nèi)徑中安裝兩道密封圈，實現(xiàn)水下密封。

3.如權(quán)利要求1~2所述任意一項裂紋檢測裝置的安裝方法，其特征在于包括以下步驟：

S1：將模具（1221）與焊腳（1222）整體定位在人字門裂紋待檢測區(qū)域，通過焊接固定焊腳（1222），焊接完成后對焊渣、焊面進行清理，再用硅膠對未能焊接到的縫隙進行密封；

S2：拆除模具（1221），將檢測裝置中支腳（1202）安裝在焊腳（1222）上，調(diào)整連接頭（1203）調(diào)節(jié)螺母位置，保證彈簧（1205）處于壓縮狀態(tài)；

S3：首先擰緊固定塊（1218）中鎖緊螺釘，固定FGB光柵式應(yīng)變計（1219）一端，依次擰緊兩組固定卡（1217）和滑塊（1212）中的鎖緊螺釘，調(diào)整可調(diào)座板（1210）位置使彈簧（1205）處于受張力狀態(tài)，保證FGB光柵式應(yīng)變計（1219）處于受拉；

S4：將位于保護外殼（1201）內(nèi)光纖（1208）固定在固定螺釘（1216）上后安裝后蓋（1207），根據(jù)待檢裂紋的長度布置不同個數(shù)的裂紋檢測裝置（12），相鄰裂紋檢測裝置（12）存在一定間距，各個裂紋檢測裝置（12）通過光纖（1208）串聯(lián)在一起。

4.人字門門體水下裂紋檢測方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：裂紋檢測裝置（12）和溫度補償傳感器（13）均布置在人字門門體（5）水下門中縫區(qū)域（51）、底部門軸區(qū)域（52），多個裂紋檢測裝置（12）配置一個溫度補償傳感器（13）；應(yīng)變傳感器（11）布置在每排門格（53）兩側(cè)；

步驟2：人字門零點基準(zhǔn)標(biāo)定：

在人字門每排門格（53）中安裝應(yīng)變傳感器（11）的位置選取1個特征點，采用殘余應(yīng)力超聲體波檢測儀測試每個選定特征點的應(yīng)力值，并將此時的應(yīng)力值作為人字門門體（5）在此狀態(tài)下的零點基準(zhǔn)標(biāo)定值；

步驟3：裂紋檢測裝置（12）固定在被測裂紋兩側(cè)，當(dāng)裂紋發(fā)生開張變化，伸縮桿（1204）伸出，彈簧（1205）伸長后壓力釋放，伸縮桿（1204）帶動擺桿（1213）沿銷軸一（1214）轉(zhuǎn)動，擺桿（1213）帶動滑塊（1212）沿滑槽（1211）移動，固定在滑塊（1212）上的FGB光柵式應(yīng)變計（1219）拉伸，導(dǎo)致FBG光柵波長的變化；

應(yīng)變傳感器（11）、裂紋檢測裝置（12）、溫度補償器（13）經(jīng)過信號變送器（14）和信號預(yù)處理模塊（15）實現(xiàn)信號放大、噪聲濾波、隔離傳送和類型變化；

步驟4：對應(yīng)變傳感器（11）和裂紋檢測裝置（12）中FBG光柵波長參數(shù)信息進行采集，通過讀取裂紋檢測裝置（12 ）和應(yīng)變傳感器（11 ）中FBG的波長完成數(shù)據(jù)采集，可得到裂縫的開合度，計算出被測裂縫的位移值及其變化量，通過讀取應(yīng)變傳感器11中FBG的波長可得到應(yīng)變值；并將采集到的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，便于系統(tǒng)分析處理；

步驟5：數(shù)據(jù)處理部分（3），完成與各功能模塊接口通信和實時數(shù)據(jù)處理、進行數(shù)據(jù)刷新、數(shù)據(jù)組態(tài)和邏輯控制功能；

步驟6：通過數(shù)據(jù)顯示部分（4），在線監(jiān)測實現(xiàn)裂紋狀態(tài)顯示。