一种紧固件和裂纹监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种紧固件和裂纹监测装置，其中，紧固件包括：紧固件本体；凹槽，开设于紧固件本体的表面，并且朝向被紧固物体的表面；金属导电层，铺设于凹槽内；其中，紧固件本体在位于凹槽的两个端部之处，分别设有与所述导电层电连接的两个连接端。本实用新型专利技术的裂纹监测装置通过向金属导电层的一端发送交流信号并接收金属导电层另一端反馈的信号，通过对反馈信号的判断来确定金属导电层是否断裂，其中紧固件本体和金属导电层的延展性低于被紧固物体，从而在被紧固物体和紧固件受到同样大小应力时，紧固件和金属导电层会先出现裂纹，从而可预知被紧固物体将会出现裂纹，从而提高了裂纹监测的预测能力。

A fastener and crack monitoring device

【技术实现步骤摘要】
一种紧固件和裂纹监测装置
本技术涉及结构紧固及裂纹监测领域，特别涉及一种可检测裂纹产生的紧固件和裂纹监测装置。
技术介绍
法兰是多种设备中常用的连接结构件。在大型结构运转过程中，载荷设备受到自重及外部环境等影响，所使用的法兰会产生疲劳损伤，损伤达到一定程度后法兰会有裂纹产生。如果裂纹不及时发现，裂纹将会逐步加深加长，最终导致法兰断裂，严重威胁大型结构的安全。因此，法兰裂纹状态监测非常重要。传统的一种裂纹监测手段是通过裂纹应变片来监测，但是，采用这种方式所投入的设备成本高、施工难度大、维护成本高。尤其对于已经安装好的法兰盘，如果直接在上面粘贴裂纹应变片，施工难度将更大。另一种裂纹检测手段则是通过人工方式，定期对大型结构执行停机检修，这种方式影响到设备运行生产效率，并且人工检查的方式可能会出现因观察不细致导致的检查疏漏。因此，如何在不增加施工、维护难度的情况下及时准确地对法兰以及类似结构进行关于的裂纹的监测，便成为亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种紧固件和裂纹监测装置，以通过其中所增加的关于裂纹的检测结构，在紧固件原有功能的基础上，实现对例如法兰等所紧固物体的裂纹的监测和预测，降低传统方法中因额外增加裂纹应变片等手段所带来的施工难度和设备成本，并避免人工维护的疏漏。本技术的技术方案是这样实现的：一种紧固件，所述紧固件固定并紧贴于被紧固物体的表面，所述紧固件包括：紧固件本体，所述紧固件本体的延展性低于所述被紧固物体；凹槽，所述凹槽开设于所述紧固件本体的表面，并且所述凹槽朝向所述被紧固物体的表面；以及金属导电层，所述金属导电层铺设于所述凹槽内，并且所述金属导电层的延展性与所述紧固件本体的延展性相同；其中，所述紧固件本体在位于所述凹槽的两个端部之处，分别设有与所述金属导电层电连接的第一电信号连接端和第二电信号连接端。进一步，所述紧固件还包括：第一绝缘层，所述第一绝缘层位于所述凹槽和所述金属导电层之间。进一步，所述紧固件还包括：第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述金属导电层和所述被紧固物体的表面之间。进一步，所述第一电信号连接端和所述第二电信号连接端均为信号收发装置连接端。进一步，所述第一电信号连接端和所述第二电信号连接端中的一个电信号连接端为信号收发装置连接端，所述第一电信号连接端和所述第二电信号连接端中的另一个电信号连接端为紧固件间连接端。进一步，所述第一电信号连接端和所述第二电信号连接端均为紧固件间连接端。进一步，所述紧固件间连接端位于所述紧固件的对接面；其中，所述对接面为在所述紧固件与另一紧固件相互对接时所述紧固件朝向所述另一紧固件的端面。进一步，所述紧固件间连接端包括：对接金属块，所述对接金属块电连接于所述金属导电层，并且所述对接金属块的端部沿所述凹槽的延伸方向从所述对接面中探出；接口绝缘层，所述接口绝缘层位于所述对接金属块和所述紧固件本体之间，以及所述对接金属块和所述被紧固物体的表面之间。进一步，所述接口绝缘层包括：接口内绝缘层和接口外绝缘层，所述接口内绝缘层位于所述对接金属块和所述凹槽之间，所述接口外绝缘层位于所述对接面和所述对接金属块之间。一种裂纹监测装置，包括：如上任一项所述的紧固件；信号发送模块，所述信号发送模块电连接于所述第一电信号连接端和第二电信号连接端中的一个电信号连接端，以向所述紧固件发送电信号；信号接收模块，所述信号接收模块电连接于所述第一电信号连接端和第二电信号连接端中的另一个电信号连接端，以从所述紧固件接收反馈信号；数据处理模块，所述数据处理模块连接于所述信号接收模块以根据所述信号接收模块接收的反馈信号判断是否有裂纹产生。从上述方案可以看出，本技术的紧固件和裂纹监测装置，在例如法兰的被紧固物体表面原有的紧固件的基础上，对紧固件进行改进，在紧固件本体中开设的凹槽并镶嵌金属导电层，通过向金属导电层的一端发送交流信号并接收金属导电层另一端反馈的信号，通过对反馈信号的判断来确定金属导电层是否断裂，由于金属导电层随同紧固件一同固定并紧贴于被紧固物体的表面，并且紧固件本体和金属导电层的延展性低于被紧固物体，所以在被紧固物体和紧固件受到同样大小应力时，紧固件会先出现裂纹，进而导致金属导电层出现裂纹而被监测到，这样便可预知被紧固物体将会出现裂纹，从而提高了裂纹监测的预测能力。附图说明图1为本技术实施例的紧固件的局部俯视结构示意图；图2为本技术实施例的紧固件中的凹槽和金属导电层部分的局部区域断面剖视图；图3为本技术实施例中的独立形式紧固件的俯视结构示意图；图4为本技术实施例中的组合形式紧固件的俯视结构示意图；图5为本技术实施例的紧固件位于紧固件间连接端的局部沿凹槽延伸方向的剖视结构示意图；图6为本技术实施例的紧固件位于紧固件间连接端的局部位置处朝向对接面方向的结构示意图；图7为本技术实施例的裂纹监测装置示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本技术作进一步详细说明。如图1所示为本技术实施例的紧固件，图2为该紧固件的横断面结构，本技术实施例的紧固件固定并紧贴于被紧固物体(例如法兰)的表面，以对被紧固物体进行紧固，同时利用紧固件中所设置的凹槽、金属导电层等所构成的结构来监测被紧固物体中出现的裂纹。以下以法兰作为被紧固物体，对本技术实施例的紧固件进行说明。如图1、图2所示，紧固件包括紧固件本体1和裂纹检测结构2。其中，紧固件本体1的延展性低于法兰盘，紧固件本体1的脆性大于法兰盘，在法兰盘和紧固件本体1受到同样大小应力时，紧固件本体1率先出现裂纹。在紧固件本体1的表面开设有凹槽11，凹槽11朝向法兰盘的表面，即相对于如图2所示结构中法兰盘(图中未示出)位于紧固件本体1的上方。裂纹检测结构2位于凹槽11中。其中，裂纹检测结构2主要包括金属导电层21、第一绝缘层22和第二绝缘层23，其中，金属导电层21铺设于凹槽11内，并且金属导电层21的延展性与紧固件本体1的延展性相同，进而当紧固件本体1出现裂纹时，金属导电层21会与紧固件本体1一起出现裂纹，从而影响到经过金属导电层21的电流变化，通过测量经过金属导电层21的电流变化便可得知是否出现裂缝。第一绝缘层22和第二绝缘层23的作用是在金属导电层21和紧固件本体1之间以及在在金属导电层21和法兰盘之间绝缘，避免当金属导电层21出现裂纹时电流通过紧固件本体1或者法兰盘而越过金属导电层21的裂纹处导致的电流变化无法测量的问题。其中，第一绝缘层22位于凹槽11和金属导电层21之间，第二绝缘层23位于金属导电层21和法兰的表面之间。在可选实施例中，紧固件本体1和法兰盘的材料均可采用碳钢材料，当紧固件本体1和法兰盘的材料均采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紧固件，所述紧固件固定并紧贴于被紧固物体的表面，其特征在于，所述紧固件包括：/n紧固件本体，所述紧固件本体的延展性低于所述被紧固物体；/n凹槽，所述凹槽开设于所述紧固件本体的表面，并且所述凹槽朝向所述被紧固物体的表面；以及/n金属导电层，所述金属导电层铺设于所述凹槽内，并且所述金属导电层的延展性与所述紧固件本体的延展性相同；/n其中，所述紧固件本体在位于所述凹槽的两个端部之处，分别设有与所述金属导电层电连接的第一电信号连接端和第二电信号连接端。/n

【技术特征摘要】
1.一种紧固件，所述紧固件固定并紧贴于被紧固物体的表面，其特征在于，所述紧固件包括：
紧固件本体，所述紧固件本体的延展性低于所述被紧固物体；
凹槽，所述凹槽开设于所述紧固件本体的表面，并且所述凹槽朝向所述被紧固物体的表面；以及
金属导电层，所述金属导电层铺设于所述凹槽内，并且所述金属导电层的延展性与所述紧固件本体的延展性相同；
其中，所述紧固件本体在位于所述凹槽的两个端部之处，分别设有与所述金属导电层电连接的第一电信号连接端和第二电信号连接端。


2.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述紧固件还包括：
第一绝缘层，所述第一绝缘层位于所述凹槽和所述金属导电层之间。


3.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于，所述紧固件还包括：
第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述金属导电层和所述被紧固物体的表面之间。


4.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于：
所述第一电信号连接端和所述第二电信号连接端均为信号收发装置连接端。


5.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于：
所述第一电信号连接端和所述第二电信号连接端中的一个电信号连接端为信号收发装置连接端，所述第一电信号连接端和所述第二电信号连接端中的另一个电信号连接端为紧固件间连接端。


6.根据权利要求1所述的紧固件，其特征在于：
所述第一电信号连接端和所述第二电信号连...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈得民，肖万猛，沈唯真，唐智斌，柳鹏宇，
申请(专利权)人：北京必创科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11