一种基于电涡流位移传感器的法兰连接螺栓监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于电涡流位移传感器的法兰连接螺栓监测系统，电涡流位移传感器与数据采集仪连接，电涡流位移传感器包括传感器本体和传感器探头，传感器探头对应设置有传感器限位块，传感器限位块为金属材质，且其直径大于传感器探头的直径；传感器探头和传感器限位块分别通过安装座和传递杆安装于法兰上，传感器探头固定于安装座上，传递杆的一端固定于法兰上，传递杆的另一端与传感器限位块固定连接，传递杆的另一端延伸至传感器探头与传感器限位块相互靠近，且传感器探头和传感器限位块位于一条竖直线上。该监测系统具有监测精度高、安装结构简单的优点，且传感器探头与传感器限位块为非直接接触。传感器限位块为非直接接触。传感器限位块为非直接接触。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电涡流位移传感器的法兰连接螺栓监测系统


[0001]本技术涉及一种法兰连接螺栓状态监测系统，尤其涉及一种基于电涡流位移传感器的法兰连接螺栓监测系统。

技术介绍

[0002]风力发电作为一种重要的可再生新能源，近年来得到了快速的发展。风电机组叶片作为风力发电机组的关键组成部分，其健康状态是风电运营和发展过程中重点关注的问题。风电机组叶片根部通过法兰螺栓与轮毂连接在一起，螺栓的紧固状态直接影响设备的工作性能。螺栓由于制造缺陷、长期受交变载荷或偶发性超出设计范围的大载荷影响可能会产生松动问题，若发现、处理不及时会造成螺栓断裂、变桨轴承断裂，引发叶片掉落次生事故。另外，风电机组塔筒上的法兰连接螺栓的监测对风电机组的安全运行也具有重要意义。
[0003]目前可以通过在法兰上安装位移传感器来监测法兰位移变化，从而监测螺栓的松动，该技术具有原理简单、方案可靠的特点，目前市场上已有厂家在开展此方面的研发、应用工作。例如专利CN211504073U中公开的法兰连接螺栓松动监测系统以及专利CN202120961270中公开的基于分体式位移传感器的法兰连接螺栓监测系统中都提出了根据高精密磁场变化来反应法兰轴向位移变化，进而显示出螺栓是否松动的监测系统，但是这些监测系统存在如下问题：
[0004](1)监测系统的位移传感器的测量精度均为微米级，当需要测量0.1μm甚至更小的位移精度来精确评估法兰轴向位移变化与螺栓松动力矩的曲线关系时，微米级测试精度可能无法满足要求；
[0005](2)传感器滑动基体上的磁体与限位块直接接触，在风电机组工作过程中，法兰会受到各方向的冲击、振动载荷作用，传感器滑动基体上的磁体与限位块之间可能频繁相互摩擦导致两者材料磨损，进而造成传感器输出的位移变化错误的问题。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中的上述不足，本技术提供了一种基于电涡流位移传感器的法兰连接螺栓监测系统，该监测系统通过电涡流位移传感器对法兰的相对位移进行监测，具有监测精度高、安装结构简单的优点，且传感器探头与传感器限位块为非直接接触，不会导致材料的磨损。
[0007]实现本技术上述目的所采用的技术方案为：
[0008]一种基于电涡流位移传感器的法兰连接螺栓监测系统，包括数据采集仪以及安装于两个相互连接的法兰上的电涡流位移传感器，其中电涡流位移传感器与数据采集仪连接并传输所测得的位移信号，所述电涡流位移传感器包括传感器本体和传感器探头，所述传感器本体固定于法兰或靠近法兰的位置上，传感器探头对应设置有传感器限位块，传感器限位块为金属材质，且其直径大于传感器探头的直径；
[0009]所述传感器探头和传感器限位块分别通过安装座和传递杆安装于法兰上，且传感器探头和传感器限位块位于一条竖直线上；传递杆的一端和安装座分别固定于两个相互连接的法兰侧壁上，传递杆的另一端与传感器限位块固定连接，传感器探头固定于安装座上，传递杆的另一端延伸至安装座的一侧，使传感器探头与传感器限位块相互靠近。
[0010]所述法兰靠近连接处的侧壁上固定有滑轨，传递杆在对应处连接有滑杆，所述滑杆穿过滑轨并沿滑轨滑动。
[0011]所述滑轨整体呈“U”字型，包括粘接于法兰上的第一底座以及两个垂直于第一底座的第一支撑座，所述第一支撑座上均设置有滑道孔，所述滑杆对应设置两个，分别连接于传递杆的两侧，两个滑杆分别安装于两个滑道孔内。
[0012]所述安装座和传递杆的一端分别安装于两个相互连接的法兰的侧壁上靠近上表面和下表面处。
[0013]所述电涡流位移传感器设置有四个以上，且均匀地分布在法兰的内圆周上。
[0014]所述安装座包括第二底座以及与第二底座垂直设置的第二支撑座，其中第二底座粘接固定于法兰上，第二支撑座上设置有安装孔，传感器探头的一端穿过安装孔，并通过螺母固定于安装座上。
[0015]所述传递杆通过第三底座固定于法兰上，第三底座的底部粘接固定于法兰上。
[0016]所述传递杆为中空管状结构，且为非金属材质，所述传感器限位块与传递杆粘接固定。
[0017]所述传感器本体通过粘接或强磁力连接固定于法兰或靠近法兰的位置上。
[0018]所述数据采集仪通过有线或无线的方式连接有中央处理器，中央处理器上设置有预警单元。
[0019]与现有技术相比，本技术提供的技术方案有以下优点：1、本技术中的法兰连接螺栓监测系统通过电涡流位移传感器监测传感器探头与传感器限位块之间的距离变化，从而对上下法兰之间的相对位移进行监测，可直接反映监测螺栓的松动或断裂状态，传感器探头与传感器限位块之间非直接接触，不存在两者相互摩擦导致材料磨损而影响测量精度的问题，而且电涡流位移传感器对位移监测精度高，精度可达0.1微米或更小。
[0020]2、本技术中在传递杆的中部位置上设置相配合的滑杆和滑道，可有效保证传递杆的刚度以及安装稳定性。进一步保证传感器限位块与传感器限位块之间具有可靠、精准的平行度，确保电涡流位移传感器监测精度。
[0021]3、本技术中电涡流位移传感器的安装结构简单，方便安装和维护，传递杆为中空管状结构，刚度高，采用非金属材质可减小传递杆自身对电涡流位移传感器位移信号的影响。
附图说明
[0022]图1为本技术中法兰连接螺栓监测系统的整体安装正视图；
[0023]图2为图1中的局部视图；
[0024]图3为本技术中法兰连接螺栓监测系统的整体安装侧视图；
[0025]图4为图3中的局部视图；
[0026]图5为本技术中安装座的结构示意图；
[0027]图6为本技术中传递杆的结构示意图；
[0028]图7为本技术中滑轨的结构示意图；
[0029]图8为本技术中电涡流位移传感器在连接法兰上的分布安装示意图；
[0030]图中：100
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上法兰，200
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下法兰，300
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电涡流位移传感器1
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传感器本体，2
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传感器探头，3
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传感器限位块，4
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安装座，41
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第二底座，42
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第二支撑座，43
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安装孔，5
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传递杆，6
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螺母，7
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第三底座，8
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滑轨，81
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第一底座，82
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第一支撑座，83
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滑道孔，9
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滑杆。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施例对本技术做详细具体的说明，但是本技术的保护范围并不局限于以下实施例。
[0032]本实施例提供的基于电涡流位移传感器的法兰连接螺栓监测系统安装示意图如图1～图4所示。将电涡流位移传感器安装于两个相互连接的法兰上，图中分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电涡流位移传感器的法兰连接螺栓监测系统，包括数据采集仪以及安装于两个相互连接的法兰上的电涡流位移传感器，其中电涡流位移传感器与数据采集仪连接并传输所测得的位移信号，所述电涡流位移传感器包括传感器本体和传感器探头，其特征在于：所述传感器本体固定于法兰或靠近法兰的位置上，传感器探头对应设置有传感器限位块，传感器限位块为金属材质，且其直径大于传感器探头的直径；所述传感器探头和传感器限位块分别通过安装座和传递杆安装于法兰上，且传感器探头和传感器限位块位于一条竖直线上；传递杆的一端和安装座分别固定于两个相互连接的法兰侧壁上，传递杆的另一端与传感器限位块固定连接，传感器探头固定于安装座上，传递杆的另一端延伸至安装座的一侧，使传感器探头与传感器限位块相互靠近。2.根据权利要求1所述的基于电涡流位移传感器的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于：所述法兰靠近连接处的侧壁上固定有滑轨，传递杆在对应处连接有滑杆，所述滑杆穿过滑轨并沿滑轨滑动。3.根据权利要求2所述的基于电涡流位移传感器的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于：所述滑轨整体呈“U”字型，包括粘接于法兰上的第一底座以及两个垂直于第一底座的第一支撑座，所述第一支撑座上均设置有滑道孔，所述滑杆对应设置两个，分别连接于传递杆的两侧，两个滑杆分别安装于两个滑道孔内。4.根据权利要求1所述的基于电...

【专利技术属性】
技术研发人员：项忱，闵忠顺，李滨，刘洁，陈飞艳，朱官武，
申请(专利权)人：陕西中科启航科技有限公司，
类型：新型
国别省市：