一种基于动刚度的阀门激振力测量方法技术

本发明专利技术属于阀门激振力测量领域，具体涉及一种基于动刚度的阀门激振力测量方法。包括如下步骤：选择一个阀门作为测量对象，然后将待测阀门与其它阀门进行解耦；在弹性元件上下平面用螺栓各连接一个加速度传感器，将信号线通过侧面小孔引出来；将该弹性元件连接在阀门下方，然后将加速度传感器引线与数据采集仪连接，再将采集仪与电脑连接；启动阀门，通过数据采集仪读取两个加速度传感器频域上的数据，然后计算出阀门激振力。本发明专利技术的有益效果在于：该方法解决了阀门激振力难以测量的问题，对于其他同类情况也适用，但该方法属于间接测量方法，测量误差相比直接测量要大。测量误差相比直接测量要大。测量误差相比直接测量要大。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动刚度的阀门激振力测量方法


[0001]本专利技术属于阀门激振力测量领域，具体涉及一种基于动刚度的阀门激振力测量方法。

技术介绍

[0002]管道内流致振动是长期存在的问题，阀门作为一种常见的激励源，是引起管道流致振动的重要原因。为了研究管道振动机理，达到减小管道振动的目的，有必要对阀门激振力进行测量。目前阀门激振力的测量方法有两类，直接法和间接法。由于直接法测量比较困难，通常情况下是采用间接法测量。比较常见的间接测量法是逆矩阵法，通过测量阀门与目标点间的传递函数，然后根据目标点的响应，利用传递函数反推出阀门的激振力。该方法需要测量传递函数，拆除原阀门，工作量较大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于动刚度的阀门激振力测量方法，该方法只需要一个动刚度已知的弹性元件以及两个加速度传感器即可实现，设计简单，原理清晰、容易安装，可有效解决阀门激振力测量问题。
[0004]本专利技术的技术方案如下：一种基于动刚度的阀门激振力测量方法，包括如下步骤：
[0005]步骤1：选择一个阀门作为测量对象，然后将待测阀门与其它阀门进行解耦；
[0006]步骤2：在弹性元件上下平面用螺栓各连接一个加速度传感器，将信号线通过侧面小孔引出来；
[0007]步骤3：将该弹性元件连接在阀门下方，然后将加速度传感器引线与数据采集仪连接，再将采集仪与电脑连接；
[0008]步骤4：启动阀门，通过数据采集仪读取两个加速度传感器频域上的数据，然后计算出阀门激振力。r/>[0009]所述的步骤3的将该弹性元件连接在阀门下方为将该弹性元件连接(粘贴或者焊接)在阀门下方。
[0010]所述的步骤4中通过以下公式进行计算，
[0011][0012]式中，ω为频率，K
i
为已知的动刚度，a1为靠近阀门那一端的加速度，a2为远离阀门那一端的加速度，F
i
为阀门激振力。
[0013]本专利技术的有益效果在于：本专利技术方法适用于管路结构简单的阀门，同时要求阀门之间的耦合性较小(若耦合较大，测试之前需要进行解耦)。结构产生的变形必须在弹性范围内，因此需遵循弹性力学连续性、均匀性、各向同性、小变形等假设条件。该方法解决了阀门激振力难以测量的问题，对于其他同类情况也适用，但该方法属于间接测量方法，测量误差相比直接测量要大。
附图说明
[0014]图1测量方法原理示意图；
[0015]图2测量装置结构图；
[0016]图3逆矩阵法原理示意图。
[0017]图中:1管道，2阀门，3数据采集仪，4弹性元件，5加速度传感器，6连接螺栓，7弹性元件底板，8第一目标点，9第二目标点。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明，分为原理介绍、实施步骤、方法验证三个部分。
[0019]本专利技术的目的是为了克服管道中阀门激振力难以测量的问题，提供了一种动刚度测量的方法，此方法操作简单，原理明确，容易安装，可有效解决此类问题。
[0020]首先介绍本专利技术方法原理，将阀门看过是一个刚体，它的内部受到流体的冲击，会导致阀门产生激振力，因此连接在阀门上面的弹性元件会出现振动，连接在弹性元件两端的加速度传感器上的数据会存在一定的差异，然后用下式即可计算出阀门在该方向上的激振力。
[0021][0022]式中，ω为频率，K
i
为已知的动刚度，a1为靠近阀门那一端的加速度，a2为远离阀门那一端的加速度，F
i
为阀门激振力。
[0023]根据测试原理可知，一种基于动刚度的阀门激振力测量方法，包括如下步骤：
[0024]步骤1：选择一个阀门作为测量对象，然后将待测阀门与其它阀门进行解耦(即拆除其它阀门)；
[0025]步骤2：将加速度传感器a1、a2分别用螺栓安装在弹性元件上下两个平面上，同时将信号线通过侧面小孔引出来(如图2所示)；
[0026]步骤3：将该弹性元件连接(粘贴或者焊接)在阀门下方，然后将加速度传感器引线与数据采集仪连接，再将采集仪与电脑连接即可(如图1所示)；
[0027]步骤4：启动阀门，通过数据采集仪读取两个加速度传感器频域上的数据，然后利用公式即可计算出阀门激振力。
[0028]该方法可用逆矩阵法进行验证，在管道阀门两侧各设置一个目标点(图3中的8和9)，上面布置加速度传感器，然后拆除阀门，利用锤击法或扫频法求出阀门处到两个目标点的传递函数，之后启动阀门，测量两个目标点的加速度响应即可利用传递函数计算出阀门的激振力，将之与动刚度法测量的结果进行对比，即可验证动刚度法的准确性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动刚度的阀门激振力测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：选择一个阀门作为测量对象，然后将待测阀门与其它阀门进行解耦；步骤2：在弹性元件上下平面用螺栓各连接一个加速度传感器，将信号线通过侧面小孔引出来；步骤3：将该弹性元件连接在阀门下方，然后将加速度传感器引线与数据采集仪连接，再将采集仪与电脑连接；步骤4：启动阀门，通过数据采集仪读取两个加速度传感器频域上的数据，然后计算出阀门激振力。2.如权利要求1所述的一种基于动刚度的阀门激振力测量方法，其特征在于：所述的步骤3的将该弹性元件连接在阀门下方为将该弹性元件连接在阀门下方。3.如权利要求2所述的一种基于动刚度的阀门激振力测量方法，其特征在于：所述的步骤3的将该弹性元件连接在阀门下方为将该弹性元件连接在阀门下方的连接方式为粘贴。4.如权利要求2所述的一种基于动刚度的阀门激振力测量方法，其特征在于：所述的步骤3的将该弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：何巍，张梦阳，蒋庆磊，苗碧琪，
申请(专利权)人：中核武汉核电运行技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：