一种法兰连接螺栓监测系统及监测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115824057A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211387369.3(22)申请日2022.11.07(71)申请人国电投南通新能源有限公司地址226399江苏省南通市通州湾江海联动开发示范区科创大厦306室(72)发明人葛前华范朝峰王德星刘勇周桂明杨祥张思远王小飞陈炜周爱清(74)专利代理机构南京佰腾智信知识产权代理事务所(普通合伙)32509专利代理师郭林(51)Int.Cl.G01B11/02(2006.01)G01B11/00(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图7页(54)发明名称一种法兰连接螺栓监测系统及监测方法(57)摘要本发明涉及风电机组法兰连接螺栓监测技术领域，具体涉及一种法兰连接螺栓监测系统及监测方法，其中监测系统包括光纤光栅位移传感器、光纤光栅解调仪、数据采集仪和中央处理器，光纤光栅位移传感器至少为两个，且均匀分布在法兰连接处的内圆周或外圆周上，当法兰受到载荷作用时，光纤光栅位移传感器输出的波长发生变化，光纤光栅解调仪对波长变化进行分析处理，输出对应的相对位移数据，并将相对位移数据经数据采集仪传至中央处理器，中央处理器根据接收到的数据判断法兰连接螺栓是否出现松动。本发明提供的一种法兰连接螺栓监测系统，可监测法兰连接螺栓的状态，监测精度高，而且可准确反映法兰变形随叶轮转角位置变化信息，监测更加准确。CN115824057ACN115824057A权利要求书1/3页1.一种法兰连接螺栓监测系统，其特征在于，包括光纤光栅位移传感器(1)、光纤光栅解调仪、数据采集仪和中央处理器，其中，所述光纤光栅位移传感器(1)与所述光纤光栅解调仪连接，所述光纤光栅解调仪与所述数据采集仪连接，所述数据采集仪与所述中央处理器连接，所述光纤光栅位移传感器(1)至少为两个，且均匀分布在法兰连接处的内圆周或外圆周上，当法兰(2)受到载荷作用时，所述光纤光栅位移传感器(1)输出的波长发生变化，所述光纤光栅解调仪对波长变化进行分析处理，输出对应的相对位移数据，并将相对位移数据经所述数据采集仪传至所述中央处理器，所述中央处理器根据接收到的数据判断法兰连接螺栓(23)是否出现松动。2.根据权利要求1所述的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于，所述光纤光栅位移传感器(1)包括相连接的传感器本体(11)和拉杆(12)，所述传感器本体(11)通过垫片(3)固定于下法兰(22)的内/外圆周侧壁上，所述拉杆(12)通过安装支座(4)对应固定于上法兰(21)的内/外圆周侧壁上，通过所述垫片(3)和安装支座(4)使得所述传感器本体(11)和所述拉杆(12)的中心线处于同一直线上；所述传感器本体(11)与垫片(3)之间、所述垫片(3)与所述下法兰(22)之间、所述安装支座(4)与上法兰(21)之间均通过粘接固定。3.根据权利要求2所述的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于，所述安装支座(4)为分体式结构，所述安装支座(4)包括有上支座(41)和下支座(42)，所述下支座(42)固定连接于所述上法兰(21)上，所述上支座(41)和下支座(42)通过螺钉连接，所述上支座(41)和下支座(42)之间形成有安装孔(43)，所述拉杆(12)上远离所述传感器本体(11)的一端被固定安装于所述安装孔(43)内。4.根据权利要求3所述的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于，所述法兰连接螺栓监测系统还包括有叶轮转角位置监测装置，所述叶轮转角位置监测装置连接于所述数据采集仪，并将监测得到的叶轮转角位置信息经所述数据采集仪传至所述中央处理器，所述中央处理器将相对位移数据和叶轮转角位置信息进行匹配，根据不同叶轮转角位置的相对位移数据判断法兰连接螺栓(23)是否出现松动。5.根据权利要求4所述的法兰连接螺栓监测系统，其特征在于，所述叶轮转角位置监测装置包括重力加速度传感器(5)和接近传感器(6)，其中，所述重力加速度传感器(5)安装在轮毂内叶轮旋转中心轴线(100)上，所述重力加速度传感器(5)的中心方向(200)与叶轮旋转中心轴线(100)垂直，且重力加速度传感器(5)的中心方向(200)指向第一叶片(300)的根部位置，所述重力加速度传感器(5)所测加速度值随所述第一叶片(300)位置的不同而变化；所述接近传感器(6)安装固定于机舱底架(600)上，且所述接近传感器(6)正对主轴安装螺栓(800)所在圆设置，主轴安装螺栓(800)随主轴(700)转动，当主轴安装螺栓(800)转到接近传感器(6)下方时，接近传感器(6)发出脉冲信号或高电平信号；所述重力加速度传感器(5)和接近传感器(6)均与所述数据采集仪连接，并分别将监测到的数据经数据采集仪传输给中央处理器，中央处理器存储、分析数据得到所述