水轮机顶盖螺栓监测装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109738104A(43)申请公布日2019.05.10(21)申请号201910186320.3(22)申请日2019.03.12(71)申请人上海安乃基能源科技有限公司地址200120上海市自由贸易试验区芳春路400号1幢3层301-76室(72)发明人王一可张承强张婧妍黄尧王青华李冬冬冯波(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)11371代理人肖苏宸(51)Int.Cl.G01L5/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称水轮机顶盖螺栓监测装置及方法(57)摘要本发明提供一种水轮机顶盖螺栓监测装置及方法。该装置包括压力传感器、信号调理装置、数据采集装置、现地服务器、现地显示装置和远程监控系统；压力传感器用于设置在螺栓的螺母与顶盖上表面之间，压力传感器能获取螺栓的受力信息，并将螺栓的受力信息转化为模拟电信号；现地服务器能将数字信号处理为螺栓受力数据并储存螺栓受力数据，在螺栓受力数据超过预设值时，现地服务器报警；远程监控系统能够获取螺栓受力数据。不改变螺栓和相关连接部件结构，不降低结构强度和刚度的前提下，能够快速、准确地测得顶盖螺栓受力数据。上述装置现场安装简单快捷，适合于顶盖螺栓受力长期在线监测，可有效保障水轮机关键结构部件的安全。CN109738104ACN109738104A权利要求书1/2页1.一种水轮机顶盖螺栓监测装置，其特征在于，包括压力传感器、信号调理装置、数据采集装置、现地服务器、现地显示装置和远程监控系统；所述压力传感器、所述信号调理装置、所述数据采集装置和所述现地服务器依次连接，所述现地显示装置和所述远程监控系统分别与所述现地服务器连接；所述压力传感器用于设置在螺栓的螺母与顶盖上表面之间，所述压力传感器能够获取螺栓的受力信息，并将螺栓的受力信息转化为模拟电信号；所述信号调理装置能够接收模拟电信号，并将模拟电信号进行调理和放大；所述数据采集装置能够将放大的模拟电信号转化为数字信号；所述现地服务器能够将数字信号处理为螺栓受力数据并储存螺栓受力数据，在螺栓受力数据超过预设值时，所述现地服务器报警；所述现地显示装置能够获取并显示螺栓受力数据；所述远程监控系统能够获取螺栓受力数据。2.根据权利要求1所述的水轮机顶盖螺栓监测装置，其特征在于，所述压力传感器采用中空环形结构垫圈式传感器，所述压力传感器为应力应变式压力传感器，且所述压力传感器的材质为不锈钢。3.根据权利要求1所述的水轮机顶盖螺栓监测装置，其特征在于，所述压力传感器为多个，多个所述压力传感器分别与所述信号调理装置连接，每个所述压力传感器分别设置在一个螺栓上。4.根据权利要求1所述的水轮机顶盖螺栓监测装置，其特征在于，所述信号调理装置能够将模拟电信号调理为4－20mA电流信号、0－10V模拟信号、±5V模拟信号或±10V模拟信号，所述信号调理装置的转换电路为全模拟电路，且所述信号调理装置具有滤波功能。5.根据权利要求1所述的水轮机顶盖螺栓监测装置，其特征在于，所述数据采集装置的采样频率大于或等于1kHz，所述数据采集装置的通道数大于或等于4，所述数据采集装置的分辨率大于或等于12bit，所述数据采集装置具有单端和差分输入功能，所述数据采集装置具有USB接口或PCI接口，所述数据采集装置内置抗混叠滤波器。6.根据权利要求1所述的水轮机顶盖螺栓监测装置，其特征在于，所述预设值为0.8倍的螺栓许用强度；在螺栓受力数据与水轮机组的故障值相同时，所述现地服务器报警，所述现地服务器的报警方式采用声光电报警。7.根据权利要求1所述的水轮机顶盖螺栓监测装置，其特征在于，所述显示装置采用液晶显示器，且所述显示装置具有触摸功能；所述远程监控系统通过交换机采用工业以太网协议与现地服务器进行通讯。8.一种水轮机顶盖螺栓监测方法，其特征在于，包括以下步骤：压力传感器获取螺栓的受力信息，并将螺栓的受力信息转化为模拟电信号；信号调理装置接收模拟电信号，并将模拟电信号进行调理和放大；数据采集装置将放大的模拟电信号转化为数字信号；现地服务器将数字信号处理为螺栓受力数据并储存螺栓受力数据，在螺栓受力数据超过预设值时，现地服务器报警；现地显示装置获取并显示螺栓受力数据；远程监控系统获取螺栓受力数据。9.根据权利要求8所述的水轮机顶盖螺栓监测方法，其特征在于，所述现地服务器采用2CN109738104A权利要求书2/2页时域分析方法和频域分析方法对数字信号进行处理和存储。10.根据权利要求9所述的水轮机顶盖螺栓监测方法，其特征在于，时域分析方法包括：有效值分析、峰值分析、峭度分析和裕度分析；频域分析方法包括：频谱分和功率谱分析。3CN109738104A说明书1/5页