[发明专利]一种超声纵横波用于水轮机组紧固螺栓的在线应力检测系统

说明书

本发明公开了一种超声纵横波用于水轮机组紧固螺栓的在线应力检测系统，包括核心控制系统和控制系统登录模组，所述核心控制系统通过远程通讯与控制系统登录模组实现双向连接，所述核心控制系统的输入端与螺栓应力测量模组的输出端电性连接。本发明根据得出的数据建立超声纵横波声时和应力之间的关系模型，并通过超声纵横波声时‑应力模型计算模块进行计算，经过螺栓应力和声时数据对比模块将结果数据与预先存入系统数据库中材料的国家标准应力范围值进行比对，有助于工作人员对数据进行分析和处理，减少了工作量，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体为一种超声纵横波用于水轮机组紧固螺栓的在线应力检测系统。

背景技术

水电站中的水力发电机组是实现水的位能转化为电能的一种能量转换装置，一般由水轮机、发电机、调速器、励磁系统、冷却系统、电站控制设备等组成。而固定水电机组的外部关键结构主要由顶盖、上机架、下机架等机械结构组成，这些部件之间的连接方式都是采用大小螺栓连接组合成一个整体。螺栓作为工程上常用的机械零件，一般搭配螺母配套使用，用于连接两个机械结构，通过带有内螺纹的通孔机械结构与螺栓上的外螺纹进行旋转紧固，达到连接效果，称为螺栓连接。

水电机组的外部关键结构间一般通过紧固螺栓进行连接，螺栓紧固一般为人工紧固，因此各个螺栓的预应力大小不一，所以需要对其进行应力检测。目前工程上常用的方法为扭矩法和转角法，由于螺母与构件的接触面之间及螺母与螺栓的螺纹面之间摩擦系数离散性较大，使得由力矩推算出的轴向应力很不准确，并且误差较大，导致检测结果不准确，同时花费时间长，工作效率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种超声纵横波用于水轮机组紧固螺栓的在线应力检测系统，解决了由于螺母与构件的接触面之间及螺母与螺栓的螺纹面之间摩擦系数离散性较大，由力矩推算出的轴向应力不准确，同时花费时间长，工作效率低等问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于超声纵横波用于水电厂水轮机组关键结构紧固螺栓的在线应力检测系统，包括核心控制系统和控制系统登录模组，所述核心控制系统通过无线信号与控制系统登录模组实现双向连接，所述核心控制系统的输入端与螺栓应力测量模组的输出端连接，且按信号传递方向，螺栓应力测量模组输出端依次与超声纵横波声时数据采集模块、超声纵横波声时-应力模型建立及数据处理模组、核心控制系统连接，所述核心控制系统还与螺栓应力和声时数据存储模块、螺栓应力和声时数据对比模块实现双向连接。

进一步地，所述核心控制系统的输出端与系统报警模块的输入端连接。

所述核心控制系统的输入端与系统电源模块的输出端连接，且系统电源模块的输出端与螺栓应力测量模组的输入端连接，所述核心控制系统通过通讯信号与远程数据传输模块实现双向连接。

所述远程数据传输模块的输出端与远程终端的输入端连接。

优选的，所述控制系统登录模组包括控制系统账户申请模块，所述控制系统账户申请模块的输出端与控制系统账户信息输入模块的输入端连接，所述控制系统账户信息输入模块的输出端与控制系统账户信息核实模块的输入端连接。

优选的，所述螺栓应力测量模组包括超声纵横波测量螺栓应力值模块和螺栓应力值数据传输模块。

所述超声纵横波声时-应力模型建立及数据处理模组包括超声纵横波声时-应力模型建立单元，所述超声纵横波声时-应力模型建立单元的输出端与超声纵横波声时-应力模型计算模块的输入端连接，所述超声波声时数据采集模块的输出端与超声纵横波声时-应力模型建立单元的输入端连接，所述超声纵横波声时-应力模型计算模块的输出端与核心控制系统的输入端连接。

优选的，所述超声纵横波声时-应力模型建立单元包括声时-应力数据信号接收模块、声时-应力数据显示模块、声时-应力数据算法编辑模块和声时-应力曲线模型确立模块。