一種增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置制造方法及圖紙

一種增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置，屬測量領域。包括刻有光柵柵區的光纖，其在法蘭兩側設置兩個固定支座，在光纖光柵的柵區部分設置一保護管，在保護管兩端各設置一夾持部件，兩個夾持部件分別與保護管兩端的光纖對應固接為一體，兩個夾持部件分別與法蘭兩側的固定支座固接。本裝置能夠有效監測法蘭螺栓松動產生的微小變形，其靈敏度可調，便于適應實際工程的需求，監測裝置主體部分便于拆卸和更換，對原結構影響很小，便于推廣應用，是一種高靈敏度的法蘭螺栓松動無損檢測裝置。可廣泛用于法蘭連接結構的螺栓松動監測領域。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于檢測領域，尤其涉及一種用于對法蘭螺栓連接狀態進行監測的裝置。
技術介紹
“法蘭螺栓連接”是壓力容器、高聳結構(如輸電塔、電視塔)構件的主要連接方式。由于其連接螺栓一螺母在結構上無自鎖或鎖死結構，故在采用螺栓連接的連接固定處，在長期的荷載作用下，螺栓會出現松動現象，如未及時發現，會造成法蘭節點損傷的擴展，進而使結構發生破壞。·過去曾采用過用“雙螺母自鎖緊”的方式試圖阻止連接螺栓的松動問題，但是由于作業方法、實施成本或適用場合等方面的原因，一直未能完全解決法蘭連接螺栓的松動問題。因此，對法蘭螺栓連接進行有效監測，及時發現法蘭連接螺栓是否發生松動，對保障結構安全有著重要的現實意義。公開日為2011年9月27日，公開號為CN 102170392A的中國專利技術專利申請中公開了 “一種核主泵用螺栓松動監測裝置及其監測方法”，其通過旋轉螺栓組松動監測裝置和靜止螺栓組松動監測裝置中分別設置對應的第一 CXD數字相機和第二 CXD數字相機，并結合含有圖像識別模塊和預警系統的計算機，逐個計算出每個進行唯一性標示的螺栓的刻度線和對應的被固定的部件的刻度線之間的距離，根據該距離的跨度來進行不同的預警處理。很明顯，上述技術方案雖然簡潔有效，但只適合于某些個別的重要設備和關鍵位置，且實施成本較高，對于廣泛采用和大面積推廣實施，具有一定的難度。光纖光柵是近幾年發展迅速的新一代光無源器件，在光纖通信和光纖傳感等相關領域發揮著重要作用。以光纖光柵為傳感元件研制的傳感器具有靈敏度高、體積小、抗電磁輻射等特點，廣泛用于應變、溫度等物理量的測量。目前已有研究將光纖光柵傳感器直接安裝于法蘭連接的位置，利用光纖光柵傳感器檢測螺栓松動造成的法蘭連接處的應變變化，據此來判定螺栓是否發生松動。但在實際工程中，螺栓松動所引起的法蘭連接位置的應變變化極小，采用普通的光纖光柵傳感器無法有效地監測螺栓連接變化狀況。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是提供一種增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置，其充分利用光纖光柵傳感元件的自身特點，較普通的光纖光柵傳感器具有更高的靈敏度，能夠有效監測法蘭螺栓松動產生的微小變形，其靈敏度可調，便于適應實際工程的需求；其監測裝置的主體部分便于拆卸和更換，對原結構影響很小，便于推廣應用，是一種高靈敏度的法蘭螺栓松動無損檢測裝置。本技術的技術方案是提供一種增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置，包括刻有光柵柵區的光纖，其特征在法蘭兩側對應設置兩個固定支座；在光纖光柵的柵區部分設置一保護管；在保護管兩端分別設置一夾持部件；所述的兩個夾持部件分別與保護管兩端的光纖對應固接為一體；所述的兩個夾持部件分別與法蘭兩側的固定支座固接。其所述的保護管和夾持部件為鋼管。其所述的兩個夾持部件經環氧樹脂與保護管兩端的光纖分別對應固接為一體。具體的，所述保護管的長度等于兩個夾持部件相對端之間的距離。所述保護管及兩個夾持部件的軸向長度之和，等于法蘭兩側對應的兩個固定支座 外側端之間的距離。所述的兩個夾持部件經緊固件與法蘭兩側的固定支座分別固接。與現有技術比較，本技術的優點是I.采用對光纖光柵增敏的方式，實現了高靈敏度的法蘭螺栓松動無損檢測；2.可以根據螺栓松動所引起法蘭應變的理論計算值，改變監測裝置的靈敏度系數，以適應實際工程的需求；3.監測裝置安裝工藝簡單，造價低廉，且具備光纖光柵傳感元件靈敏度高、體積小、抗電磁輻射等優點；監測裝置的主體部分便于拆卸和更換，對原結構影響很小，便于推廣應用。附圖說明圖I是本技術監測裝置的結構示意圖。圖中I為法蘭，2為螺栓，3為刻有光柵的光纖，4為保護鋼管，5為夾持部件，6為固定支座，L為兩個固定支座之間的距離，Lf為保護鋼管的長度(即兩個夾持部件之間的距離)，Ls為兩個夾持部件的長度。具體實施方式以下結合附圖對本技術做進一步說明。圖I中，本監測裝置，包括刻有光柵的光纖3，在法蘭I兩側對應設置有兩個固定支座6，在光纖光柵柵區部分的外部設置有一保護鋼管4，在保護管兩端分別設置有一夾持部件5，兩個夾持部件分別與法蘭兩側的固定支座固接。保護管和夾持部件為鋼管。兩個夾持部件經環氧樹脂與保護管兩端的光纖分別對應固接為一體。兩個夾持部件經緊固件與法蘭兩側的固定支座分別固接。由圖可知，保護管的長度Lf等于兩個夾持部件相對端之間的距離。保護管及兩個夾持部件的軸向長度之和Lf+Ls，等于法蘭兩側對應的兩個固定支座外側端之間的距離L。本技術方案的原理簡述設兩個固定支座之間的距離為L，保護鋼管的長度(即兩個夾持部件之間的距離)為Lf，兩個夾持部件的長度均為Ls。假設螺栓松動使該監測裝置位置的法蘭盤產生Λ L的變形，相應的夾持部件和光纖光柵的變形分別為ALs和ALf (保護鋼管不發生變形)，變形引起的該裝置的內力為F。忽略夾持部件和光纖之間粘接劑的影響，由材料力學基本原理可知權利要求1.一種增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置，包括刻有光柵柵區的光纖，其特征 在法蘭兩側對應設置兩個固定支座； 在光纖光柵的柵區部分設置一保護管； 在保護管兩端分別設置一夾持部件； 所述的兩個夾持部件分別與保護管兩端的光纖對應固接為一體； 所述的兩個夾持部件分別與法蘭兩側的固定支座固接。2.按照權利要求I所述的增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置，其特征是所述的保護管和夾持部件為鋼管。3.按照權利要求I所述的增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置，其特征是所述的兩個夾持部件經環氧樹脂與保護管兩端的光纖分別對應固接為一體。4.按照權利要求I所述的增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置，其特征是所述保護管的長度等于兩個夾持部件相對端之間的距離。5.按照權利要求I所述的增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置，其特征是所述保護管及兩個夾持部件的軸向長度之和，等于法蘭兩側對應的兩個固定支座外側端之間的距離。6.按照權利要求I所述的增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置，其特征是所述的兩個夾持部件經緊固件與法蘭兩側的固定支座分別固接。專利摘要一種增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置，屬測量領域。包括刻有光柵柵區的光纖，其在法蘭兩側設置兩個固定支座，在光纖光柵的柵區部分設置一保護管，在保護管兩端各設置一夾持部件，兩個夾持部件分別與保護管兩端的光纖對應固接為一體，兩個夾持部件分別與法蘭兩側的固定支座固接。本裝置能夠有效監測法蘭螺栓松動產生的微小變形，其靈敏度可調，便于適應實際工程的需求，監測裝置主體部分便于拆卸和更換，對原結構影響很小，便于推廣應用，是一種高靈敏度的法蘭螺栓松動無損檢測裝置。可廣泛用于法蘭連接結構的螺栓松動監測領域。文檔編號G01B11/16GK202693272SQ20122012367公開日2013年1月23日 申請日期2012年3月28日 優先權日2012年3月28日專利技術者肖嶸, 季獻武, 楊凌輝, 李宏男, 任亮 申請人:上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司, 大連理工大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種增敏型光纖光柵法蘭螺栓松動監測裝置，包括刻有光柵柵區的光纖，其特征：在法蘭兩側對應設置兩個固定支座；在光纖光柵的柵區部分設置一保護管；在保護管兩端分別設置一夾持部件；所述的兩個夾持部件分別與保護管兩端的光纖對應固接為一體；所述的兩個夾持部件分別與法蘭兩側的固定支座固接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖嶸，季獻武，楊凌輝，李宏男，任亮，
申請(專利權)人：上海市電力公司，華東電力試驗研究院有限公司，大連理工大學，
類型：實用新型
國別省市：