监测紧固件松动的装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了监测紧固件松动的装置及系统。其中，监测紧固件松动的装置适于部署在设备的被紧固件固定的第一部件和第二部件的对接处。该装置包括相对设置的第一感应部件和第二感应部件。其中，第一感应部件设置在第一部件上，第二感应部件设置在第二部件上。该装置还包括监测单元，适于输出幅值对应第一感应部件和第二感应部件之间距离的电信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械设备领域，尤其涉及监测紧固件松动的装置及系统。
技术介绍
紧固件(例如螺栓等)广泛应用在风电、化工和冶金等领域。紧固件的拧紧状态会直接影响设备的工作性能。例如，紧固件松动或断裂等有可能造成较严重的设备损坏。紧固件由于制造缺陷、长期的交变载荷或偶发性超出设计范围的大载荷影响会产生松动。松动的存在和扩展会造成螺栓的断裂，进一步，紧固件松动在设备运行中造成各类重大事故。例如，风机叶片根部螺栓断裂导致叶片弯折，塔筒连接处螺栓断裂导致塔筒倒塌，主轴连接处螺栓断裂导致轮毂掉落等等。螺栓等紧固件松动带来的后果较严重，但是监控难度很大。常见的检测手段有应力测试、螺栓位置检测、图像摄取、振动监测等等，这些监测手段通常要求满足一定的条件才能达到较好的监测效果。这些条件通常包括检测时的背景噪声要很低，待测物表面干净清洁，检测时间较长，要求被测物保持静止等等。例如图1A及图1B示出了现有的一个螺栓松动监测装置。图中标记：螺母安装板1、螺栓安装板2、连接杆3、主动齿轮4、螺母孔4.1、从动齿轮5、传感器安装槽6、金属涂层8、从动齿轮缺口9、盖板10钢板12、螺栓13和螺母14。螺母和一个主动齿轮固定在一起。当螺母松动发生转动时，会带着主动齿轮转动，从而带动与之啮合的从动齿轮转动。从动齿轮上有一金属遮挡物。螺母松动时，金属遮挡物由从动齿轮带动旋转到传感器安装槽的上方，挡住传感器向探测器发出的信号，从而探测出紧固件出现松动。然而，现有的监测装置只能对螺帽松动进行监测，但对螺栓等紧固件拉伸变形等原因造成连接处的松动并不能进行有效监测。为此，本专利技术提出了一种新的监测紧固件松动的技术方案。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种新的监测紧固件松动的方案，有效的解决了上面至少一个问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种监测紧固件松动的装置，适于部署在设备的被紧固件固定的第一部件和第二部件的对接处。该装置包括相对设置的第一感应部件和第二感应部件。其中，第一感应部件设置在第一部件上，第二感应部件设置在第二部件上。该装置还包括监测单元，适于输出幅值对应第一感应部件和第二感应部件之间距离的电信号。可选地，根据本专利技术的监测紧固件松动的装置还包括与监测单元耦接的控制单元。控制单元适于获取电信号并根据该电信号计算距离的测量值。可选地，根据本专利技术的监测紧固件松动的装置还包括无线通信单元。控制单元还适于在测量值超过门限阈值时，通过无线通信单元向监测服务器发送报警信息。可选地，在根据本专利技术的监测紧固件松动的装置中，第一感应部件包括第一电容的上极板。第二感应部件包括第一电容的下极板。监测单元包括与第一电容耦接的第一振荡器和第一检测放大电路。第一振荡器适于输出对应上极板和下极板之间距离的第一振荡信号。第一检测放大电路输入端与第一振荡器的输出端耦接，适于检测并放大该第一振荡信号的电压幅值，并将经过放大的第一振荡信号的电压幅值作为对应距离的电信号。可选地，在根据本专利技术的监测紧固件松动的装置中，第二感应部件还包括与下极板保持第一预定间距的基准极板，该基准极板与下极板组成基准电容。监测单元还包括与第一振荡器相同的第二振荡器。该第二振荡器与基准电容耦接，适于输出对应第一预定间距的第二振荡信号。监测单元还包括与第一检测放大电路相同的第二检测放大电路。第二检测放大电路输入端与第二振荡器的输出端耦接，适于检测并放大第二振荡信号的电压幅值，并将放大后的第二振荡信号的电压幅值作为第一基准电信号。在紧固件松动时，上极板和下极板的之间的距离与第一振荡信号的电压幅值成反比关系。可选地，在根据本专利技术的监测紧固件松动的装置中，第一感应部件包括第一电感线圈。第二感应部件包括金属板。监测单元包括第三振荡器和点检测放大电路。第三振荡器与该第一电感线圈耦接，适于输出对应第一电感线圈和金属板之间距离的第三振荡信号。第三检测放大电路输入端与第三振荡器的输出端耦接，适于检测并放大该第三振荡信号的电压幅值，并将经过放大的第三振荡信号的电压幅值作为对应距离的电信号。可选地，在根据本专利技术的监测紧固件松动的装置中，第二感应部件还包括与下极板与下极板保持第二预定间距的第二电感线圈。监测单元还包括与第三振荡器相同的第四振荡器，其与第二电感线圈耦接，适于输出对应第二预定间距的第四振荡信号。监测单元还包括与第三检测放大电路相同的第四检测放大电路，其输入端与第四振荡器的输出端耦接，适于检测并放大第四振荡信号的电压幅值。第四检测放大电路可以将放大后的第四振荡信号的电压幅值作为第二基准电信号。在紧固件松动时，第一电感线圈与金属板之间的距离与第三振荡信号的电压幅值成正比关系。可选地，在根据本专利技术的监测紧固件松动的装置中，第一部件和第二部件均为法兰结构。紧固件例如为螺栓。根据本专利技术又一个方面，提供一种监测紧固件松动的系统，包括：至少一个监测紧固件松动的装置和监测服务器。监测服务器适于与监测紧固件松动的装置通信，以定位发生紧固件松动的位置和时间。根据本专利技术监测紧固件松动的技术方案，通过在设备的对接处布置感应器件(电容方式或电感方式)，以及通过振荡器和检测放大电路，可以将紧固件松动引起设备对接处间隙的变化(即本专利技术中第一部件和第二部件的间距)转化为电信号的变化。在此基础上，本专利技术的技术方案可以通过电信号来计算对接处间隙的测量值，进而在超过报警门限时进行报警。这样，本专利技术的技术方案可以准确定位紧固件松动的位置和时间。另外，根据本专利技术的技术方案还可以进一步配置用于修正对接处间隙的测量值的基准极板或线圈，以及检测基准极板与下极板预定间距(或者第二线圈与金属板的预定间距)的振荡器和检测放大电路。这样，本专利技术的技术方案可以根据基准信号来修正对接处间隙的测量值，以提高检测精度。应注意，本专利技术的技术方案不仅可以监测紧固件松动，还可以监测例如通过焊接等连接方式的对接处的间隙变化以及监测设备上一些部位是否发生严重变形。附图说明为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。图1A示出了一种监测螺栓松动的装置的俯视图；图1B示出了图1A中装置的侧视图；图2示出了根据本专利技术一些实施例的监测紧固件松动的装置200的示意图；图3示出了根据本专利技术一些实施例的监测紧固件松动的装置300的示意图；以及图4示出了根据本专利技术一些实施例的监测紧固件松动的装置400的示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。图2示出了根据本专利技术一些实施例的监测紧固件松动的装置200的示意图。如图2所示，装置200适于部署在设备的被紧固件(图中未示出)固定的第一部件110和第二部件120的对接处。这里，第一部110件和第二部件120例如是对接在一起的法兰结构，但不限于此。装置20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测紧固件松动的装置，适于部署在设备上被紧固件固定的第一部件和第二部件的对接处，该装置包括：相对设置的第一感应部件和第二感应部件，其中第一感应部件设置在第一部件上，第二感应部件设置在第二部件上；监测单元，适于输出幅值对应第一感应部件和第二感应部件之间距离的电信号。

【技术特征摘要】
1.一种监测紧固件松动的装置，适于部署在设备上被紧固件固定的第一部件和第二部件的对接处，该装置包括：相对设置的第一感应部件和第二感应部件，其中第一感应部件设置在第一部件上，第二感应部件设置在第二部件上；监测单元，适于输出幅值对应第一感应部件和第二感应部件之间距离的电信号。2.如权利要求1所述的装置，还包括与所述监测单元耦接的控制单元，适于获取所述电信号，并根据该电信号计算所述距离的测量值。3.如权利要求2所述的装置，还包括无线通信单元；所述控制单元还适于在所述测量值超过门限阈值时，通过该无线通信单元向监测服务器发送报警信息。4.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述第一感应部件包括第一电容的上极板，所述第二感应部件包括第一电容的下极板；所述监测单元包括：与该第一电容耦接的第一振荡器，适于输出对应该上极板和下极板之间距离的第一振荡信号；第一检测放大电路，其输入端与第一振荡器的输出端耦接，适于检测并放大该第一振荡信号的电压幅值，并将经过放大的第一振荡信号的电压幅值作为对应所述距离的电信号。5.如权利要求4所述的装置，其中，所述第二感应部件还包括与所述下极板保持第一预定间距的基准极板，该基准极板与下极板组成基准电容；所述监测单元还包括与第一振荡器相同的第二振荡器；该第二振荡器与基准电容耦接，适于输出对应第一预定间距的第二振荡信号；所述监测单元还包括与第一检测放大电路相同的第二检测放大电路；该第二检测放大电路输入端与第二振荡器的输出端耦接，适于检测并放大第二振荡信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾维银，许凌波，朱非白，宋海峰，张波，
申请(专利权)人：安徽容知日新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34