基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统，包括针对每对螺纹结构设置的螺母松动检测装置，螺母松动检测装置包括滑块基板以及设于该滑块基板上的两个滑块结构和两个驱动结构，针对该对螺纹结构中两个螺母组成的螺母对，其中任意一个或两个螺母松动旋转时均通过对应驱动结构带动对应滑块结构朝着靠近或者远离另一滑块结构的方向移动，以使两个滑块结构之间的当前距离相对于其初始距离发生变化，从而使固定于该两个滑块结构之间的传感光纤的应变大小发生变化；根据该传感光纤当前检测到的应变大小变化情况，确定该对螺纹结构中螺母对的松动情况

【技术实现步骤摘要】
基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统


[0001]本专利技术属于螺纹结构松动检测领域，具体涉及一种基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统
。

技术介绍

[0002]传统的螺纹结构松动检测中主要依靠人工巡检，采用的检测方法包括：敲击螺丝听音测试法
、
扳手紧固点检作业法
、Match mark
标记法
。
敲击螺丝听音测试法需要对检查员的经验和技能有很高的要求，否则可能无法准确判断
。
扳手紧固点检作业法需要对现场需要点检的螺丝进行观察，并选用合适的扳手，调节好扭矩后，对所点检的螺丝进行逐个紧固，紧固完后就点检完毕，但是这种检测方法容易造成螺丝被重复的紧固，可能会造成螺栓
、
螺帽的损坏，容易造成螺栓被拉长变形，甚至是螺栓的断裂
。
这样作业的方法既浪费时间，又增加成本，常常也会增加故障处理时间
。
而在一些安装场景中又存在人工不能触及甚至难以目视的情况
。
可见，采用传统的螺纹结构松动检测方法已经难以满足现代工业要求
。
随着人工智能以及图像处理技术的发展，采用图像法检测螺母松动的技术也已经出现，但其测量的范围有限，设备安装复杂，设备成本较高，难以大规模投入生产应用
。
[0003]在现有的基于传感光纤的螺纹结构松动检测装置中，如公开号为
CN 112834103A
，
CN 214537808 U
的专利中，大多采用
FBG(
光纤布拉格光栅
)
作为光纤应变传感器
。
由于
FBG(
光纤布拉格光栅
)
是通过将单模光纤纤芯横向暴露在具有周期性图案的强紫外光下而制作而成的
。
相较于直接采用普通单模光纤作为传感光纤而言，存在成本高的问题
。
由于
FBG
传感器只能在特定位置进行测量，因此无法实现松动分布式连续测量
。
此外，在采用
FBG
进行松动检测时确定螺纹结构是否发生松动的算法也比较复杂
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统，以解决目前基于传感光纤的螺纹结构松动检测系统中，传感光纤多采用
FBG
，这导致其检测成本较高，无法实现松动分布式连续测量，且确定螺纹结构是否发生松动的算法比较复杂的问题
。
[0005]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统，包括针对每对螺纹结构设置的螺母松动检测装置，该螺母松动检测装置包括滑块基板以及设于该滑块基板上的两个滑块结构和两个驱动结构，针对该对螺纹结构中两个螺母组成的螺母对，其中任意一个或两个螺母松动旋转时均通过对应驱动结构带动对应滑块结构朝着靠近或者远离另一滑块结构的方向移动，以使两个滑块结构之间的当前距离相对于其初始距离发生变化，从而使固定于该两个滑块结构之间的传感光纤的应变大小发生变化；根据该传感光纤当前检测到的应变大小变化情况，确定该对螺纹结构中螺母对的松动情况
。
[0006]在一种可选的实现方式中，根据该传感光纤当前检测到的应变大小变化情况，确定该对螺纹结构中螺母对的松动情况包括：若所述传感光纤当前检测到的应变大小与初始
应变量不同，则确定该对螺纹结构中的螺母对发生松动
。
[0007]在另一种可选的实现方式中，每个驱动结构均包括固定在对应螺母上端的大齿轮
、
与该大齿轮啮合的小齿轮以及与该小齿轮固定连接的涡轮，每个滑块结构均包括滑块以及与该滑块固定连接且用于固定所述传感光纤的支撑件，所述滑块基板上设有两个第一通孔和两个滑槽；针对每个涡轮，该涡轮的下端穿过所述滑块基板上对应的第一通孔后，与对应小齿轮的上端固定连接，且每个涡轮的上端均与对应滑块上朝向另一滑块的一侧抵接，两个滑块分别设于对应滑槽内；
[0008]所述滑块基板上还开设有两个第二通孔且每个滑块上均开设有第三通孔，针对每个螺纹结构，其螺杆的第一端从其螺母的上端穿出后，依次穿过对应大齿轮
、
滑块基板上对应的第二通孔以及对应滑块上的第三通孔；
[0009]该螺母对中对应螺母发生松动旋转时，该螺母通过对应大齿轮和小齿轮带动对应涡轮转动，使该涡轮上对应凸出部转动至与对应滑块抵接，从而使该滑块朝着靠近或者远离另一滑块的方向移动
。
[0010]在另一种可选的实现方式中，所述滑块上的第三通孔在该滑块结构移动方向上的长度大于该螺栓的直径；针对每个小齿轮，该小齿轮的下端中心轴通过连接杆与该滑块基板的下表面连接，且该小齿轮可绕着该连接杆的第一竖直段转动，该第一竖直段在该小齿轮的旋转轴线上；
[0011]所述滑块的两个支撑件上均设有光纤槽，所述传感光纤绕置固定于所述两个支撑件的光纤槽内，且平行于该滑块基座；
[0012]针对每个螺栓，在该螺栓的第一端依次穿过对应大齿轮
、
滑块基板上对应的第二通孔以及对应滑块上的第三通孔后，套入设有内螺纹的螺圈内，以对该滑块
、
滑块基板和大齿轮进行紧固；和
/
或，每个涡轮的上端外轮廓面积均大于对应第一通孔的面积
。
[0013]在另一种可选的实现方式中，所述两个支撑件的上表面等高且均高于两个滑块的上表面，且不低于所述螺圈的上端
。
[0014]在另一种可选的实现方式中，所述两个滑块之间还通过拉簧连接，所述拉簧沿着所述滑块的移动方向设置
。
[0015]在另一种可选的实现方式中，所述两个滑块在所述拉簧的作用下相互牵制，通过对所述拉簧的弹性特征以及所述两个滑块分别与对应滑槽之间的配合紧密度进行设计，以使所述滑块基板无论发生设定的任意程度的倾斜，位于低端的滑块都不会在其重力影响下沿着滑槽朝着远离另一滑块的方向滑动，从而消除所述滑块基板倾斜时所述滑块自身重力对螺母松动测量带来的误差；
[0016]对所述拉簧的弹性特性和初始拉伸状态进行设计，以保证所述光纤在所述拉簧的限制下，在使用温度范围内不会因温度变化而发生伸缩，从而消除温度变化对所述螺母松动测量带来的误差
。
[0017]在另一种可选的实现方式中，所述传感光纤为普通单模光纤
。
[0018]在另一种可选的实现方式中，针对每个涡轮，该涡轮上均设有位于同一层的多个凸起部，针对该层凸起部，随着对应螺母带动该涡轮转动，与该滑块抵接的凸起部的凸出高度逐渐增大，对应地该滑块不断远离另一滑块；针对两个涡轮，其中第一涡轮上各个凸起部的凸出高度均大于第二涡轮上各个凸起部的凸出高度，且针对所述第一涡轮上的每个凸起
部，该凸起部的凸出高度与所述第二涡轮上任意一个凸起部的凸出高度之和，均不等于所述第一涡轮以及第二涡轮上任意一个凸起部的凸出高度；将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统，其特征在于，包括针对每对螺纹结构设置的螺母松动检测装置，该螺母松动检测装置包括滑块基板以及设于该滑块基板上的两个滑块结构和两个驱动结构，针对该对螺纹结构中两个螺母组成的螺母对，其中任意一个或两个螺母松动旋转时均通过对应驱动结构带动对应滑块结构朝着靠近或者远离另一滑块结构的方向移动，以使两个滑块结构之间的当前距离相对于其初始距离发生变化，从而使固定于该两个滑块结构之间的传感光纤的应变大小发生变化；根据该传感光纤当前检测到的应变大小变化情况，确定该对螺纹结构中螺母对的松动情况
。2.
根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统，其特征在于，根据该传感光纤当前检测到的应变大小变化情况，确定该对螺纹结构中螺母对的松动情况包括：若所述传感光纤当前检测到的应变大小与初始应变量不同，则确定该对螺纹结构中的螺母对发生松动
。3.
根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统，其特征在于，每个驱动结构均包括固定在对应螺母上端的大齿轮
、
与该大齿轮啮合的小齿轮以及与该小齿轮固定连接的涡轮，每个滑块结构均包括滑块以及与该滑块固定连接且用于固定所述传感光纤的支撑件，所述滑块基板上设有两个第一通孔和两个滑槽；针对每个涡轮，该涡轮的下端穿过所述滑块基板上对应的第一通孔后，与对应小齿轮的上端固定连接，且每个涡轮的上端均与对应滑块上朝向另一滑块的一侧抵接，两个滑块分别设于对应滑槽内；所述滑块基板上还开设有两个第二通孔且每个滑块上均开设有第三通孔，针对每个螺纹结构，其螺杆的第一端从其螺母的上端穿出后，依次穿过对应大齿轮
、
滑块基板上对应的第二通孔以及对应滑块上的第三通孔；该螺母对中对应螺母发生松动旋转时，该螺母通过对应大齿轮和小齿轮带动对应涡轮转动，使该涡轮上对应凸出部转动至与对应滑块抵接，从而使该滑块朝着靠近或者远离另一滑块的方向移动
。4.
根据权利要求3所述的基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统，其特征在于，所述滑块上的第三通孔在该滑块结构移动方向上的长度大于该螺栓的直径；针对每个小齿轮，该小齿轮的下端中心轴通过连接杆与该滑块基板的下表面连接，且该小齿轮可绕着该连接杆的第一竖直段转动，该第一竖直段在该小齿轮的旋转轴线上；所述滑块的两个支撑件上均设有光纤槽，所述传感光纤绕置固定于所述两个支撑件的光纤槽内，且平行于该滑块基座；针对每个螺栓，在该螺栓的第一端依次穿过对应大齿轮
、
滑块基板上对应的第二通孔以及对应滑块上的第三通孔后，套入设有内螺纹的螺圈内，以对该滑块
、
滑块基板和大齿轮进行紧固；和
/
或，每个涡轮的上端外轮廓面积均大于对应第一通孔的面积
。5.
根据权利要求4所述的基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统，其特征在于，所述两个支撑件的上表面等高且均高于两个滑块的上表面，且不低于所述螺圈的上端
。6.
根据权利要求3所述的基于分布式光纤传感的螺母对松动检测系统，其特征在于，所述两个滑块之间还通过拉簧连接，所述拉簧沿着所述滑块的移动方向设置
。7.
根据权利要求6所述的基于分布式光纤传感的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，薛宗策，黄草，朱涛，
申请(专利权)人：重庆塔科智感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：