CN106153309A - 联接件检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种联接件检测装置，包括：力锤，压电加速度传感器和处理器；力锤，用于向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力，并测量敲击力对应的激励信号，将激励信号发送给处理器，其中，联接件与联接件所固定联接的机械部件构成联接系统；压电加速度传感器，用于在力锤向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力时，测量联接系统的振动加速度，并将振动加速度转化为响应信号发送给所述处理器；处理器，用于接收力锤发送的激励信号和压电加速度传感器发送的响应信号，并根据激励信号和响应信号获取机械阻抗曲线，根据机械阻抗曲线判断联接系统中是否有联接件松动。本发明提供的联接件检测装置，提高了联接件的检测效率且提升了检测结果的精度。

Description

联接件检测装置

技术领域

本发明涉及机械测量技术，尤其涉及一种联接件检测装置。

背景技术

在机械结构领域，各个部件之间常常需要联接件进行联接，这些联接件一般都起到联接固定作用，一旦联接件发生松动，就可能引起整个机械结构的故障。举例说明，在风电机组中，塔筒法兰联接处螺栓和叶片联接螺栓作为风电机组重要的联接件，其联接的可靠性决定着整个风电机组的整体可靠性，由于风电机组运行时产生的震动频率高，塔筒法兰联接处螺栓和叶片联接螺栓容易松动从而导致风电机组倒塌，叶片损坏等问题，因此需要经常对塔筒法兰联接处螺栓和叶片联接螺栓进行检测和维护。

现有技术中，主要通过工作人员的个人经验或者通过液压力矩扳手对机械结构中的联接件所联接部位进行抽样检查，以确认联接件是否松动。

但是，采用现有技术的检测方法不仅测量效率低下且测量结果不精确。

发明内容

本发明提供一种联接件检测装置，用于解决现有技术中联接件测量效率低下且测量结果不精确的问题。

本发明提供一种联接件检测装置，包括：力锤，压电加速度传感器和处理器；

所述力锤，与所述处理器通信连接，用于向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力，并测量所述敲击力对应的激励信号，将所述激励信号发送给所述处理器，其中，联接件与所述联接件所固定联接的机械部件构成联接系统；

所述压电加速度传感器，与所述处理器通信连接，用于在所述力锤向所述联接件所固定联接的机械部件施加敲击力时，测量所述联接系统的振动加速度，并将所述振动加速度转化为响应信号发送给所述处理器；

所述处理器，用于接收所述力锤发送的所述激励信号和所述压电加速度传感器发送的所述响应信号，并根据所述激励信号和所述响应信号获取机械阻抗曲线，根据所述机械阻抗曲线判断所述联接系统中是否有联接件松动。

本发明提供的联接件检测装置，用力锤向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力，并测量敲击力对应的激励信号，将激励信号发送给处理器，在力锤向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力时，用压电加速度传感器测量联接系统的振动加速度，并将振动加速度转化为响应信号发送给处理器，处理器根据力锤发送的激励信号和压电加速度传感器发送的响应信号获得机械阻抗曲线，使得工作人员可以根据机械阻抗曲线判断联接系统中是否有联接件松动，从而提高了联接件的检测效率且提升了检测结果的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的联接件检测装置实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的联接件检测装置实施例二的结构示意图；

图3为本发明提供的联接件检测装置实施例三的结构示意图；

图4为本发明提供的联接件检测装置应用场景实施例一的结构示意图。

附图标记说明：

1：力锤；

2：处理器；

3：压电加速度传感器；

4：显示器；

5：蓄电池；

6：背带；

10：法兰；

11：螺栓。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的联接件检测装置实施例一的结构示意图。联接件可以是螺栓、销等可以起到联接作用的机械部件。如图1所示，本发明提供的一种联接件检测装置包括：力锤1，压电加速度传感器3和处理器2。

力锤1，与处理器2通信连接，用于向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力，并测量敲击力对应的激励信号，将激励信号发送给处理器2。

其中，联接件与联接件所固定联接的机械部件构成联接系统。

较优地，力锤1向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力的大小在力锤所能够检测到的力信号的范围内任意选择。

具体地，力锤1中包括传感器，可以将力锤向联接件所固定联接的机械部件施加的敲击力转化成电信号，即激励信号。

力锤1可以通过电缆与处理器2通信连接。但并不以此为限，例如，力锤1和处理器2通过无线的方式通信连接。

压电加速度传感器3，与处理器2通信连接，用于在力锤1向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力时，测量联接系统的振动加速度，并将振动加速度转化为响应信号发送给处理器2。

具体使用时，将压电加速度传感器3放置于联接件所固定联接的机械部件上，在力锤1向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力时，测量联接系统的振动加速度，并将振动加速度转化为响应信号发送给所述处理器2。

压电加速度传感器3可以通过电缆与处理器2通信连接。但并不以此为限，例如，压电加速度传感器3和处理器2通过无线的方式通信连接。

处理器2，用于接收力锤1发送的激励信号和压电加速度传感器3发送的响应信号，并根据激励信号和响应信号获取机械阻抗曲线，根据机械阻抗曲线判断联接系统中是否有联接件松动。

具体地，工作人员可以根据处理器获得的机械阻抗曲线与预设的机械阻抗曲线进行对比，若处理器获得的机械阻抗曲线与预设的机械阻抗曲线不同，则认为联接系统中有联接件松动，否则，认为联接系统中没有联接件松动，其中，预设机械阻抗曲线是在联接系统中没有联接件松动的情况下采用联接件检测装置所测得的较为理想的机械阻抗曲线。

优选地，处理器2为快速傅里叶分析仪，首先，快速傅里叶分析仪将其接收到的力锤1发送的激励信号和压电加速度传感器3发送的响应信号进行低通滤波，滤除高频噪声信号的干扰，其次，快速傅里叶分析仪分别对激励信号和响应信号进行模数转换，把模拟的激励信号和响应信号转化为数字信号，然后用快速傅里叶算法分别计算激励信号的傅里叶变换和响应信号的傅里叶变换，并用激励信号的傅里叶变换除以响应信号的傅里叶变换即可获得联接系统的机械阻抗，最后根据联接系统的机械阻抗绘制机械阻抗曲线。但并不以此为限。

本发明实施例中，用力锤向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力，并测量敲击力对应的激励信号，将激励信号发送给处理器，在力锤向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力时，用压电加速度传感器测量联接系统的振动加速度，并将振动加速度转化为响应信号发送给处理器，处理器根据力锤发送的激励信号和压电加速度传感器发送的响应信号获得机械阻抗曲线，使得工作人员可以根据机械阻抗曲线判断联接系统中是否有联接件松动，从而提高了联接件的检测效率且提升了检测结果的精度。

图2为本发明提供的联接件检测装置实施例二的结构示意图，如图2所示，在图1的基础上，联接件检测装置还包括：显示器4。

其中，显示器4与处理器2通信连接，用于显示联接系统的机械阻抗曲线，便于工作人员对联接系统的机械阻抗曲线进行分析，从而根据机械阻抗曲线判断联接系统中是否有联接件松动。

显示器4可以通过电缆与处理器2通信连接。但并不以此为限，例如，显示器4和处理器2通过无线的方式通信连接。

图3为本发明提供的联接件检测装置实施例三的结构示意图，如图3所示，在图2的基础上，联接件检测装置还包括：蓄电池5。

其中，蓄电池5分别与压电加速度传感器3、力锤1、处理器2电连接；

蓄电池5用于为压电加速度传感器3、力锤1、处理器2提供电能。

可选地，压电加速度传感器3包含永磁体，在使用联接件检测装置对联接件进行检测时，压电加速度传感器3吸附在联接系统上，在力锤1向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力时，测量联接系统的振动加速度，并将振动加速度转化为响应信号发送给处理器2。

优选地，联接件检测装置还包括箱体(图中未示出)，处理器2、显示器4及蓄电池5置于箱体中，避免外界因素的影响使得处理器2、显示器4及蓄电池5的寿命缩短。

可选地，力锤1和压电加速度传感器3通过电缆与处理器2连接，力锤1和压电加速度传感器3悬吊于箱体外部，便于工作人员对联接件的测量，从而提高了联接件检测装置的测量效率。

需要说明的是，力锤1和压电加速度传感器3也可以放置于箱体内部，当需要使用力锤1和压电加速度传感器3时，打开箱体取出力锤1和压电加速度传感器3。

进一步地，箱体外设有背带6，便于操作人员携带联接件检测装置。

图4为本发明提供的联接件检测装置应用场景实施例一的结构示意图，如图4所示，对前述实施例举例说明：其中，联接系统包括法兰10和多个螺栓11，其中，联接件为螺栓11，联接件所固定联接的机械部件为法兰10。

力锤1，具体用于向法兰10上任意两个相邻螺栓11之间的部分施加敲击力，并测量敲击力对应的激励信号，将激励信号发送给处理器2；

压电加速度传感器3，吸附在法兰10上任意两个相邻螺栓11之间的部分，具体用于在力锤1向法兰10上任意两个相邻螺栓11之间的部分施加敲击力时，测量联接系统的振动加速度，并将振动加速度转化为响应信号发送给处理器2；

处理器2，具体用于接收力锤1发送的激励信号和压电加速度传感器发送的响应信号，并根据激励信号和响应信号获取机械阻抗曲线，根据机械阻抗曲线判断联接系统中是否有螺栓松动。

联接件检测装置的具体操作过程如下：

首先，将压电加速度传感器3吸附在法兰10上任意两个相邻螺栓11之的部分(如图4所示)。

其次，用力锤1按照图4所示的方向敲击吸附有压电加速度传感器3的部分，同时，用力锤1测量敲击力对应的激励信号，并将激励信号发送给处理器2。

然后，在力锤1向法兰10上任意两个相邻螺栓11之间吸附有压电加速度传感器3的部分施加敲击力时(如图4所示)，压电加速度传感器3测量联接系统的振动加速度，并将振动加速度转化为响应信号发送给处理器2。

最后，处理器2接收力锤1发送的激励信号和压电加速度传感器3发送的响应信号之后，根据激励信号和响应信号获取机械阻抗曲线，根据机械阻抗曲线判断联接系统中是否有螺栓松动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种联接件检测装置，其特征在于，包括：力锤，压电加速度传感器和处理器；

所述力锤，与所述处理器通信连接，用于向联接件所固定联接的机械部件施加敲击力，并测量所述敲击力对应的激励信号，将所述激励信号发送给所述处理器，其中，联接件与所述联接件所固定联接的机械部件构成联接系统；

所述压电加速度传感器，与所述处理器通信连接，用于在所述力锤向所述联接件所固定联接的机械部件施加敲击力时，测量所述联接系统的振动加速度，并将所述振动加速度转化为响应信号发送给所述处理器；

所述处理器，用于接收所述力锤发送的所述激励信号和所述压电加速度传感器发送的所述响应信号，并根据所述激励信号和所述响应信号获取机械阻抗曲线，根据所述机械阻抗曲线判断所述联接系统中是否有联接件松动。

2.根据权利要求1所述的联接件检测装置，其特征在于，还包括：显示器，所述显示器与所述处理器通信连接，用于显示所述机械阻抗曲线。

3.根据权利要求2所述的联接件检测装置，其特征在于，还包括：蓄电池，所述蓄电池分别与所述压电加速度传感器、所述力锤、所述处理器电连接；

所述蓄电池用于为所述压电加速度传感器、所述力锤、所述处理器提供电能。

4.根据权利要求3所述的联接件检测装置，其特征在于，所述压电加速度传感器包含永磁体。

5.根据权利要求4所述的联接件检测装置，其特征在于，还包括：箱体；

所述处理器、所述显示器以及所述蓄电池置于所述箱体中。

6.根据权利要求5所述的联接件检测装置，其特征在于，所述力锤和所述压电加速度传感器通过电缆与所述处理器连接；

所述力锤和所述压电加速度传感器悬吊于所述箱体外部。

7.根据权利要求6所述的联接件检测装置，其特征在于，所述箱体外设有背带。

8.根据权利要求4-7任一项所述的联接件检测装置，其特征在于，所述联接系统包括法兰和多个螺栓，所述联接件为螺栓，所述联接件所固定联接的机械部件为法兰时，

所述力锤，具体用于向所述法兰上任意两个相邻螺栓之间的部分施加敲击力，并测量所述敲击力对应的激励信号，将所述激励信号发送给所述处理器；

所述压电加速度传感器，吸附在所述法兰上所述任意两个相邻螺栓之间的部分，具体用于在所述力锤向所述法兰上任意两个相邻螺栓之间的部分施加敲击力时，测量所述联接系统的振动加速度，并将所述振动加速度转化为响应信号发送给所述处理器；

所述处理器，具体用于接收所述力锤发送的所述激励信号和所述压电加速度传感器发送的所述响应信号，并根据所述激励信号和所述响应信号获取机械阻抗曲线，根据所述机械阻抗曲线判断所述联接系统中是否有螺栓松动。