CN106872580B - 一种基于压电陶瓷的销钉磨损状况监测方法 - Google Patents

一种基于压电陶瓷的销钉磨损状况监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于压电陶瓷的销钉磨损状况监测方法，属于土木工程以及机械工程的销钉连接领域。将声发射监测系统的声发射传感器固定在销钉一端，收集实际工程中周边环境的声发射信息，声发射信息包括能量、幅值和上升时间；将能量、幅值和上升时间作为判断销钉磨损状况的主要参数，显示在显示器上；开始检测，观察能量、幅值和上升时间三个参数；当销钉出现严重的磨损时，能量、幅值和上升时间会出现持续的大幅度增长，以此作为判断依据，适时对更换销钉或添加润滑剂。本方法将声发射设备与需要监测的销钉连接在一起，通过能量、幅值和上升时间等主要参数判断销钉的磨损状况，进行实时监测，在销钉出现严重磨损时，及时报警。

Description

一种基于压电陶瓷的销钉磨损状况监测方法
技术领域
本发明属于土木工程以及机械工程的销钉连接领域，具体的说，是利用基于压电陶瓷的声发射技术，实时的监测销钉在连接件中的磨损状况。
背景技术
现代大型土木结构，例如大跨度钢桥，大型输电塔等结构中，销钉时一种重要的连接方式，其健康状况是结构能正常工作的基础，因此其连接界面的健康状况越来越受到人们的重视。
传统的监测方法，是在大量劳动力的基础上，对销钉进行定期与不定期的抽查监测，整个过程需要花费大量的人力物力，更无法做到实时监测的要求，无法在第一时间对磨损严重的销钉进行预警。
发明内容
为解决上面的问题，做到对销钉健康状况的实时监测，本发明提供了一种基于压电陶瓷的声发射监测方法。
本发明的技术方案：
一种基于压电陶瓷的销钉磨损状况监测方法，本方法使用声发射监测系统，其用于监测销钉磨损状况；
(1)将声发射监测系统的声发射传感器固定在销钉一端，收集实际工程中周边环境的声发射信息，声发射信息包括能量、幅值和上升时间；
(2)将能量、幅值和上升时间作为判断销钉磨损状况的主要参数，显示在显示器上；
(3)开始检测，观察能量、幅值和上升时间三个参数；
(4)当销钉未出现磨损时，能量、幅值和上升时间基本不发生变化；当销钉出现严重的磨损时，能量、幅值和上升时间中的一个以上出现持续的大幅度增长，以此作为判断依据，适时对更换销钉或添加润滑剂；
具体变化情况如下：
幅值从开始的60db变化到出现磨损的100db时，说明销钉出现严重磨损；
能量从开始的200上升到65000时，说明销钉出现严重磨损；
上升时间从开始的1000微秒上升到65000微秒，说明销钉出现严重磨损。
本发明的有益效果：
1.此方法利用压电陶瓷特性和声发射特性，不需要人工现场检测，省时省力，而且对试件的安装和整体结构没有影响。
2.可以对销钉的健康状况进行实时监测。
3.可以第一时间对发生严重磨损的销钉进行预警。
4.可以利用声发射线定位技术，定位出发生破坏的位置。
附图说明
图1为装置连接示意图。
图2为声发射探头与销钉连接局部示意图。
图3为断铅示意图。
图中：①发动机；②马蹄形试件；③圆形试件；④钢绞线；
⑤固定臂；⑥销钉；⑦声发射传感器；⑧前置放大器；⑨声发射采集器；
⑩显示器；
Figure BDA0001211261500000021
固定装置；
Figure BDA0001211261500000022
耦合剂(黑色部分)；
Figure BDA0001211261500000023
电缆；铅笔；
Figure BDA0001211261500000025
笔芯。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清楚，现结合本发明实施例子的附图，对本发明实施例子中的方案进行清楚、完整的描述。显然，下面所描述的实施例子是本发明中的一种例子，而不是全部的实施例子。基于本发明的实施例子，本领域普通技术人员在没有经过创造性劳动的前提下所获得的其他实施例子，都属于本发明的保护范围。
1.按照图1的连接方式，连接设备，使钢绞线④处于拉紧的状态。其中，将销钉⑥露在外面的一端打磨光滑，通过耦合剂
Figure BDA0001211261500000031
将声发射传感器⑦固定在此端，再加上固定装置
Figure BDA0001211261500000032
(如图2所示)，确保声发射传感器不会脱离销钉；
2.软件设置：在步骤1的基础上，收集周边环境的声发射信息，声发射信息包括能量、幅值和上升时间等。在此基础上对声发射软件进行设置，将能量、幅值和上升时间作为判断销钉磨损状况的主要参数，显示在显示器上；
3.检测声发射传感器的耦合程度是否良好：将硬度为HB的0.7自动铅笔铅芯在声发射传感器⑦附近折断，注意铅芯
Figure BDA0001211261500000034
伸出的长度为5mm，折断时与声发射传感器⑦所在的平面成30度角(如图3)，若显示的幅值信息中，数据超过95db，则说明声发射传感器⑦与销钉⑥接触良好。若达不到95db，则重复1步骤。
4.接通电源，开始运行设备，在马达①的带动下销钉⑥将发生转动，销钉⑥与圆形试件③发生摩擦；
5.观测显示器上能量、幅值和上升时间参数，销钉出现严重的磨损时，能量、幅值和上升时间会出现持续的大幅度增长，以此作为判断依据。

Claims (1)

1.一种基于压电陶瓷的销钉磨损状况监测方法，本方法使用声发射监测系统，其用于监测销钉磨损状况；其特征在于，销钉露在外面的一端打磨光滑，通过耦合剂将声发射传感器固定在销钉被打磨光滑的一端，再通过固定装置，确保声发射传感器不会脱离销钉，在进行安装时，销钉上未经打磨的一端与马达输出轴相连接，马蹄形试件的中空位置上嵌入有圆形试件，圆形试件的一端通过钢绞线与底面连接，所述圆形试件和所述马蹄形试件上都设置有通孔，以便于销钉穿过，装置启动时，在马达的带动下，销钉发生转动，销钉与圆形试件发生摩擦，具体检测步骤如下：
(1)将声发射监测系统的声发射传感器固定在销钉一端，收集实际工程中周边环境的声发射信息，声发射信息包括能量、幅值和上升时间；
(2)将能量、幅值和上升时间作为判断销钉磨损状况的主要参数，显示在显示器上；
(3)开始检测，观察能量、幅值和上升时间三个参数；
(4)当销钉未出现磨损时，能量、幅值和上升时间基本不发生变化；当销钉出现严重的磨损时，能量、幅值和上升时间中的一个以上出现持续的大幅度增长，以此作为判断依据，适时更换销钉或添加润滑剂；
具体变化情况如下：
幅值从开始的60db变化到出现磨损的100db时，说明销钉出现严重磨损；
能量从开始的200上升到65000时，说明销钉出现严重磨损；
上升时间从开始的1000微秒上升到65000微秒，说明销钉出现严重磨损。
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