CN106895947A - 一种铁塔螺栓松动的快速检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铁塔组装质量检测领域,特别涉及一种铁塔螺栓松动的快速检测方法,外加振源使铁塔产生振动,松动的螺栓和塔材部件受激发生共振或振动,产生二次撞击声,通过振动频率接收装置,对声波接收并转变成电信号,用两种方法对电信号进行分析,一是显示出声音波形,通过观察波形进行波形分析;二是通过计数的方法,通过数值进行分析,从而快速确定铁塔上是否有松动的螺栓。与现有技术相比,本发明的有益效果是:采用声波探测技术,在铁塔组装完后进行快速检测,具有检测速度快、节省大量人力和物力、不需登塔检测的优点,经一次全面检测,即可通过分析声波数据,直观反映出铁塔螺栓有无松动现象,满足铁塔检测的效率和准确率的要求。
Description
技术领域
本发明涉及铁塔组装质量检测领域,特别涉及一种铁塔螺栓松动的快速检测方法。
背景技术
铁塔的组装一般多采用螺栓连接,螺栓的安装质量至关重要,由于螺栓数量多,检测起来费工耗时,以往检测铁塔组装是否合格时,监理人员需要爬上铁塔,逐一检查每块角铁和每个螺栓是否符合要求,这样的检查工作量大,容易漏检,很难保证检测质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁塔螺栓松动的快速检测方法及装置,采用声波探测技术,在铁塔组装完后进行快速检测,通过分析声波数据,直观反映出铁塔螺栓有无松动现象,满足铁塔检测的要求。
为实现上述目的,本发明的技术方案是:铁塔螺栓松动的快速检测方法,当外加振源使铁塔产生振动时,松动的螺栓和塔材部件受激发生共振或振动,产生二次撞击声,通过振动频率接收装置,对声波接收并转变成电信号,用两种方法对电信号进行分析,一是显示出声音波形,通过观察波形进行波形分析;二是通过计数的方法,对数值进行分析,从而快速确定铁塔上是否有松动的螺栓, 具体实现包括三个步骤:1)选择回转式振动电机作为机械振荡源,电机振动频率6~25Hz、振幅5~10mm范围内可调,在铁塔组装完后,将振动电机设置在铁塔的一个地脚塔柱上方1200mm~2000mm处,在振动电机所在塔柱的对侧地脚塔柱上方1200mm~ 2000mm 处设有一个振动频率接收装置;2)启动振动电机,调整振动电机的转速,改变振动频率,当振幅显示值最大时,停止振动电机,如此反复按动振动电机的启停按钮,振动频率接收装置不断将接收的声波转变成电信号,进行信号记录和储存,以便分析测试结果使用;3)数据分析系统对处理后的声波信号进行分析,将声波信号经高频带通放大,去掉或降低频率较低的电机振动频率,放大频率较高的螺栓撞击的频率,限幅放大电路将正弦波信号变成矩形波信号,为计数电路提供计数信号,再通过数码显示出高频撞击的频率数。
所述机械振荡源,包括直流偏心电机和可变电压输出模块,直流偏心电机依次经可变电压输出模块与高频开关和直流电源相连,高频导通 / 截止时间控制器与高频开关相连,高频导通 / 截止时间控制器上设有升压按钮、启停按钮和降压按钮。
所述振动频率接收装置,包括声波接收单元、信号记录存储单元和高频带通放大单元,声波接收单元依次与信号记录存储单元、高频带通放大单元、限幅放大电路、计数电
路及数码显示单元相连,信号记录存储单元与计算机波形显示系统进行数据通讯。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:采用声波探测技术,在铁塔组装完后进行快速检测,具有检测速度快、节省大量人力和物力、不需登塔检测的优点,经一次全面检测,即可通过分析声波数据,直观反映出铁塔螺栓有无松动现象,满足铁塔检测的效率和准确率的要求。
附图说明
图1是本发明实施例检测状态示意图;
图2是本发明实施例中的机械振荡源结构示意图;
图3是本发明实施例中的振动频率接收装置结构示意图;
图4是本发明实施例中的振动频率接收波形图;
图5是本发明实施例中的经过高频带通放大的波形图;
图6是本发明实施例中的经过限幅削波后的波形图。
图1中:1- 铁塔 2- 松动的螺栓 3- 振动频率接收装置 4- 机械振荡源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
见图 1,是本发明实施例检测状态示意图,本发明通过外加机械振荡源 4 使铁塔 1产生振动,松动的螺栓 2 和塔材部件受激发生共振或振动,产生二次撞击声,通过振动频率接收装置 3,对声波接收并转变成电信号,用两种方法对电信号进行分析,一是显示出声音波形,通过观察波形进行波形分析;二是通过计数的方法,通过数值进行分析,从而快速确定铁塔上是否有松动的螺栓,具体实现包括三个步骤:
1) 选择回转式振动电机作为机械振荡源,电机振动频率在 6 ~ 25Hz、振幅在 5 ~10mm范围内可调,在铁塔组装完后,将振动电机设置在铁塔的一个地脚塔柱上方 1200mm~2000mm 处,在振动电机所在塔柱的对侧地脚塔柱上方 1200mm ~ 2000mm 处设有一个振动频率接收装置;
2) 启动振动电机,通过升压按钮和降压按钮,调整振动电机的转速,改变振动频率,当振幅显示值最大时,停止振动电机,如此反复按动振动电机的启停按钮,振动频率接收装置不断将接收的声波转变成电信号,进行信号记录和储存,储存在电子芯片中,以便分析测试结果使用;
3) 数据分析系统对处理后的声波信号进行分析,将声波信号经高频带通放大,去掉或降低频率较低的电机振动频率,放大频率较高的螺栓撞击的频率,限幅放大电路将正玄波信号变成矩形波信号,为计数电路提供计数信号,再通过数码显示出高频撞击的频率数。
见图 2, 所述机械振荡源,包括直流偏心电机和可变电压输出模块组成的便携结构,直流偏心电机依次经可变电压输出模块与高频开关和直流电源相连,高频导通 / 截止时间控制器与高频开关相连,高频导通 / 截止时间控制器上设有升压按钮、启停按钮和降压按钮。可变电压输出模块用来改变直流偏心电机的供电电压,通过高频开关的方式,降低电能的损耗,提高效率。
见图 3,所述振动频率接收装置,包括声波接收单元、信号记录存储单元和高频带通放大单元,声波接收单元依次与信号记录存储单元、高频带通放大单元、限幅放大电路、计数电路及数码显示单元相连,信号记录存储单元与计算机波形显示系统进行数据通讯。声波接收单元主要完成声 / 电转换,录制声音信号,完成现场的数据采集,回放录音信号可以供计算机波形显示系统显示,观察波形进行判断,还可以通过振动波中的高次谐波分量的多少来判断,图中显示一个完整的波形,具有振动区和振动衰减区。高频带通放大的作用是去掉低频信号,也就是振动电机产生的波形(低频波),它的能量大,幅度大,能干扰松动螺栓振动产生的波形(高频波)。限幅放大电路是把幅度不同的信号变成幅度相同的矩形方波,用这种方法计数比较准确。
见图 4,是实施例中振动频率接收波形图,主要有振动电机波形和螺栓振动波形,振动电机产生的波形振幅较大、频率较低,螺栓振动产生的波形频率较高、振幅较小。
见图 5,实施例中经过高频带通放大的波形图,通过高频带通放大单元后,振动电
机波形频率低(低频波),在带阻范围内,被衰减,幅度变小;螺栓振动波形的频率高(高频波),在上限幅线与下限幅线之间的带通范围内,被放大,幅度变大。波形的主要成分是高频信号,也就是螺栓振动产生的波形。
见图 6,实施例中经过限幅削波后的波形图,上述信号经限幅削波后,上限幅线与下限幅线以外的部分被削掉后,波形基本属于矩形波,为计数电路提供合格信号,通过计数
器的数值,可以判断螺栓振动撞击声的撞击次数产生的频率,数值较大,松动的螺栓较多,
数值较小,螺栓松动较少,以此为依据,反应出铁塔螺栓紧固的实际情况。
Claims (3)
1.铁塔螺栓松动的快速检测方法,其特征在于,具体实现包括三个步骤:
1)选择回转式振动电机作为机械振荡源,电机振动频率在6~25Hz、振幅在5~10mm范围内可调,在铁塔组装完后,将振动电机设置在铁塔的一个地脚塔柱上方1200mm ~2000mm处,在振动电机所在塔柱的对侧地脚塔柱上方1200mm ~2000mm处设有一个振动频率接收装置;
2)启动振动电机,调整振动电机的转速,改变振动频率,当振幅显示值最大时,停止振动电机,如此反复按动振动电机的启停按钮,振动频率接收装置不断将接收的声波转变成电信号,进行信号记录和储存,以便分析测试结果使用;
3)数据分析系统对处理后的声波信号进行分析,将声波信号经高频带通放大,去掉或降低频率较低的电机振动频率,放大频率较高的螺栓撞击的频率,限幅放大电路将正弦波信号变成矩形波信号,为计数电路提供计数信号,再通过数码显示出高频撞击的频率数。
2.权利要求 1 所述方法中采用的机械振荡源,其特征在于,包括直流偏心电机和可变电压输出模块,直流偏心电机依次经可变电压输出模块与高频开关和直流电源相连,高频导通/截止时间控制器与高频开关相连,高频导通/截止时间控制器上设有升压按钮、启停按钮和降压按钮。
3.权利要求 1 所述方法中采用的振动频率接收装置, 其特征在于, 包括声波接收单元、信号记录存储单元和高频带通放大单元。
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20170627 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |