CN109838695A - 一种内压型膨胀节轴向位移检测装置 - Google Patents
一种内压型膨胀节轴向位移检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109838695A CN109838695A CN201910065142.9A CN201910065142A CN109838695A CN 109838695 A CN109838695 A CN 109838695A CN 201910065142 A CN201910065142 A CN 201910065142A CN 109838695 A CN109838695 A CN 109838695A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polar plate
- external
- expansion joint
- internal
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
一种内压型膨胀节轴向位移检测装置，包括外极板、内极板和电容外部检测电路，电容外部检测电路分别与外极板和内极板连接，检测外极板和内极板之间的电容值，外极板和内极板均为直筒形金属板，外极板和内极板均套设在波纹管的外侧，并与内压型膨胀节同轴线设置，外极板通过绝缘连接件与出口端管连接并同步移动，内极板通过绝缘连接件与出口端管连接并同步移动，外极板套设在内极板的外侧，使外极板和内极板之间设有圆柱状间隙。利用两个相套设在一起不接触的极板，通过膨胀节身位移的带动即可完成轴向位移的测量，即不增加膨胀节的径向高度，受环境影响力小，测量更精确。
Description
技术领域
本发明涉及压力管道领域，具体说的是一种内压型膨胀节轴向位移检测装置。
背景技术
膨胀节作为管道压力管道的补偿器，它能够补偿管道的热变形、机械变形等，起到了降低管道应力和提高管道使用寿命的作用。因而多应用于在长距离压力管道、管道及设备之间的连接中，以轴向伸缩或角度变化来补偿管路系统或设备因温差或机械运动造成的位移。但是由于实际工况可能偏离设计工况，膨胀节的实际轴向位移可能超出设计补偿量而导致膨胀节发生破裂、失稳、泄漏等失效现象，一旦膨胀节失效就会影响管道安全运行。地上管道或管沟内管道的膨胀节的失效可以被巡检人员及时发现，可以避免事故的扩大；但是部分直埋管道的膨胀节无法被直接巡检，膨胀节失效就无法被及时发现，可能造成较为严重的事故。因此设计一种膨胀节轴向位移的检测装置至关重要，尤其是能够适应直埋式膨胀节工况的装置更为重要。
目前国内外针对膨胀节轴向位移的检测多采用位移传感器，将传感器的两端与膨胀节两端相连，随着膨胀节的拉伸或压缩移动，位移传感器即可测得相应的位移值。虽然该类方法能够检测到膨胀节的轴向位移，但是所采用的位移传感器大多对使用环境有一定的要求，而且需要设计专用的保护装置，结构较复杂。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种内压型膨胀节轴向位移检测装置，其结构简单，能够适应地上、管沟等膨胀节工况，受环境影响力小。
为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种内压型膨胀节轴向位移检测装置，设置在包括波纹管、入口端管和出口端管的内压型膨胀节上，波纹管的两端分别连接入口端管和出口端管，位移检测装置包括外极板、内极板和电容外部检测电路，电容外部检测电路分别与外极板和内极板连接，检测外极板和内极板之间的电容值，外极板和内极板均为直筒形金属板，外极板和内极板均套设在波纹管的外侧，并与内压型膨胀节同轴线设置，外极板通过绝缘连接件与出口端管连接并同步移动，内极板通过绝缘连接件与出口端管连接并同步移动，外极板套设在内极板的外侧，使外极板和内极板之间设有圆柱状间隙。
本发明所述的外极板的外侧包覆绝缘保护套，内极板外侧包覆有绝缘保护套。
本发明所述的外极板的绝缘保护套的底面上设有开设至外极板表面的小孔，内极板的绝缘保护套的顶面上设有开设至内极板表面的小孔。
本发明有益效果是：
1）本发明所述的位移检测装置可以用于内压型膨胀节的轴向位移检测，结构简单便于安装，利用两个相套设在一起不接触的极板，通过膨胀节身位移的带动即可完成轴向位移的测量，即不增加膨胀节的径向高度，受环境影响力小，测量更精确。
2）本发明所述的位移检测装置除具有位移检测功能外，通过在位移检测装置上增加与极板表面相通的小孔，在膨胀节内部介质可导电的情况下，还具有介质泄漏检测功能。
3）本发明所述的位移检测装置检测元件与外部电路采用分离设计的方案，可适用于直埋式膨胀节的工况。
附图说明
图1为本发明的位移检测装置初始状态的结构示意图；
图2为图1的侧视结构示意图；
图3为本发明的位移检测装置轴向位移后的状态；
图4为图3的侧视结构示意图；
图5为本发明的位移检测装置的局部示意图；
图6为本发明的实施例1的结构示意图；
图7为本发明的电容外部检测电路的原理框图；
图中：1、出口端管，2、导流筒，3、装运杆，4、保护罩，5、波纹管，6、位移检测装置，7、保护罩挡块，8、入口端管，6-1、外盖板，6-2、外极板，6-3、外底板，6-4、内底板，6-5、内极板，6-6内盖板，6-7、小孔。
具体实施方式
本发明完成其发明任务采用以下技术方案：
一种内压型膨胀节轴向位移检测装置，设置在包括波纹管5、入口端管8和出口端管1的内压型膨胀节上，波纹管5的两端分别连接入口端管8和出口端管1，位移检测装置包括外极板6-1、内极板6-5和电容外部检测电路，电容外部检测电路分别与外极板6-1和内极板6-5连接，检测外极板6-1和内极板6-5之间的电容值，电容外部检测电路由一个大小固定的参考电容、CAV424电容检测芯片、单片机、电源组成，如图7所示，固定参考电容接CAV424参考端，CAV424电容检测芯片的测量端采用测量连接线分别与内极板和外极板连接，检测两极板之间的位移检测电容人，CAV424信号输出端接单片机A/D口，单片机通过读取CAV424输出信号的大小即可获得位移测量电容的大小，电源为CAV424及单片机供电，单片机通过内部存储的位移计算公式计算出相应的位移值，通过与单片机连接的显示装置进行显示，单片机与显示装置均为市售产品，选用与CAV424电容检测芯片相匹配的8位、16位单片机均可，显示装置可采用液晶显示或LED显示。
外极板6-1和内极板6-5均为直筒形金属板，外极板6-1和内极板6-5均套设在波纹管的外侧，并与内压型膨胀节同轴线设置，外极板6-1通过绝缘连接件与出口端管1连接并同步移动，内极板6-5通过绝缘连接件与出口端管1连接并同步移动，例如，外极板6-1设置在保护罩上，保护罩连接在出口端管上，内极板6-5与保护罩挡块连接，保护罩挡块连接在入口端管上，如图2所示，在连接时保证外极管和内极管均不与波纹管接触，外极管与内极管之间也不接触，外极板6-1套设在内极板6-5的外侧，使外极板6-1和内极板6-5之间设有圆柱状间隙，如图1所示，外极板与内极板具有相同的宽度，在初始状态下两边沿相对齐。
为防止外部环境对位移检测装置的影响，可以内极板与外极板的外侧加入绝缘保护套，即不会影响两极板的使用，又能起到保护作用。
一种内压型膨胀节轴向位移检测装置，由外盖板、外底板、外极板、内盖板、内底板、内极板以及电容外部检测电路组成。其中外盖板、外底板、内盖板、内底板为非金属绝缘材料制作，外极板与内极板为金属材料制作。外极板与内极板相互绝缘隔离，因此二者组成圆柱状电容，电容外径为R1，内径为R2，轴向距离为L，电容值C大小如公式1所示。
式中为介电常数。
如图1所示电容的初始状态L=L0，此时电容值C=C0；由式1中可知电容C的变化随L变化呈线性关系，因此如图2所示，当内极板与外极板在轴向发生位移时，利用电容外部检测电路测量得到圆柱状电容的大小值C1，此时发生的位移大小为ΔL，如式2所示。
如图6所示，位移检测装置外极板与保护罩刚性连接，达到与出口端管同步移动的效果；内极板增加端面法兰与保护罩挡块连接，达到与入口端管同步移动的效果；随着膨胀节的拉伸或压缩，位移检测装置内极板与外极板产生轴向移动，圆柱状电容的大小发生变化，通过外部电路检测到电容值的大小即可根据式2计算出所发生的位移。
所述位移检测装置还具有泄漏检测功能，在膨胀节内部介质具有一定导电性的情况下，当膨胀节发生泄漏时，泄漏的介质将流过外底板与内盖板上均布的小孔，如图5所示，将圆柱状电容的内极板与外极板短接，此时电容外部检测电路检测到检测装置的电容值小于单片机内设定最小阀值，则认为膨胀节发生泄漏，通过与单片机上连接的报警装置，提醒泄露。
实施例1：如图6所示，本发明应用于内压型膨胀节轴向位移检测，放松装运杆一端的螺母，位移检测装置外极板与保护罩刚性连接，达到与出口端管同步移动的效果；内极板增加端面法兰与保护罩挡块连接，达到与入口端管同步移动的效果；随着膨胀节的拉伸或压缩，位移检测装置内极板与外极板产生轴向移动，圆柱状电容的大小发生变化，通过外部电路检测到电容值的大小即可根据式2计算出所发生的位移。在内部介质具有一定导电性的情况下，当内部介质泄漏时，介质流经外底板与内盖板的小孔，将内极板与外极板短接，外部电路检测到检测装置的电容值小于设定最小阀值，则认为膨胀节发生泄漏。
本发明膨胀节位移检测装置具有以下特点及用途：
1）本发明所述的位移检测装置可以用于内压型膨胀节的轴向位移检测，结构简单便于安装，无需设计保护装置，利用膨胀节自身的保护罩实现对检测装置的安装与保护。
2）本发明所述的位移检测装置除具有位移检测功能外，在膨胀节内部介质可导电的情况下，还具有介质泄漏检测功能。
3）本发明所述的位移检测装置检测元件与外部电路采用分离设计的方案，可适用于直埋式膨胀节的工况。
4）本发明所述的位移检测装置中外盖板、外底板、内盖板、内底板可采用耐高温绝缘材料制作，则可适用于高温工况。
Claims (3)
1.一种内压型膨胀节轴向位移检测装置，设置在包括波纹管（5）、入口端管（8）和出口端管（1）的内压型膨胀节上，波纹管（5）的两端分别连接入口端管（8）和出口端管（1），其特征在于：位移检测装置包括外极板（6-1）、内极板（6-5）和电容外部检测电路，电容外部检测电路分别与外极板（6-1）和内极板（6-5）连接，检测外极板（6-1）和内极板（6-5）之间的电容值，外极板（6-1）和内极板（6-5）均为直筒形金属板，外极板（6-1）和内极板（6-5）均套设在波纹管的外侧，并与内压型膨胀节同轴线设置，外极板（6-1）通过绝缘连接件与出口端管（1）连接并同步移动，内极板（6-5）通过绝缘连接件与出口端管（1）连接并同步移动，外极板（6-1）套设在内极板（6-5）的外侧，使外极板（6-1）和内极板（6-5）之间设有圆柱状间隙。
2.如权利要求1所述的一种内压型膨胀节轴向位移检测装置，其特征在于：所述的外极板（6-1）的外侧包覆绝缘保护套，内极板（6-5）外侧包覆有绝缘保护套。
3.如权利要求2所述的一种内压型膨胀节轴向位移检测装置，其特征在于：所述的外极板（6-1）的绝缘保护套的底面上设有开设至外极板（6-1）表面的小孔（6-7），内极板（6-5）的绝缘保护套的顶面上设有开设至内极板（6-5）表面的小孔（6-7）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910065142.9A CN109838695B (zh) | 2019-01-23 | 2019-01-23 | 一种内压型膨胀节轴向位移检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910065142.9A CN109838695B (zh) | 2019-01-23 | 2019-01-23 | 一种内压型膨胀节轴向位移检测装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109838695A true CN109838695A (zh) | 2019-06-04 |
| CN109838695B CN109838695B (zh) | 2020-11-17 |
Family
ID=66884027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910065142.9A Active CN109838695B (zh) | 2019-01-23 | 2019-01-23 | 一种内压型膨胀节轴向位移检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109838695B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110397817A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-01 | 陈浩然 | 一种轴向型膨胀节 |
| CN111397775A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-07-10 | 重庆交通大学 | 一种预应力监测装置 |
| CN112212111A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-12 | 洛阳双瑞特种装备有限公司 | 一种用电磁力约束波纹管膨胀节压力推力的方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2619890B1 (fr) * | 1987-08-25 | 1990-03-09 | Electricite De France | Systeme de detection d'une fuite dans une conduite de fluide a haute temperature |
| US20050062487A1 (en) * | 2003-08-09 | 2005-03-24 | Heinrich Strackbein | Method for the detection of leaks in components conducting liquids and device for executing the method |
| CN204479013U (zh) * | 2015-03-17 | 2015-07-15 | 华侨大学 | 高精度差动式多层环形电容测微仪 |
| CN204854682U (zh) * | 2015-05-11 | 2015-12-09 | 博瓦(上海)波纹管技术有限公司 | 一种半环绕式波纹管道路试验夹具 |
| CN205580372U (zh) * | 2016-04-15 | 2016-09-14 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北分公司 | 一种膨胀器位移指示装置 |
| CN106051470A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-26 | 沈阳化工大学 | 一种基于物联网的波纹补偿器无线监测系统 |
| CN107883198A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-04-06 | 中国石油大学(华东) | 一种油气管道焊缝泄漏监测装置 |
| CN207195868U (zh) * | 2017-09-19 | 2018-04-06 | 江苏沃凯氟密封科技有限公司 | 一种改良型波纹管 |
| CN207540518U (zh) * | 2017-11-13 | 2018-06-26 | 航天晨光股份有限公司 | 一种测量复式拉杆型膨胀节横向位移的装置 |
| CN207779364U (zh) * | 2017-11-13 | 2018-08-28 | 航天晨光股份有限公司 | 一种测量波纹补偿器轴向和角向位移的装置 |
| CN108869881A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-11-23 | 柳州东方工程橡胶制品有限公司 | 一种管道减隔震装置及其施工方法 |
-
2019
- 2019-01-23 CN CN201910065142.9A patent/CN109838695B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2619890B1 (fr) * | 1987-08-25 | 1990-03-09 | Electricite De France | Systeme de detection d'une fuite dans une conduite de fluide a haute temperature |
| US20050062487A1 (en) * | 2003-08-09 | 2005-03-24 | Heinrich Strackbein | Method for the detection of leaks in components conducting liquids and device for executing the method |
| CN204479013U (zh) * | 2015-03-17 | 2015-07-15 | 华侨大学 | 高精度差动式多层环形电容测微仪 |
| CN204854682U (zh) * | 2015-05-11 | 2015-12-09 | 博瓦(上海)波纹管技术有限公司 | 一种半环绕式波纹管道路试验夹具 |
| CN205580372U (zh) * | 2016-04-15 | 2016-09-14 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北分公司 | 一种膨胀器位移指示装置 |
| CN106051470A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-26 | 沈阳化工大学 | 一种基于物联网的波纹补偿器无线监测系统 |
| CN207195868U (zh) * | 2017-09-19 | 2018-04-06 | 江苏沃凯氟密封科技有限公司 | 一种改良型波纹管 |
| CN107883198A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-04-06 | 中国石油大学(华东) | 一种油气管道焊缝泄漏监测装置 |
| CN207540518U (zh) * | 2017-11-13 | 2018-06-26 | 航天晨光股份有限公司 | 一种测量复式拉杆型膨胀节横向位移的装置 |
| CN207779364U (zh) * | 2017-11-13 | 2018-08-28 | 航天晨光股份有限公司 | 一种测量波纹补偿器轴向和角向位移的装置 |
| CN108869881A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-11-23 | 柳州东方工程橡胶制品有限公司 | 一种管道减隔震装置及其施工方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 周继明等: "《传感技术与应用》", 31 January 2016, 中南大学出版社 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110397817A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-01 | 陈浩然 | 一种轴向型膨胀节 |
| CN111397775A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-07-10 | 重庆交通大学 | 一种预应力监测装置 |
| CN111397775B (zh) * | 2020-04-21 | 2021-11-19 | 重庆交通大学 | 一种预应力监测装置 |
| CN112212111A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-12 | 洛阳双瑞特种装备有限公司 | 一种用电磁力约束波纹管膨胀节压力推力的方法 |
| CN112212111B (zh) * | 2020-09-30 | 2022-02-01 | 洛阳双瑞特种装备有限公司 | 一种用电磁力约束波纹管膨胀节压力推力的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109838695B (zh) | 2020-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109838695A (zh) | 一种内压型膨胀节轴向位移检测装置 | |
| CN105353223B (zh) | 一种使用电容耦合式非接触电导测量装置的测量方法 | |
| CN104950019A (zh) | 水质检测装置及方法 | |
| CN207795230U (zh) | 一种电导探针传感器以及应用其的含水率测量装置 | |
| CN205080193U (zh) | 基于环状结构的非接触式流体电阻抗测量装置 | |
| CN209495646U (zh) | 一种变电站gis母线筒波纹管伸缩位移的监测装置 | |
| CN104568054B (zh) | 一种加热式差分热电阻液位传感器及其测量液位的方法 | |
| CN208902327U (zh) | 精巧型差压传感装置 | |
| CN107389747B (zh) | 气液两相干度测量系统 | |
| CN201532229U (zh) | 抗电极脏污的电接点液位计 | |
| CN110763294B (zh) | 一种双电容两相流参数测量仪及测量方法 | |
| CN102879717A (zh) | 一种对电缆局部放电在线检测的传感系统 | |
| CN202209964U (zh) | 一种流体流速流量测量装置 | |
| CN108828029B (zh) | 基于插入式电容传感器的含水率测量装置 | |
| CN102645553B (zh) | 一种流体流速流量测量装置及方法 | |
| US4524627A (en) | Electromagnetic flow meter | |
| CN203133186U (zh) | 一种滤油器的液体流动带电测量装置 | |
| CN105301365A (zh) | 非接触式流体电阻抗测量装置及方法 | |
| CN205080194U (zh) | 基于径向结构的非接触式流体电阻抗测量装置 | |
| CN103630195A (zh) | 采用金属垫作感应电极的电容式水位传感器 | |
| CN110186515B (zh) | 一种蒸汽计量装置 | |
| CN102928050A (zh) | 一种无测量盲区的多段导纳液位界面仪 | |
| CN107219267B (zh) | 工业流通式低电导电极石墨传感器 | |
| CN109780357A (zh) | 一种具有轴向位移检测装置的外压型膨胀节 | |
| CN207832378U (zh) | 一种真空测量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No.88, Binhe North Road, hi tech Zone, Luoyang City, Henan Province Patentee after: CSSC Shuangrui (Luoyang) special equipment Co.,Ltd. Address before: No.88, Binhe North Road, hi tech Zone, Luoyang City, Henan Province Patentee before: LUOYANG SUNRUI SPECIAL EQUIPMENT Co.,Ltd. |