CN110779816A - 用于检测柔性管线的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于检测柔性管线的检测装置，包括有机架，机架上设有控制装置和与控制装置可通信地连接的弯曲刚度检测机构、扭转刚度检测机构、拉伸刚度检测机构；弯曲刚度检测机构包括弯曲刚度检测装置、第一加热装置和第一低温装置；弯曲刚度检测装置包括第一施力装置和设在第一施力装置上的第一检测装置；扭转刚度检测机构包括扭转刚度检测装置、第二加热装置和第二低温装置，扭转刚度检测装置包括第二施力装置和设在第二施力装置上的第二检测装置；拉伸刚度检测机构包括第三施力装置和设在第三施力装置上的第三检测装置。如此设置，解决了现有的柔性管线测试装置自动化程度低、效率低下、准确度低，且不具备高低温情况下检测的问题。
Description
技术领域
本申请涉及柔性管线检测技术领域，更具体地说，涉及一种用于检测柔性管线的检测装置。
背景技术
柔性导线、电缆和胶管是汽车、航空、船舶等工业产品中的重要组成部分，本专利通称为柔性管线。柔性管线在布置时，布置空间狭小，通常面临高温、高压等恶劣环境，要求管线设计的空间布置走向与实际走向偏差要小。
目前测试柔性管线弯曲刚度的方法是利用简支梁原理，柔性管线一端利用钢结构架限制位移，另一端利用吊机牵引钢链给柔性管线施加力，在钢链上添加传感器，测量拉力及变形。使用该方法进行测量存在以下缺点：一是测量精度低，吊机通过钢链加力后不稳定，导致传感器的数据一直变化，而且变化范围较大，从而导致测量结构不准确；二是测量时没有安装接头，柔性管线是通过接头传力的，如果不考虑接头无法考虑各层之间的相互作用，所以刚度测量值也不准。
目前测试柔性管线扭转刚度和拉伸刚度的方法是将安装有接头的柔性管线一端固定，另一端接头上焊接钢梁，通过吊车在钢梁的另一端加力扭转或拉伸，该力传到柔性管线上即为扭矩或拉力，吊车的牵引线上布置传感器测力，钢梁上布置传感器测量钢梁的位置，从而推出柔性管线的扭转角度，通过力及扭转角度计算得出柔性管线的扭转刚度和拉伸刚度。该试验方法的缺点在于测量精度低，一是由于吊车的力不稳定；二是由于接头的刚度与柔性管线的刚度不一致，所以钢梁的扭转角度无法准确反映柔性管线的扭转角，并且自动化程度低下，不便于控制。
所以现有技术中测量柔性管线的弯曲、扭转和拉伸刚度的方式自动化程度低，测试时间较长，不具备高低温情况下的检测。
因此，如何解决现有的柔性管线测试装置自动化程度低、效率低下、准确度低、不具备高低温情况下检测的问题，成为本领域技术人员所需解决的重要问题。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种用于检测柔性管线的检测装置，其能够解决现有的柔性管线测试装置自动化程度低、效率低下、准确度低，且不具备高低温情况下检测的问题。
本发明提供了一种用于检测柔性管线的检测装置，包括有机架，所述机架上设置有用于检测测试样件弯曲刚度的弯曲刚度检测机构、用于检测所述测试样件扭转刚度的扭转刚度检测机构、用于检测所述测试样件拉伸刚度的拉伸刚度检测机构和控制装置；
所述弯曲刚度检测机构包括有弯曲刚度检测装置、用于给所述测试样件加热的第一加热装置和用于给所述测试样件制冷的第一低温装置；所述弯曲刚度检测装置包括有用于使所述测试样件弯曲的第一施力装置和用于检测所述测试样件弯曲刚度的第一检测装置，所述第一检测装置设置在所述第一施力装置上；
所述扭转刚度检测机构包括有扭转刚度检测装置、用于给所述测试样件加热的第二加热装置和用于给所述测试样件制冷的第二低温装置，所述扭转刚度检测装置包括有用于扭转所述测试样件的第二施力装置和用于检测所述测试样件扭转刚度的第二检测装置，所述第二检测装置设置在所述第二施力装置上；
所述拉伸刚度检测机构包括有用于拉伸所述测试样件的第三施力装置和用于检测所述测试样件拉伸刚度的第三检测装置，所述第三检测装置设置在所述第三施力装置上；
所述弯曲刚度检测机构、所述扭转刚度检测机构和所述拉伸刚度检测机构均与所述控制装置可通信地连接。
优选地，所述第一施力装置包括有用于固定所述测试样件的弯曲测量支座、设置在所述弯曲测量支座上方的压紧杆和用于控制所述压紧杆靠近或远离所述弯曲测量支座的伸缩装置，所述伸缩装置固定设置在所述机架上、且设置在所述压紧杆的上方，所述第一检测装置包括有固定在所述机架上的激光位移传感器、设置在所述压紧杆上的测量片和设置在所述压紧杆与所述伸缩装置之间的弯曲测量压力传感器，所述激光位移传感器与所述测量片位于同一直线上、以使所述激光位移传感器的激光能够照射到所述测量片上；且所述激光位移传感器和所述弯曲测量压力传感器与所述控制装置可通信地连接。
优选地，所述第二施力装置包括有用于夹持所述测试样件的上气动夹爪和下气动夹爪、用于驱动所述上气动夹爪转动的扭转电机，所述第二检测装置包括有用于测量所述测试样件扭矩的扭矩传感器和用于测量所述测试样件扭转位移的扭转位移传感器，所述扭矩传感器设置在所述下气动夹爪上，所述扭转位移传感器设置在所述机架上且位于所述下气动夹爪的一侧，且所述扭矩传感器和所述扭转位移传感器均与所述控制装置可通信地连接。
优选地，所述第三施力装置包括有拉伸刚度电缸模组、一端与所述上气动夹爪相连接的拉伸铰链，所述拉伸铰链的另一端固定连接在所述拉伸刚度电缸模组的丝杠的顶端、以使所述拉伸铰链能够带动所述上气动夹爪远离所述下气动夹爪，所述第三检测装置包括有拉伸S型拉压力传感器和拉伸电机角编码器，所述拉伸S型拉压力传感器设置在所述丝杠与所述拉伸铰链之间，所述拉伸电机角编码器设置在所述拉伸刚度电缸模组的电机输出轴上，所述拉伸S型拉压力传感器和所述拉伸电机角编码器均与所述控制装置可通信地连接。
优选地，所述第一加热装置包括有设置在所述机架上的第一石英管加热源、设置在所述弯曲测量支座下方的第二石英管加热源和设置在所述机架上的第一加热源气缸，所述第二石英管加热源位于所述弯曲测量支座远离所述第一石英管加热源的一侧，所述第一加热源气缸设置在所述第二石英管加热源的下方，且所述第一加热源气缸能够驱动所述第二石英管加热源移动至所述第一石英管加热源相齐平的位置。
优选地，所述第一低温装置包括有可滑动地设置在所述机架上的且用于密封所述弯曲测量支座的第一保温罩、用于给所述第一保温罩内制冷的制冷压缩机和用于驱动所述第一保温罩靠近或远离所述弯曲测量支座的第一保温罩气缸，所述第一保温罩气缸设置在所述机架上，且所述第一保温罩气缸位于所述第一保温罩的下方，所述第一保温罩设置有供所述压紧杆伸入的通槽。
优选地，所述第二加热装置包括有位于所述第二施力装置右侧的第三石英管加热源、位于所述第二施力装置左侧的第四石英管加热源、用于驱动所述第三石英管加热源靠近或远离所述上气动夹爪的的第二加热源气缸和用于驱动所述第四石英管加热源靠近或远离所述上气动夹爪的第三加热源气缸，所述第二加热源气缸和所述第三加热源气缸固定设置在所述机架上，且分别能够驱动所述第三石英管加热源和所述第四石英管加热源靠近或远离所述上气动夹爪，且所述第二加热源气缸和所述第三加热源气缸相对设置。
优选地，所述第二低温装置包括有用于密封所述测试样件的第二保温罩、用于给所述第二保温罩制冷的制冷压缩机和用于驱动所述第二保温罩靠近或远离所述上气动夹爪的第二保温罩气缸，所述第二保温罩和所述第二保温罩气缸均设置在所述下气动夹爪的下方，且所述第二保温罩气缸固定设置在机架上，所述第二保温罩气缸能够驱动所述第二保温罩将所述上气动夹爪和所述下气动夹爪全部密封。
优选地，还包括有设置在所述机架上的液压站和两个分别用于连接在所述测试样件两端的密封接头，其中一个所述密封接头通过液压软管与所述液压站的液压回油回路相连通，另一个所述密封接头通过管路与所述液压站的液压进油回路相连通，所述液压回油回路上设置有用于测量所述液压回油回路内压力的压力表，所述压力表与所述液压站可通信地连接。
优选地，所述弯曲测量支座包括有用于固定所述测试样件两端的两个支座和设置在所述机架上的支座导轨，两个所述支座设置在所述支座导轨上，且能够沿所述支座导轨相互靠近或相互远离。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在弯曲刚度的测量中，当需要测量常温状态下测试样件的弯曲刚度时，操作人员通过控制装置控制第一施力装置对测试样件施力，使测试样件弯曲后，第一检测装置进行检测；当需要测量高温状态下测试样件的弯曲刚度时，操作人员通过控制装置控制第一加热装置对测试样件加热、并控制第一施力装置对测试样件施力，第一检测装置对测试样件进行检测；当需要测量低温状态下测试样件的弯曲刚度时，操作人员通过控制装置控制第一低温装置对测试样件降温、并控制第一施力装置对测试样件施力，第一检测装置对测试样件进行检测，如此，既可以测量常温状态下测试样件的弯曲刚度，又可以测量出高温和低温状态下测试样件的弯曲刚度；
在扭转刚度的测量中，当需要测量常温状态下测试样件的扭转刚度时，操作人员通过控制装置控制第二施力装置对测试样件施力，使测试样件扭转后，第二检测装置进行检测；当需要测量高温状态下测试样件的扭转刚度时，操作人员通过控制装置控制第二加热装置对测试样件加热、并控制第二施力装置对测试样件施力，第二检测装置对测试样件进行检测；当需要测量低温状态下测试样件的扭转刚度时，操作人员通过控制装置控制第二低温装置对测试样件降温、并控制第二施力装置对测试样件施力，第二检测装置对测试样件进行检测，如此，既可以测量常温状态下测试样件的扭转刚度，又可以测量出高温和低温状态下测试样件的扭转刚度；
在拉伸刚度的测量中，当需要测量常温状态下测试样件的拉伸刚度时，操作人员通过控制装置控制第三施力装置对测试样件施力，使测试样件拉伸后，第三检测装置进行检测；当需要测量高温状态下测试样件的拉伸刚度时，操作人员通过控制装置控制第二加热装置对测试样件加热、并控制第三施力装置对测试样件施力，第三检测装置对测试样件进行检测；当需要测量低温状态下测试样件的拉伸刚度时，操作人员通过控制装置控制第二低温装置对测试样件降温、并控制第三施力装置对测试样件施力，第三检测装置对测试样件进行检测，如此，既可以测量常温状态下测试样件的拉伸刚度，又可以测量出高温和低温状态下测试样件的拉伸刚度。
如此设置，解决了现有的柔性管线测试装置自动化程度低、效率低下、准确度低，且不具备高低温情况下检测的问题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种用于检测柔性管线的检测装置的立体图；
图2是根据一示例性实施例示出的弯曲刚度检测机构的结构图；
图3是根据一示例性实施例示出的扭转刚度检测机构的结构图；
图4是根据一示例性实施例示出的拉伸刚度检测机构的结构图；
图5是根据一示例性实施例示出的扭转刚度检测机构的主视图；
图6是根据一示例性实施例示出的扭转刚度检测机构的侧视图。
图中：
1-测试样件，2-第一保温罩，3-第一石英管加热源，4-第一保温罩气缸，5-第一加热源气缸，6-支座导轨，7-弯曲测量支座，8-第二石英管加热源，9-支撑柱，10-伸缩装置，11-测量片，12-激光位移传感器，13-弯曲测量压力传感器，14-压紧杆，15-弯曲测量高压硬管，16-液压站，17-液压软管，18-第三石英管加热源，19-高温保护罩，20-竖直导轨，21-扭转支撑板，22-扭转支撑柱，23-扭转拉伸液压硬管，24-扭转电机，25-上气动夹爪，26-下气动夹爪，27-扭转位移传感器，28-第二保温罩，29-第二保温罩气缸，30-拉伸刚度电缸模组，31-拉伸S型拉压力传感器，32-拉伸铰链，33-控制界面，34-弯曲刚度检测机构，35-扭转刚度检测机构，36-控制柜。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。
参照附图1-6，本具体实施方式提供了一种用于检测柔性管线的检测装置，包括有机架，机架上设置有弯曲刚度检测机构34、扭转刚度检测机构35、拉伸刚度检测机构和控制装置，弯曲刚度检测机构34、扭转刚度检测机构35、拉伸刚度检测机构均与控制装置可通信地连接或电连接，操作人员可以通过控制装置来控制弯曲刚度检测机构34、扭转刚度检测机构35和拉伸刚度检测机构，以便于实现自动化控制。
弯曲刚度检测机构34包括有弯曲刚度检测装置、用来给测试样件1加热的第一加热装置和用来给测试样件1降温的第一低温装置，并且弯曲刚度检测装置包括有用于使测试样件1弯曲的第一施力装置和第一检测装置，第一检测装置设置在第一施力装置上，以通过对第一施力装置的测量来间接地测量出测试样件1的弯曲刚度；
在弯曲刚度的测量中，当需要测量常温状态下测试样件1的弯曲刚度时，操作人员通过控制装置控制第一施力装置对测试样件1施力，使测试样件1弯曲后，第一检测装置进行检测；当需要测量高温状态下测试样件1的弯曲刚度时，操作人员通过控制装置控制第一加热装置对测试样件1加热、并控制第一施力装置对测试样件1施力，第一检测装置对测试样件1进行检测；当需要测量低温状态下测试样件1的弯曲刚度时，操作人员通过控制装置控制第一低温装置对测试样件1降温、并控制第一施力装置对测试样件1施力，第一检测装置对测试样件1进行检测，如此，既可以测量常温状态下测试样件1的弯曲刚度，又可以测量出高温和低温状态下测试样件1的弯曲刚度。
扭转刚度检测机构35包括有扭转刚度检测装置、用来给测试样件1加热的第二加热装置和用来给测试样件1降温的第二低温装置，扭转刚度检测装置包括有用于扭转测试样件1的第二施力装置和第二检测装置，第二检测装置设置在第二施力装置上，以通过对第二施力装置的测量来间接地测量出测试样件1的扭转刚度；
在扭转刚度的测量中，当需要测量常温状态下测试样件1的扭转刚度时，操作人员通过控制装置控制第二施力装置对测试样件1施力，使测试样件1扭转后，第二检测装置进行检测；当需要测量高温状态下测试样件1的扭转刚度时，操作人员通过控制装置控制第二加热装置对测试样件1加热、并控制第二施力装置对测试样件1施力，第二检测装置对测试样件1进行检测；当需要测量低温状态下测试样件1的扭转刚度时，操作人员通过控制装置控制第二低温装置对测试样件1降温、并控制第二施力装置对测试样件1施力，第二检测装置对测试样件1进行检测，如此，既可以测量常温状态下测试样件1的扭转刚度，又可以测量出高温和低温状态下测试样件1的扭转刚度。
拉伸刚度检测装置包括有用于拉伸测试样件1的第三施力装置和第三检测装置；第三检测装置设置在第三施力装置上，以通过对第三施力装置的测量来间接地测量出测试样件1的拉伸刚度；
在拉伸刚度的测量中，当需要测量常温状态下测试样件1的拉伸刚度时，操作人员通过控制装置控制第三施力装置对测试样件1施力，使测试样件1拉伸后，第三检测装置进行检测；当需要测量高温状态下测试样件1的拉伸刚度时，操作人员通过控制装置控制第二加热装置对测试样件1加热、并控制第三施力装置对测试样件1施力，第三检测装置对测试样件1进行检测；当需要测量低温状态下测试样件1的拉伸刚度时，操作人员通过控制装置控制第二低温装置对测试样件1降温、并控制第三施力装置对测试样件1施力，第三检测装置对测试样件1进行检测，如此，既可以测量常温状态下测试样件1的拉伸刚度，又可以测量出高温和低温状态下测试样件1的拉伸刚度。
需要说明的是，这里的测试样件1为柔性管线。
其中，如图1所示，控制装置包括有控制界面33和控制柜36，控制界面33和控制柜36电连接，并且控制界面33上设置有多个控制按钮，以分别控制第一施力装置、第二施力装置、第三施力装置、第一加热装置，第二加热装置，第一低温装置、第二低温装置，控制界面33上还设置有用于显示检测数值的显示屏，以将第一检测装置、第二检测装置和第三检测装置所检测到的数值显示出来，以使操作人员直观地知道。该控制装置还包括有上位机，使上位机与控制柜36可通信地连接，并在上位机内编写有人机界面交互程序，以用来用于检测柔性管线刚度，上位机通过人机界面交互程序来实现对控制柜36的控制，并进行数据采集和数据处理。如此，便于实现自动化控制。
如此设置，解决了现有的柔性管线测试装置自动化程度低、效率低下、准确度低，且不具备高低温情况下检测的问题。
本实施例中，如图2所示，第一施力装置包括有弯曲测量支座7、压紧杆14和伸缩装置10，弯曲测量支座7固定在机架上，并用来固定测试样件1，压紧杆14设置在弯曲测量支座7的上方，并且压紧杆14的底端能够作用于测试样件1上，能够对测试样件1施加向下的压力，使测试样件1向下弯曲，伸缩装置10设置在机架上、并且压紧杆14固定在伸缩装置10上，伸缩装置10能够控制压紧杆14靠近或远离弯曲测量支座7(即靠近或远离测试样件1)，以便于对测试样件1施力。
需要说明的是，如图2所示，机架上设置有支撑柱9，伸缩装置10设置在支撑柱9的顶端，以便于控制压紧杆14上下移动，并且伸缩装置10可以为电缸，该电缸与控制装置可通信地连接或电连接，以便于操作人员控制。
电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将伺服电机最佳优点-精确转速控制，精确转数控制，精确扭矩控制转变成-精确速度控制，精确位置控制，精确推力控制；实现高精度直线运动系列的全新革命性产品。特点为：闭环伺服控制，控制精度达到0.01mm；精密控制推力，增加压力传感器，控制精度可达1％；很容易与控制系统连接，实现高精密运动控制。噪音低，节能，干净，高刚性，抗冲击力，超长寿命，操作维护简单。电缸可以在恶劣环境下无故障，防护等级可以达到IP66。长期工作，并且实现高强度，高速度，高精度定位，运动平稳，低噪音。
如图2所示，并且第一检测装置包括有激光位移传感器12、测量片11和弯曲测量压力传感器13，激光位移传感器12设置在机架上，这里，激光位移传感器12设置在支撑柱9上，测量片11设置在压紧杆14上，激光位移传感器12与测量片11位于同一直线上，以使激光位移传感器12的激光能够照射到测量片11上，并能够由测量片11反射回激光位移传感器12上，这样压紧杆14能够带动测量片11移动，激光位移传感器12能够根据由测量片11反射回的激光得出测量片11移动的距离，即可以得出压紧杆14移动的距离，便可以得出测试样件1弯曲的深度。
需要说明的是，激光位移传感器12能够利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光位移传感器12就是利用激光的这些优点制成的新型测量仪表，由激光器、激光检测器和测量电路组成，激光位移传感器12的激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面，经物体反射的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。
如图2所示，而弯曲测量压力传感器13设置在压紧杆14与伸缩装置10之间，伸缩装置10带动压紧杆14挤压测试样件1，测试样件1反馈给压紧杆14一个力，而这个力即为压紧杆14施加给测试样件1的力(即测试样件1所受的力)，则由压紧杆14传递给弯曲测量压力传感器13，弯曲测量压力传感器13则能够检测出测试样件1所受压紧杆14的力。
激光位移传感器12和弯曲测量压力传感器13均与控制装置可通信地连接或电连接，即激光位移传感器12和弯曲测量压力传感器13可以将所测量的数值传递给控制装置，以供控制装置显示或计算，以使操作人员可以清楚地知道。
根据弯曲刚度的计算公式可以得出该测试样件1的弯曲刚度值，弯曲刚度的计算公式为：EI＝(F/W)*(l3/48)，这里的F为所受的外力(即弯曲测量压力传感器13所感应到的压力值)，W为弯曲的深度(即激光位移传感器12所测得的位移)，l为该测试样件1的长度。
本实施例中，如图2所示，第一加热装置包括有第一石英管加热源3、第二石英管加热源8和第一加热源气缸5，第一石英管加热源3设置在机架上，这里第一石英管加热源3可以设置在支撑柱9靠近弯曲测量支座7的一侧上，这样，便于对测试样件1加热；第二石英管加热源8位于在弯曲测量支座7远离第一石英管加热源3的一侧，第一加热源气缸5设置在机架上，并位于弯曲测量支座7的下方，第二石英管加热源8固定设置在第一加热源气缸5的活塞杆的顶端，并且通过活塞杆的伸缩能够带动第二石英管加热源8移动，第一加热源气缸5能够驱动第二石英管加热源8移动到与第一石英管加热源3相齐平的位置，并与第一石英管加热源3相对，从而能够从测试样件1的两侧对测试样件1加热，使测试样件1受热更均匀。
其中，弯曲测量支座7上设置有第一温度传感器，控制装置内设置有第一预设温度值，第一温度传感器与控制装置可通信地连接或电连接，当第一加热源气缸5驱动第二石英管加热源8移动到与第一石英管加热源3相对的位置后，控制装置控制第一石英管加热源3和第二石英管加热源8加热，当第一温度传感器所感应到的温度值达到第一预设温度值时，控制装置控制第一石英管加热源3和第二石英管加热源8停止加热，然后第一施力装置对测试样件1施力，并通过第一检测装置对测试样件1进行检测，即可以得到高温状态下测试样件1的弯曲刚度；当测试样件1的温度降为室温后(这里的室温可以为25℃)，控制装置控制第一加热源气缸5驱动第二石英管加热源8回到初始位置。这样，提高了该检测装置的自动化程度，并提高了效率和准确度。
需要说明的是，第一石英管加热源3、第二石英管加热源8和第一加热源气缸5均与控制装置可通信地连接或电连接。
本实施例中，如图2所示，第一低温装置包括有第一保温罩2、制冷压缩机和第一保温罩气缸4，第一保温罩2用来密封弯曲测量支座7，以将测试样件1密封，制冷压缩机与第一保温罩2相连通，并能够对第一保温罩2制冷，以使位于第一保温罩2内的测试样件1的温度降低。
其中，如图2所示，第一保温罩2可滑动地设置在机架上，第一保温罩气缸4设置在机架上，并设置在第一保温罩2的下方，第一保温罩气缸4的活塞杆能够带动第一保温罩2靠近或远离弯曲测量支座7。进一步地，在第一保温罩2内设置有第二温度传感器，第二温度传感器与控制装置可通信地连接，并且控制装置内设置有第二预设温度值，当需要测量低温状态下的测试样件1的弯曲刚度时，操作人员通过控制装置控制第一保温罩气缸4驱动第一保温罩2靠近弯曲测量支座7、直至将弯曲测量支座7密封，再通过制冷压缩机对第一保温罩2制冷，使位于第一保温罩2内的测试样件1降温，当第二温度传感器感应到温度值达到第二预设温度值后，控制装置控制制冷压缩机停止制冷，然后再通过第一施力装置对测试样件1施力，第一检测装置对测试样件1进行检测，当第二温度传感器所感应到的温度值为室温时，第一保温罩气缸4驱动第一保温罩2回复到初始位置。这样，便于实现对测试样件1处于低温状态下的弯曲刚度进行检测。
需要说明的是，为了便于压紧杆14作用于测试样件1，在第一保温罩2上设置有供压紧杆14伸入的通槽。制冷压缩机、第一保温罩气缸4均与控制装置可通信地连接或电连接，以便于实现自动控制。
进一步地，如图2所示，第一保温罩2与第一保温罩气缸4相平行设置，即第一保温罩气缸4水平设置，并且第一保温罩2远离弯曲测量支座7的一端与第一保温罩气缸4的活塞杆顶端相连接，第一保温罩2可以沿第一保温罩2的延伸方向滑动，可以是在活塞杆的顶端固定设置一个与缸体相齐平的一个连接块，使连接块与第一保温罩2相连接，从而使活塞杆便于带动第一保温罩2移动，且第一保温罩气缸4的缸体不会对第一保温罩2的移动产生妨碍作用。
为了便于检测不同直径、不同长短的测试样件1，弯曲测量支座7包括有设置在机架上的支座导轨6和设置在支座导轨6上的两个支座，且两个支座上均设置有夹持部，两个夹持部分别用来夹持测试样件1的两端，两个支座可以沿支座导轨6相互靠近或相互远离，以测试不同长短的测试样件1；其中，两个夹持部均设置有供测试样件1嵌入的卡槽，且卡槽的宽度可以调节，以便于适用于不同粗细的测试样件1。
本实施例中，如图3所示，第二施力装置包括有上气动夹爪25、下气动夹爪26和扭转电机24，上气动夹爪25和下气动夹爪26分别夹持测试样件1的两端、以将测试样件1夹持固定，扭转电机24设置在上气动夹爪25的上方、并能够驱动上气动夹爪25旋转，从而带动测试样件1扭转。
其中，如图3所示，机架上设置有扭转支撑柱22，扭转支撑柱22上设置有扭转支撑板21，扭转电机24设置在扭转支撑板21上，并且扭转电机24的输出轴穿过扭转支撑板21与上气动夹爪25相连接，以带动上气动夹爪25旋转，从而便于控制测试样件1的扭转。
第二检测装置包括有扭矩传感器和扭转位移传感器27，扭矩传感器用来测量测试样件1的扭矩，并且扭矩传感器设置在下气动夹爪26上，如图3所示，即可以设置在下气动夹爪26的夹持部，以便于测量测试样件1的扭矩；扭转位移传感器27设置在机架上，并位于下气动夹爪26的一侧。
需要说明的是，扭转位移传感器27可以为激光位移传感器，可以在上气动夹爪25上设置有测量片，通过激光位移传感器照射到测量片上的激光反射回的激光来测量该测试样件1旋转的位移。
根据扭转刚度的计算公式可以得出扭转刚度值，扭转刚度的计算公式为：GJ＝Mt*l/δ，Mt为扭矩(即该扭矩传感器所测得的数值)，l为该测试样件1的长度，δ为扭转角度。
在测量常温状态下的测试样件1的扭转刚度时，首先将测试样件1竖直夹持在上气动夹爪25和下气动夹爪26之间，扭转电机24带动上气动夹爪25旋转，下气动夹爪26固定不动，在上气动夹爪25转动过程中，扭矩传感器和扭转位移传感器27测量该测试样件1的扭矩和扭转位移。以实现常温状态下的扭转刚度的测量。
如图5所示，第二加热装置包括有第三石英管加热源18、第四石英管加热源、第二加热源气缸和第三加热源气缸，第三石英管加热源18设置在第二施力装置的右侧(即设置在上气动夹爪25的右侧)，第四石英管加热源设置在第二施力装置的左侧(即设置在上气动夹爪25的左侧)，并均能对测试样件1加热，第二加热源气缸和第三加热源气缸均设置在机架上，并相对设置，且第三石英管加热源18和第四石英管加热源分别安装在第二加热源气缸和第三加热源气缸的活塞杆的顶端，以便于第二加热源气缸和第三加热源气缸驱动第三石英管加热源18和第四石英管加热源靠近或远离上气动夹爪25。
其中，如图3所示，第三石英管加热源18和第四石英管加热源远离上气动夹爪25的一侧均设置有高温保护罩19，以避免第三石英管加热源18和第四石英管加热源对测试样件1加热时影响其他设备；并且两个高温保护罩19分别能够随着第三石英管加热源18和第四石英管加热源移动，即两个高温保护罩19分别安装在第二加热源气缸和第三加热源气缸的活塞杆的顶端。
第三石英管加热源18和第四石英管加热源、第二加热源气缸和第三加热源气缸均与控制装置可通信地连接或电连接。
进一步地，可以在上气动夹爪25或下气动夹爪26上设置第三温度传感器，也可以将第三温度传感器设置在高温保护罩19上，以便于测量第三石英管加热源18和第四石英管加热源的温度值，即测量测试样件1所受的温度值；第三温度传感器与控制装置可通信地连接，并且控制装置内设置有第三预设温度值，当第三温度传感器所感应到的温度值达到第三预设温度值时，控制装置控制第三石英管加热源18和第四石英管加热源停止加热。如此，便于实现对测试样件1加热。
在测量高温状态下的测试样件1的扭转刚度时，操作人员通过控制装置控制第二加热源气缸和第三加热源气缸驱动第三石英管加热源18和第四石英管加热源靠近上气动夹爪25直至将测试样件1夹在中间，并控制第三石英管加热源18和第四石英管加热源开始加热，直至达到第三预设温度值后停止加热，扭转电机24带动上气动夹爪25旋转，使测试样件1发生扭转，扭转传感器和扭转位移传感器27对测试样件1进行测量，从而完成高温状态下测试样件1扭转刚度的测量。
当测试样件1的温度降至室温，即第三温度传感器感应到的温度值为室温(25℃)时，控制装置控制第二加热源气缸和第三加热源气缸分别带动第三石英管加热源18和第四石英管加热源回复到初始位置。
如图3、图5和图6所示，第二低温装置包括有第二保温罩28、制冷压缩机和第二保温罩气缸29，第二保温罩28和第二保温罩气缸29均设置在下气动夹爪26的下方，并且第二保温罩气缸29固定设置在机架上，并竖直设置，第二保温罩28设置在第二保温罩气缸29的活塞杆的顶端，第二保温罩气缸29能够通过活塞杆的伸缩驱动第二保温罩28靠近或远离下气动夹爪26；第二保温罩28能够将上气动夹爪25和下气动夹爪26全部密封，即罩在上气动夹爪25和下气动夹爪26外，以将测试样件1密封，并且第二保温罩28与制冷压缩机相连通，制冷压缩机能够对第二保温罩28内制冷，以降低测试样件1的温度，使测试样件1处于低温状态下。
需要说明的是，这里的制冷压缩机可以为上述第一低温装置中的制冷压缩机，也可以为另外设置的制冷压缩机，只需能够对第一保温罩2和第二保温罩28制冷即可，不作具体限定。第二保温罩气缸29与控制装置可通信地连接或电连接。
其中，第二保温罩28内还设置有第四温度传感器，以便于测量测试样件1所受的低温温度，控制装置内设置有第四温度预设值，第四温度传感器与控制装置可通信地连接，当第四温度传感器所感应到的温度值达到第四预设温度值时，控制装置控制制冷压缩机停止制冷，以便于控制测试样件1所受的温度。
当测量低温状态下的测试样件1的扭转刚度时，操作人员先通过控制装置控制第二保温罩气缸29驱动第二保温罩28靠近下气动夹爪26，直至第二保温罩28将上气动夹爪25和下气动夹爪26全部罩住，再通过制冷压缩机对第二保温罩28制冷，使测试样件1处于低温状态，当第四温度传感器感应到的温度达到第四预设温度值时，控制装置控制制冷压缩机停止制冷，扭转电机24带动上气动夹爪25旋转，使测试样件1发生扭转，扭矩传感器和扭转位移传感器27对测试样件1进行测量，即可实现对处于低温状态下的测试样件1的扭转刚度的测量；当第四温度传感器感应到的温度降至室温时，即测试样件1的温度升至室温时，控制装置控制第二保温罩气缸29驱动第二保温罩28回复到初始位置。如此，即可完成低温状态下的测试样件1扭转刚度的测量。
本实施例中，如图4所示，第三施力装置包括有拉伸刚度电缸模组30和拉伸铰链32，拉伸铰链32的一端与上气动夹爪25相连接、另一端连接在拉伸刚度电缸模组30的丝杠的顶端，以使拉伸铰链32能够带动上气动夹爪25远离下气动夹爪26，这样，上气动夹爪25则能够夹住测试样件1的一端远离下气动夹爪26，使测试样件1被拉伸。
拉伸刚度电缸模组30设置在机架上，并能够带动拉伸铰链32上升和下降，以实现上气动夹爪25的上升和下降，从而便于使测试样件1被拉伸。
其中，如图3和图5所示，拉伸铰链32与上气动夹爪25通过扭转支撑板21相连接，为了便于扭转支撑板21向上移动，在扭转支撑柱22上设置有竖直导轨20，扭转支撑板21能够沿竖直导轨20上下移动，以便于拉伸铰链32带动扭转支撑板21移动，从而带动上气动夹爪25移动，从而将测试样件1拉伸。
第三检测装置包括有拉伸S型拉压力传感器31和拉伸电机角编码器，如图4所示，拉伸S型拉压力传感器31设置在丝杠与拉伸铰链32之间，即拉伸S型拉压力传感器31能够感应拉伸铰链32的拉力，拉伸电机角编码器设置在拉伸刚度电缸模组30的电机输出轴上，以便于测量电机的输出轴所转动的角度，以用来计算测试样件1的拉伸长度。
根据拉伸刚度的计算公式可以得出该测试样件1的拉伸刚度，拉伸刚度的计算公式为：EA＝N*(l/Δl),N为该测试样件1所受的拉力(即拉伸S型拉压力传感器31所测得的力值)，l为该测试样件1的长度，Δl为该测试样件1被拉伸的长度(根据拉伸电机角编码器测得的电机输出轴转动的角度值计算得到)。
在测量常温状态下的测试样件1的拉伸刚度时，先将测试样件1竖直夹持于上气动夹爪25和下气动夹爪26之间，拉伸刚度电缸模组30推动拉伸S型拉压力传感器31和拉伸铰链32带动扭转支撑板21远离下气动夹爪26，即带动上气动夹爪25向上移动，拉伸S型拉压力传感器31和拉伸电机角编码器对测试样件1进行测量。
在测量高温状态下的测试样件1的拉伸刚度时，操作人员通过控制装置控制第二加热源气缸和第三加热源气缸驱动第三石英管加热源18和第四石英管加热源靠近上气动夹爪25直至将测试样件1夹在中间，并控制第三石英管加热源18和第四石英管加热源开始加热，直至达到第三预设温度值后停止加热，拉伸刚度电缸模组30推动拉伸S型拉压力传感器31和拉伸铰链32带动扭转支撑板21远离下气动夹爪26，即带动上气动夹爪25向上移动，拉伸S型拉压力传感器31和拉伸电机角编码器对测试样件1进行测量，从而完成高温状态下测试样件1扭转刚度的测量。
在测量低温状态下的测试样件1的拉伸刚度时，操作人员先通过控制装置控制第二保温罩气缸29驱动第二保温罩28靠近下气动夹爪26，直至第二保温罩28将上气动夹爪25和下气动夹爪26全部罩住，再通过制冷压缩机对第二保温罩28制冷，使测试样件1处于低温状态，当第四温度传感器感应到的温度达到第四预设温度值时，控制装置控制制冷压缩机停止制冷，拉伸刚度电缸模组30推动拉伸S型拉压力传感器31和拉伸铰链32带动扭转支撑板21远离下气动夹爪26，即带动上气动夹爪25向上移动，拉伸S型拉压力传感器31和拉伸电机角编码器对测试样件1进行测量；当第四温度传感器感应到的温度降至室温时，即测试样件1的温度升至室温时，控制装置控制第二保温罩气缸29驱动第二保温罩28回复到初始位置。如此，即可完成低温状态下的测试样件1拉伸刚度的测量。
本实施例中，如图2所示，该用于检测柔性管线的检测装置还包括有液压站16和两个密封接头，两个密封接头分别用于连接在测试样件1的两端，并且其中一个密封接头通过液压软管17与液压站16的液压回油回路相连通，另一个密封接头通过管路与液压站16的液压进油回路相连通，这样，液压站16中的液压油可以流入到测试样件1内，便于对测试样件1进行压力检测。
其中，在弯曲刚度检测机构34中，还包括设置在机架上的弯曲测量高压硬管15和用来固定弯曲测量高压硬管15的支撑板，支撑板靠近弯曲测量支座7远离第一保温罩气缸4的一端设置，液压软管17通过弯曲测量高压硬管15接入液压进油回路中，这样，便于测量处于高压状态下的测试样件1的弯曲刚度。
进一步地，如图2所示，支撑板的顶端连接有连接板，连接板与第一保温罩2的通槽相匹配，当第一保温罩2罩在弯曲测量支座7外时，连接板和第一保温罩2相对接，且连接板和第一保温罩2之间仅留有一个供压紧杆14穿过的孔，并且该孔的直径与压紧杆14的直径相等。如此设置，利于减少冷气的泄露，便于减少测试样件1降低到所需温度的时间。
为了检测测试样件1内的压力，在液压回油回路上设置有压力表，并且该压力表与液压站16或控制装置可通信地连接，液压站16与控制装置可通信地连接或电连接，以便于对液压站16进行控制。
需要说明的是，这里的测试样件1为胶管。
当在胶管内部高压状态时对胶管的弯曲刚度进行测量时，将测试样件1水平置于弯曲测量支座7上，并将测试样件1的一端通过密封接头与液压软管17相连，将测试样件1的另一端通过另一个密封接头和软管连接入液压回油回路中，液压软管17通过弯曲测量高压硬管15接入液压进油回路中，控制装置控制液压站16开始缓慢加压，当压力达到预设压力值时，液压站16停止加压，第一施力装置对测试样件1施力，并且第一检测装置对测试样件1进行检测，检测完成后，控制装置控制液压站16泄压。
在扭转刚度检测机构35中，如图3所示，还包括有设置在扭转支撑柱22和扭转支撑板21上的扭转拉伸液压硬管23，扭转拉伸液压硬管23的一端穿过扭转支撑板21通过液压软管17与密封接头相连接，扭转拉伸液压硬管23的另一端穿过扭转支撑柱22与液压站16的液压进油回路相连接。
当在胶管内部高压下测量扭转刚度时，测试样件1竖直夹持与上气动夹爪25和下气动夹爪26之间，测试样件1的上端通过扭转拉伸液压硬管23连接入液压进油回路中，测试样件1的下端通过软管连接入液压回油回路中，液压站16开始缓慢加压，当压力值达到预设压力值时，第二施力装置或第三施力装置开始对测试样件1施力，第二检测装置或第三检测装置对测试样件1进行检测，检测完成后，控制装置控制液压站16泄压。如此，当胶管内部处于高压状态时，便于实现扭转刚度检测和拉伸刚度检测。
需要说明的是，液压站16或控制装置内设置有预设压力值，当压力表检测到的压力值达到预设压力值时，液压站16停止加压。
其中，对胶管进行高温高压和低温高压情况下的弯曲刚度测量时，测量过程为上述弯曲刚度测量中高温测量的方式与高压测量的方式的组合，低温高压测量过程为上述弯曲刚度测量中低温测量的方式与高压测量的方式的组合；对胶管进行高温高压和低温高压情况下的扭转刚度测量时，测量过程为上述高温低温扭转刚度测量方式与高压方式的组合；对胶管进行高温高压和低温高压情况下的拉伸刚度测量时，测量过程为上述高温低温拉伸刚度测量方式与高压方式的组合。
需要说明的是，本文所表述的“第一”“第二”“第三”“第四”等词语，不是对具体顺序的限制，仅仅只是用于区分各个部件或功能。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种用于检测柔性管线的检测装置，其特征在于，包括有机架，所述机架上设置有用于检测测试样件(1)弯曲刚度的弯曲刚度检测机构(34)、用于检测所述测试样件(1)扭转刚度的扭转刚度检测机构(35)、用于检测所述测试样件(1)拉伸刚度的拉伸刚度检测机构和控制装置；
所述弯曲刚度检测机构(34)包括有弯曲刚度检测装置、用于给所述测试样件(1)加热的第一加热装置和用于给所述测试样件(1)制冷的第一低温装置；所述弯曲刚度检测装置包括有用于使所述测试样件(1)弯曲的第一施力装置和用于检测所述测试样件(1)弯曲刚度的第一检测装置，所述第一检测装置设置在所述第一施力装置上；
所述扭转刚度检测机构(35)包括有扭转刚度检测装置、用于给所述测试样件(1)加热的第二加热装置和用于给所述测试样件(1)制冷的第二低温装置，所述扭转刚度检测装置包括有用于扭转所述测试样件(1)的第二施力装置和用于检测所述测试样件(1)扭转刚度的第二检测装置，所述第二检测装置设置在所述第二施力装置上；
所述拉伸刚度检测机构包括有用于拉伸所述测试样件(1)的第三施力装置和用于检测所述测试样件(1)拉伸刚度的第三检测装置，所述第三检测装置设置在所述第三施力装置上；
所述弯曲刚度检测机构(34)、所述扭转刚度检测机构(35)和所述拉伸刚度检测机构均与所述控制装置可通信地连接。
2.根据权利要求1所述的用于检测柔性管线的检测装置，其特征在于，所述第一施力装置包括有用于固定所述测试样件(1)的弯曲测量支座(7)、设置在所述弯曲测量支座(7)上方的压紧杆(14)和用于控制所述压紧杆(14)靠近或远离所述弯曲测量支座(7)的的伸缩装置(10)，所述伸缩装置(10)固定设置在所述机架上、且设置在所述压紧杆(14)的上方，所述第一检测装置包括有固定在所述机架上的激光位移传感器(12)、设置在所述压紧杆(14)上的测量片(11)和设置在所述压紧杆(14)与所述伸缩装置(10)之间的弯曲测量压力传感器(13)，所述激光位移传感器(12)与所述测量片(11)位于同一直线上、以使所述激光位移传感器(12)的激光能够照射到所述测量片(11)上；且所述激光位移传感器(12)和所述弯曲测量压力传感器(13)与所述控制装置可通信地连接。
3.根据权利要求1所述的用于检测柔性管线的检测装置，其特征在于，所述第二施力装置包括有用于夹持所述测试样件(1)的上气动夹爪(25)和下气动夹爪(26)、用于驱动所述上气动夹爪(25)转动的扭转电机(24)，所述第二检测装置包括有用于测量所述测试样件(1)扭矩的扭矩传感器和用于测量所述测试样件(1)扭转位移的扭转位移传感器(27)，所述扭矩传感器设置在所述下气动夹爪(26)上，所述扭转位移传感器(27)设置在所述机架上且位于所述下气动夹爪(26)的一侧，且所述扭矩传感器和所述扭转位移传感器(27)均与所述控制装置可通信地连接。
4.根据权利要求3所述的用于检测柔性管线的检测装置，其特征在于，所述第三施力装置包括有拉伸刚度电缸模组(30)、一端与所述上气动夹爪(25)相连接的拉伸铰链(32)，所述拉伸铰链(32)的另一端固定连接在所述拉伸刚度电缸模组(30)的丝杠的顶端、以使所述拉伸铰链(32)能够带动所述上气动夹爪(25)远离所述下气动夹爪(26)，所述第三检测装置包括有拉伸S型拉压力传感器(31)和拉伸电机角编码器，所述拉伸S型拉压力传感器(31)设置在所述丝杠与所述拉伸铰链(32)之间，所述拉伸电机角编码器设置在所述拉伸刚度电缸模组(30)的电机输出轴上，所述拉伸S型拉压力传感器(31)和所述拉伸电机角编码器均与所述控制装置可通信地连接。
5.根据权利要求2所述的用于检测柔性管线的检测装置，其特征在于，所述第一加热装置包括有设置在所述机架上的第一石英管加热源(3)、设置在所述弯曲测量支座(7)下方的第二石英管加热源(8)和设置在所述机架上的第一加热源气缸(5)，所述第二石英管加热源(8)位于所述弯曲测量支座(7)远离所述第一石英管加热源(3)的一侧，所述第一加热源气缸(5)设置在所述第二石英管加热源(8)的下方，且所述第一加热源气缸(5)能够驱动所述第二石英管加热源(8)移动至所述第一石英管加热源(3)相齐平的位置。
6.根据权利要求2所述的用于检测柔性管线的检测装置，其特征在于，所述第一低温装置包括有可滑动地设置在所述机架上的且用于密封所述弯曲测量支座(7)的第一保温罩(2)、用于给所述第一保温罩(2)内制冷的制冷压缩机和用于驱动所述第一保温罩(2)靠近或远离所述弯曲测量支座(7)的第一保温罩气缸(4)，所述第一保温罩气缸(4)设置在所述机架上，且所述第一保温罩气缸(4)位于所述第一保温罩(2)的下方，所述第一保温罩(2)设置有供所述压紧杆(14)伸入的通槽。
7.根据权利要求4所述的用于检测柔性管线的检测装置，其特征在于，所述第二加热装置包括有位于所述第二施力装置右侧的第三石英管加热源(18)、位于所述第二施力装置左侧的第四石英管加热源、用于驱动所述第三石英管加热源(18)靠近或远离所述上气动夹爪(25)的的第二加热源气缸和用于驱动所述第四石英管加热源靠近或远离所述上气动夹爪(25)的第三加热源气缸，所述第二加热源气缸和所述第三加热源气缸固定设置在所述机架上，且分别能够驱动所述第三石英管加热源(18)和所述第四石英管加热源靠近或远离所述上气动夹爪(25)，且所述第二加热源气缸和所述第三加热源气缸相对设置。
8.根据权利要求4所述的用于检测柔性管线的检测装置，其特征在于，所述第二低温装置包括有用于密封所述测试样件(1)的第二保温罩(28)、用于给所述第二保温罩(28)制冷的制冷压缩机和用于驱动所述第二保温罩(28)靠近或远离所述上气动夹爪(25)的第二保温罩气缸(29)，所述第二保温罩(28)和所述第二保温罩气缸(29)均设置在所述下气动夹爪(26)的下方，且所述第二保温罩气缸(29)固定设置在机架上，所述第二保温罩气缸(29)能够驱动所述第二保温罩(28)将所述上气动夹爪(25)和所述下气动夹爪(26)全部密封。
9.根据权利要求1所述的用于检测柔性管线的检测装置，其特征在于，还包括有设置在所述机架上的液压站(16)和两个分别用于连接在所述测试样件(1)两端的密封接头，其中一个所述密封接头通过液压软管(17)与所述液压站(16)的液压回油回路相连通，另一个所述密封接头通过管路与所述液压站(16)的液压进油回路相连通，所述液压回油回路上设置有用于测量所述液压回油回路内压力的压力表，所述压力表与所述液压站(16)可通信地连接。
10.根据权利要求2所述的用于检测柔性管线的检测装置，其特征在于，所述弯曲测量支座(7)包括有用于固定所述测试样件(1)两端的两个支座和设置在所述机架上的支座导轨(6)，两个所述支座设置在所述支座导轨(6)上，且能够沿所述支座导轨(6)相互靠近或相互远离。
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