CN111811808B - 一种工业用阀门阀体应力测量装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业用阀门阀体应力测量装置及其方法,装置包括计算机、光纤光栅调解器、标定系统和测量系统,标定系统包括定滑轮、托盘、砝码和标定光纤Bragg光栅传感器;测量系统包括阀体和应用光纤Bragg光栅传感器,测量传感器模块固定于所述阀体外壁,用于将阀体的应变转变为波长信号。本发明能够准确地测量阀体不同位置的应变,通过本发明的装置和测量方法,能够得到准确可靠的阀体各位置的应力,从而长期、实时、在线地监测阀体应力应变状态,解决了目前电阻应变测量法测量不准确和无法测量复杂结构的问题,弥补了我国阀体应力测量领域的不足,对于工业阀门长期可靠运行,工业安全生产具有重要意义。

Description

一种工业用阀门阀体应力测量装置及其方法
技术领域
本发明属于工业阀门设计领域,具体涉及一种工业用阀门阀体应力测量装置及其方法。
背景技术
工业阀门作为重大高端技术装备的重要组成部分,在石化、电力、机械、冶金、轻工、化工等工业领域起着关键作用,其主要作用是切断或打开、分配、调节、超压保护等。特别是在重大工程领域应用的关键阀门,如火电超临界及超超临界参数等高温高压阀门,LNG接收站用阀等低温阀门,煤化工用阀等耐磨损、耐腐蚀阀门则要有高的技术要求,一旦阀门出现阀体开裂等事故,将造成重大财产损失与人员伤亡。开展在线安全监测工作,就是要通过对阀门关键点和控制断面的应力、应变、变形等重要物理量的测量以及结构的动力特性等模态参数来评估结构的安全可靠性,及时发现问题,以便采取相应的技术措施防范于未然,把损失降低到最低限度,保证安全可靠和长久耐用。因此,对工业阀门的应变,进行长期、实时、在线监测具有十分重要的意义。
由于阀体结构形式比较复杂,目前我国还未形成有效的阀体应力测量方法,普遍借鉴压力容器的测量方法,即利用电阻应变测量法测量出阀体的应变状况,由材料的应力-应变关系推算出应力状态。但是由于阀体结构形式的复杂性和电阻应变测量法的局限性,这种方法的测量结构不够准确,并且只能针对一些结构比较简单的工业阀门阀体。
因此,如何准确测量工业阀门阀体在工作环境下的应力状态,长期、实时、在线监测阀体应力应变状态,是整个阀门行业亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的缺陷和不足,并提供一种工业用阀门阀体应力测量装置及其方法,从而能够准确地测量阀体不同位置的应变。通过本发明的应力应变关系式,可以得到准确可靠的阀体各位置的应力,从而实现长期、实时、在线地监测阀体应力应变状态,不仅解决了目前电阻应变测量法测量不准确和无法测量复杂结构的问题,而且弥补了我国阀体应力测量领域的不足,对于工业阀门长期可靠运行,工业安全生产具有重要意义。
本发明所采用的具体技术方案如下:
一种工业用阀门阀体应力测量装置,其包括计算机、光纤光栅调解器、标定系统和测量系统,所述计算机和光纤光栅调解器之间通过连接线连通,光纤光栅调解器择一外接标定系统和测量系统;
所述标定系统包括定滑轮、托盘、砝码和标定光纤Bragg光栅传感器,所述光纤光栅调解器通过第一光纤与标定系统相连接,第一光纤的末端串联若干标定光纤Bragg光栅传感器,构成标定传感器模块;标定传感器模块下方连接托盘,所述托盘上放置砝码;第一光纤上架设定滑轮,通过定滑轮改变第一光纤走向,托盘自由悬吊于标定传感器模块下方,标定传感器模块在砝码的重力作用下产生轴向应力;
所述测量系统包括阀体和应用光纤Bragg光栅传感器,所述光纤光栅调解器通过第二光纤与测量系统相连接,第二光纤的末端串联若干应用光纤Bragg光栅传感器共同构成测量传感器模块;测量传感器模块固定于所述阀体外壁,用于将阀体的应变转变为波长信号。
作为优选,所述标定光纤Bragg光栅传感器和应用光纤Bragg光栅传感器均已退火处理且具有相同性能。
作为优选,所述测量传感器模块为多个。
本发明的另一目的在于提供一种使用上述装置测量阀门阀体应力的方法,其包括如下步骤:
1)将所述光纤光栅调解器通过第一光纤外接标定系统,改变所述托盘上砝码的重量,确定标定光纤Bragg光栅传感器的Bragg波长和应变之间的关系;
2)根据等面积补强的原则将阀体分为基础阀体及支路区域和分叉区域两个部分,所述基础阀体及支路区域为阀体内壁没有开口和切口的阀体部分,所述分叉区域为阀体中排除所述基础区域外的其余阀体部分;
3)将所述光纤光栅调解器通过第二光纤外接测量系统,所述测量传感器模块有两种,分别为设于基础阀体及支路区域上的第一测量传感器模块和设于分叉区域上的第二测量传感器模块;所述第一测量传感器模块包括三组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器和五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器,三组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器与阀体的粘贴方式分别为平贴去涂覆层、平贴去涂覆层和平贴有涂覆层,五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器与阀体的粘贴方式分别为有桥去涂覆层、平贴去涂覆层、有桥去涂覆层、平贴中间有涂覆层和有桥中间有涂覆层;
第二测量传感器模块有两个,每个第二测量传感器模块包括五组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器和五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器;五组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器和五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器与阀体的粘贴方式均分别为有桥去涂覆层、平贴去涂覆层、有桥去涂覆层、平贴中间有涂覆层和有桥中间有涂覆层;第一个第二测量传感器模块环绕于分叉区域的阀体干路外壁,第二个第二测量传感器模块环绕于分叉区域的阀体支路外壁;
所述平贴去涂覆层是指用胶黏剂将应用光纤Bragg光栅传感器与阀体直接贴合粘结,并去掉每个应用光纤Bragg光栅传感器周围的胶黏剂;所述平贴有涂覆层是指用胶黏剂将应用光纤Bragg光栅传感器与阀体直接贴合粘结;所述有桥去涂覆层是指将若干应用光纤Bragg光栅传感器绷紧固定于支撑杆上,通过胶黏剂将所有应用光纤Bragg光栅传感器与阀体粘结,并去掉每个应用光纤Bragg光栅传感器周围的胶黏剂;所述平贴中间有涂覆层是指用胶黏剂将应用光纤Bragg光栅传感器与阀体直接贴合粘结,并保留每个应用光纤Bragg光栅传感器之间的胶黏剂;所述有桥中间有涂覆层是指将若干应用光纤Bragg光栅传感器绷紧固定于支撑杆上,通过胶黏剂将所有应用光纤Bragg光栅传感器与阀体粘结,并保留每个应用光纤Bragg光栅传感器之间的胶黏剂。
作为优选,步骤1)中所述改变托盘上砝码重量的方法为:砝码重量从0g开始,测出光纤Bragg光栅的波长;第二次砝码重量加到55.5g,测出光纤Bragg光栅的波长;第三次砝码重量加到92g,测出光纤Bragg光栅的波长;之后每次的砝码重量在上一次的基础上增加50g,依次测出光纤Bragg光栅的波长;按上述过程,重复直至获得的Bragg波长和应变之间呈线性关系。
进一步的,所述托盘上砝码的重量最多为334g。
作为优选,所述步骤1)是在恒温25℃条件下进行的。
作为优选,所述分叉区域的具体范围如下:
沿阀体支路方向的阀体干路两侧外壁分别向外延伸l2长度,为分叉区域的左右边界;分叉区域的上下边界关于阀体支路的中轴线对称,并且使分叉区域面积Ap满足公式:
p×Ap=f×Af×kc
式中,p是阀体的工作压力;Af为补偿的金属有效面积,通过测量阀体尺寸获得;f是阀体材料的许用应力;kc是焊缝的的焊接系数。
作为优选,步骤3)中所述胶黏剂为环氧树脂胶,所述支撑杆为钢材。
作为优选,所述步骤3)中第一个第二测量传感器模块水平环绕于距离阀体支路外壁0.5l0处的阀体干路上,第二个第二测量传感器模块竖直环绕于距离阀体干路外壁0.5l2处的阀体支路上;l0和l2的长度分别通过公式和确定:
Figure BDA0002583557380000031
Figure BDA0002583557380000032
式中,d0是阀体干路的直径,e0是阀体干路的壁厚,d1是阀体支路的直径,e1是阀体支路的壁厚。
本发明相对于现有技术而言,具有以下有益效果:
1)本发明的装置可适用于复杂阀体结构的应力测量,考虑到阀体的结构形式和成型方式,将阀体根据等面积补强的原则分为基础阀体及支路区域和分叉区域两个部分,分别进行阀体应力的测量;该种方式使得测量结果更为准确,更符合阀体在实际工作状态下的应力分布;
2)本发明的装置采用光纤Bragg光栅传感器测量,相较于借鉴压力容器的电阻应变片测量方法更加准确,并且本装置在使用时具备良好的重复性、线性度和灵敏度,这些优势是电阻应变片所不具备的;
3)本发明的装置可以实现长期、实时、在线监测工作环境下阀体关键点的应力状态,并且可以配合企业云系统使用,实时上传数据,不仅能促进生产过程智能化,还能保证工业生产的安全可靠进行。
附图说明
图1为本发明装置的光纤光栅调解器外接标定系统时的结构示意图;
图2为本发明装置的光纤光栅调解器外接测量系统时的结构示意图;
图3为图2中阀体的放大结构示意图;
图4为本发明装置阀体的结构示意图;
图5为本发明阀体的基础阀体及支路区域和分叉区域的划分示意图;
图6为本发明阀体的光纤Bragg光栅粘贴方式示意图;
图7为本发明阀体的基础阀体及支路区域中光纤Bragg光栅粘贴方式示意图;
图8为本发明阀体的分叉区域中光纤Bragg光栅粘贴方式示意图;
图中:计算机1,连接线2,光纤光栅调解器3,第一光纤41,第二光纤42,定滑轮5,标定光纤Bragg光栅传感器6,托盘7,砝码8,阀体9,基础阀体及支路区域10,分叉区域11,应用光纤Bragg光栅传感器12。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下,均可进行相应组合。
一种工业用阀门阀体应力测量装置,其包括计算机1、光纤光栅调解器3、标定系统和测量系统,其中,计算机1和光纤光栅调解器3之间通过连接线2连通,光纤光栅调解器3择一外接标定系统和测量系统。计算机1用以处理来自光纤光栅调节器3输出的电信号,同时显示计算结果。光纤光栅调节器3将光纤4中的波长信号转变为电信号,同时传输至计算机1。
如图1所示,为本发明装置的光纤光栅调解器外接标定系统时的结构示意图。该标定系统包括定滑轮5、托盘7、砝码8和标定光纤Bragg光栅传感器6,光纤光栅调解器3通过第一光纤41与标定系统相连接。第一光纤41的末端串联多个标定光纤Bragg光栅传感器6,共同构成标定传感器模块。标定传感器模块下方通过连接线连接托盘7,托盘7上可以放置砝码8。第一光纤41中部架设定滑轮5,通过定滑轮5的作用改变第一光纤41的走向,同时不影响第一光纤41的传输特性,避免由于弯折第一光纤41带来的误差,有利于保证结果的准确性。托盘7自由悬吊于标定传感器模块下方,标定传感器模块在托盘7放置的砝码8的重力作用下产生轴向应力,以便来确定标定光纤Bragg光栅传感器6的Bragg波长和应变之间的关系。
如图2所示,为本发明装置的光纤光栅调解器外接测量系统时的结构示意图。该测量系统包括阀体9和应用光纤Bragg光栅传感器12,光纤光栅调解器3通过第二光纤42与测量系统相连接,第二光纤42的末端串联多个应用光纤Bragg光栅传感器12,共同构成测量传感器模块。测量传感器模块在应用时固定于阀体9的外壁上,用于将阀体9的应变转变为波长信号。测量传感器模块为多个,优选为5个。
标定光纤Bragg光栅传感器6和应用光纤Bragg光栅传感器12均已做退火处理,并且标定光纤Bragg光栅传感器6和应用光纤Bragg光栅传感器12具有相同性能,在实际应用时,可以选用同批次生产的光纤Bragg光栅传感器。
使用上述装置测量阀门阀体应力的方法,其包括如下步骤:
1)首先,将光纤光栅调解器3通过第一光纤41外接标定系统,通过改变托盘7上砝码8的重量,来确定标定光纤Bragg光栅传感器6的Bragg波长和应变之间的关系。具体的操作方法如下:
令砝码8重量从0g开始,测出Bragg光栅的波长。第二次砝码8重量加到55.5g,测出Bragg光栅的波长。第三次砝码8重量加到92g,测出光纤Bragg光栅的波长。之后每次的砝码8重量在上一次的基础上增加50g,依次测出光纤Bragg光栅的波长。按上述过程,重复直至获得的Bragg波长和应变之间呈线性关系。增加的砝码8重量不能超过334g,这是由于此时如果再增加的话,光纤Bragg光栅会超载断裂。
上述光纤Bragg光栅应变特性测试过程是在恒温25℃条件下进行的,以保证测试结果的准确性,通过在托盘7上加吊砝码8对标定光纤Bragg光栅传感器6施加轴向应变,标定光纤Bragg光栅传感器6的波长信号通过第一光纤41传输至光纤光栅调解器3,光纤光栅调解器3将收到的波长信号转化为对应的电信号,并通过连接线2传输至计算机1,从而计算机1显示对应的波长值。这样,利用光纤Bragg光栅本身吊重物的方法来标定光纤Bragg光栅的应变物理特性,这个方法比理论计算更为合理和准确。在得到Bragg波长和应变之间的关系后,可以采用与标定光纤Bragg光栅传感器6同一批次的应用光纤Bragg光栅传感器12进行实际测量操作。
2)如图3和5所示,根据等面积补强的原则将阀体9分为基础阀体及支路区域10和分叉区域11两个部分,基础阀体及支路区域10为阀体9内壁没有开口和切口的阀体9部分,例如一个平滑的关节。分叉区域11为阀体9中排除基础区域10外的其余阀体9部分,分叉区域11的具体划分范围如下:
沿阀体9支路方向的阀体9干路两侧外壁分别向外延伸l2长度,为分叉区域11的左右边界。分叉区域11的上下边界关于阀体9支路的中轴线对称,并且使分叉区域11面积Ap满足公式(1):
p×Ap=f×Af×kc (1)
式中,p是阀体9的工作压力;Af为补偿的金属有效面积,通过测量阀体9尺寸获得;f是阀体9材料的许用应力;kc是焊缝的的焊接系数。
3)将光纤光栅调解器3通过第二光纤42外接测量系统,测量传感器模块有两种,分别为设于基础阀体及支路区域10上的第一测量传感器模块和设于分叉区域11上的第二测量传感器模块。如图7所示,第一测量传感器模块包括三组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器12和五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器12,三组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器12与阀体9的粘贴方式分别为平贴去涂覆层、平贴去涂覆层和平贴有涂覆层,五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器12与阀体9的粘贴方式分别为有桥去涂覆层、平贴去涂覆层、有桥去涂覆层、平贴中间有涂覆层和有桥中间有涂覆层。
如图8所示,第二测量传感器模块有两个,每个第二测量传感器模块均包括五组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器12和五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器12。五组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器12和五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器12与阀体9的粘贴方式均分别为有桥去涂覆层、平贴去涂覆层、有桥去涂覆层、平贴中间有涂覆层和有桥中间有涂覆层。第一个第二测量传感器模块环绕于分叉区域11的阀体9干路外壁,第二个第二测量传感器模块环绕于分叉区域11的阀体9支路外壁。两个第二测量传感器模块的环绕方式具体如下,如图4所示:
第一个第二测量传感器模块水平环绕于距离阀体9支路外壁0.5l0处的阀体9干路上,第二个第二测量传感器模块竖直环绕于距离阀体9干路外壁0.5l2处的阀体9支路上。l0和l2的长度分别通过公式(2)和(3)确定:
Figure BDA0002583557380000071
Figure BDA0002583557380000072
式中,d0是阀体9干路的直径,e0是阀体9干路的壁厚,d1是阀体9支路的直径,e1是阀体9支路的壁厚。
如图6所示,两个测量传感器模块中应用光纤Bragg光栅传感器12的具体粘贴方式为:平贴去涂覆层是指用胶黏剂将应用光纤Bragg光栅传感器12与阀体9直接贴合粘结,并去掉每个应用光纤Bragg光栅传感器12周围的胶黏剂。平贴有涂覆层是指用胶黏剂将应用光纤Bragg光栅传感器12与阀体9直接贴合粘结。有桥去涂覆层是指将若干应用光纤Bragg光栅传感器12绷紧固定于支撑杆上,通过胶黏剂将所有应用光纤Bragg光栅传感器12与阀体9粘结,并去掉每个应用光纤Bragg光栅传感器12周围的胶黏剂。平贴中间有涂覆层是指用胶黏剂将应用光纤Bragg光栅传感器12与阀体9直接贴合粘结,并保留每个应用光纤Bragg光栅传感器12之间的胶黏剂。有桥中间有涂覆层是指将若干应用光纤Bragg光栅传感器12绷紧固定于支撑杆上,通过胶黏剂将所有应用光纤Bragg光栅传感器12与阀体9粘结,并保留每个应用光纤Bragg光栅传感器12之间的胶黏剂。
采用“有桥”的目的是由于光纤Bragg光栅传感器在横向处于复杂的应力条件下,采用这种架桥的简化方法,可以使复杂的应力变为纯拉应力。因此,由于分叉区域11的应力状态比较复杂,故在分叉区域11的粘粘方式多采用架桥方式,即“有桥去涂覆层、有桥去涂覆层和有桥中间有涂覆层”。实际应用时,胶黏剂可以采用环氧树脂胶,支撑杆可以采用钢材。
当采用本发明的装置对阀体9进行应力测量时,粘贴于基础阀体及支路区域10上的第一测量传感器模块和分叉区域11上的第二测量传感器模块均受到阀体9应变的影响,通过第二光纤42传递相应的波长信息,传输至光纤光栅调节器3,通过光纤光栅调节器3处理来自第一测量传感器模块和第二测量传感器模块的光纤Bragg光栅波长信号,进而转变为相应的电信号传输至计算机1,计算机1便可以处理电信号,输出相应的应变、应力信息,因此整个工作过程中的阀体9应力便可以得到实时、长期和在线地监测。
以上的实施例只是本发明的一种较佳的方案,然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种使用工业用阀门阀体应力测量装置测量阀门阀体应力的方法,其特征在于,所述工业用阀门阀体应力测量装置包括计算机(1)、光纤光栅调解器(3)、标定系统和测量系统,所述计算机(1)和光纤光栅调解器(3)之间通过连接线(2)连通,光纤光栅调解器(3)择一外接标定系统和测量系统;
所述标定系统包括定滑轮(5)、托盘(7)、砝码(8)和标定光纤Bragg光栅传感器(6),所述光纤光栅调解器(3)通过第一光纤(41)与标定系统相连接,第一光纤(41)的末端串联若干标定光纤Bragg光栅传感器(6),构成标定传感器模块;标定传感器模块下方连接托盘(7),所述托盘(7)上放置砝码(8);第一光纤(41)上架设定滑轮(5),通过定滑轮(5)改变第一光纤(41)走向,托盘(7)自由悬吊于标定传感器模块下方,标定传感器模块在砝码(8)的重力作用下产生轴向应力;
所述测量系统包括阀体(9)和应用光纤Bragg光栅传感器(12),所述光纤光栅调解器(3)通过第二光纤(42)与测量系统相连接,第二光纤(42)的末端串联若干应用光纤Bragg光栅传感器(12)共同构成测量传感器模块;测量传感器模块固定于所述阀体(9)外壁,用于将阀体(9)的应变转变为波长信号;
所述方法包括如下步骤:
1)将所述光纤光栅调解器(3)通过第一光纤(41)外接标定系统,改变所述托盘(7)上砝码(8)的重量,确定标定光纤Bragg光栅传感器(6)的Bragg波长和应变之间的关系;
2)根据等面积补强的原则将阀体(9)分为基础阀体及支路区域(10)和分叉区域(11)两个部分,所述基础阀体及支路区域(10)为阀体(9)内壁没有开口和切口的阀体(9)部分,所述分叉区域(11)为阀体(9)中排除所述基础区域(10)外的其余阀体(9)部分;
3)将所述光纤光栅调解器(3)通过第二光纤(42)外接测量系统,所述测量传感器模块有两种,分别为设于基础阀体及支路区域(10)上的第一测量传感器模块和设于分叉区域(11)上的第二测量传感器模块;所述第一测量传感器模块包括三组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器(12)和五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器(12),三组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器(12)与阀体(9)的粘贴方式分别为平贴去涂覆层、平贴去涂覆层和平贴有涂覆层,五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器(12)与阀体(9)的粘贴方式分别为有桥去涂覆层、平贴去涂覆层、有桥去涂覆层、平贴中间有涂覆层和有桥中间有涂覆层;
第二测量传感器模块有两个,每个第二测量传感器模块包括五组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器(12)和五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器(12);五组水平放置的应用光纤Bragg光栅传感器(12)和五组竖直放置的应用光纤Bragg光栅传感器(12)与阀体(9)的粘贴方式均分别为有桥去涂覆层、平贴去涂覆层、有桥去涂覆层、平贴中间有涂覆层和有桥中间有涂覆层;第一个第二测量传感器模块环绕于分叉区域(11)的阀体(9)干路外壁,第二个第二测量传感器模块环绕于分叉区域(11)的阀体(9)支路外壁;
所述平贴去涂覆层是指用胶黏剂将应用光纤Bragg光栅传感器(12)与阀体(9)直接贴合粘结,并去掉每个应用光纤Bragg光栅传感器(12)周围的胶黏剂;所述平贴有涂覆层是指用胶黏剂将应用光纤Bragg光栅传感器(12)与阀体(9)直接贴合粘结;所述有桥去涂覆层是指将若干应用光纤Bragg光栅传感器(12)绷紧固定于支撑杆上,通过胶黏剂将所有应用光纤Bragg光栅传感器(12)与阀体(9)粘结,并去掉每个应用光纤Bragg光栅传感器(12)周围的胶黏剂;所述平贴中间有涂覆层是指用胶黏剂将应用光纤Bragg光栅传感器(12)与阀体(9)直接贴合粘结,并保留每个应用光纤Bragg光栅传感器(12)之间的胶黏剂;所述有桥中间有涂覆层是指将若干应用光纤Bragg光栅传感器(12)绷紧固定于支撑杆上,通过胶黏剂将所有应用光纤Bragg光栅传感器(12)与阀体(9)粘结,并保留每个应用光纤Bragg光栅传感器(12)之间的胶黏剂;
所述分叉区域(11)的具体范围如下:
沿阀体(9)支路方向的阀体(9)干路两侧外壁分别向外延伸l2长度,为分叉区域(11)的左右边界;分叉区域(11)的上下边界关于阀体(9)支路的中轴线对称,并且使分叉区域(11)面积Ap满足公式(1):
p×Ap=f×Af×kc (1)
式中,p是阀体(9)的工作压力;Af为补偿的金属有效面积,通过测量阀体(9)尺寸获得;f是阀体(9)材料的许用应力;kc是焊缝的的焊接系数。
2.根据权利要求1所述的使用工业用阀门阀体应力测量装置测量阀门阀体应力的方法,其特征在于,所述标定光纤Bragg光栅传感器(6)和应用光纤Bragg光栅传感器(12)均已退火处理且具有相同性能。
3.根据权利要求1所述的使用工业用阀门阀体应力测量装置测量阀门阀体应力的方法,其特征在于,所述测量传感器模块为多个。
4.根据权利要求1所述的使用工业用阀门阀体应力测量装置测量阀门阀体应力的方法,其特征在于,步骤1)中所述改变托盘(7)上砝码(8)重量的方法为:砝码(8)重量从0g开始,测出光纤Bragg光栅的波长;第二次砝码(8)重量加到55.5g,测出光纤Bragg光栅的波长;第三次砝码(8)重量加到92g,测出光纤Bragg光栅的波长;之后每次的砝码(8)重量在上一次的基础上增加50g,依次测出光纤Bragg光栅的波长;按上述过程,重复直至获得的Bragg波长和应变之间呈线性关系。
5.根据权利要求4所述的使用工业用阀门阀体应力测量装置测量阀门阀体应力的方法,其特征在于,所述托盘(7)上砝码(8)的重量最多为334g。
6.根据权利要求1所述的使用工业用阀门阀体应力测量装置测量阀门阀体应力的方法,其特征在于,所述步骤1)是在恒温25℃条件下进行的。
7.根据权利要求1所述的使用工业用阀门阀体应力测量装置测量阀门阀体应力的方法,其特征在于,步骤3)中所述胶黏剂为环氧树脂胶,所述支撑杆为钢材。
8.根据权利要求1所述的使用工业用阀门阀体应力测量装置测量阀门阀体应力的方法,其特征在于,所述步骤3)中第一个第二测量传感器模块水平环绕于距离阀体(9)支路外壁0.5l0处的阀体(9)干路上,第二个第二测量传感器模块竖直环绕于距离阀体(9)干路外壁0.5l2处的阀体(9)支路上;l0和l2的长度分别通过公式(2)和(3)确定:
Figure FDA0002975635420000031
Figure FDA0002975635420000032
式中,d0是阀体(9)干路的直径,e0是阀体(9)干路的壁厚,d1是阀体(9)支路的直径,e1是阀体(9)支路的壁厚。
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