CN112762290A - L型声发射传感器阵列卡具及其检测气体泄漏的试验方法 - Google Patents

L型声发射传感器阵列卡具及其检测气体泄漏的试验方法 Download PDF

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Abstract

L型声发射传感器阵列卡具及其检测气体泄漏的试验方法，它涉及气体泄漏检测试验领域。本发明解决了现有L型声发射传感器阵列在气体泄漏检测技术试验中，因传感器数量多、尺寸和间距小、频繁变换角度和位置，造成的操作繁琐且难度较大，传感器位置精度相对不高，试验耗费时间长的问题。本发明的在传感器固定板上端面相邻两侧靠近边缘处设有呈L型排列的多个圆形传感器固定槽，每个传感器固定槽与传感器固定板的边缘之间分别设有线槽，压板通过内六角螺栓与传感器固定板固接；每个传感器固定槽内部安装一个传感器，传感器与压板之间分别设有软垫片；压块自由置于压板之上。本发明用于气体泄漏检测试验。

Description

L型声发射传感器阵列卡具及其检测气体泄漏的试验方法
技术领域
本发明涉及气体泄漏检测试验领域，具体涉及一种L型声发射传感器阵列卡具及其检测气体泄漏的试验方法。
背景技术
针对密闭容器发生气体泄漏时的检测问题，人们提出了基于声发射的检测方法。通过在容器壁上布置由多个声发射传感器组成的传感器阵列，可以感知并对泄漏源进行定向，综合多个监测位置的定向结果，便可以确定泄漏源的位置。为了发展此项技术，需要进行大量的实验室试验，以便了解不同结构形式壁板上声发射信号特征，确定合理的信号处理方式，进行技术验证等。
在此类试验中，人们往往采用不同材料的平面板模拟实际容器壁，在平面板上制造出特定的漏孔，通过真空泵和真空吸盘在漏孔处模拟泄漏的现象，产生泄漏声发射信号，利用声发射传感器阵列获取声发射信号。L型传感器阵列是一种常用的阵列形式，由多个声发射传感器排列成L型组成。根据定向方法的要求，组成阵列的声发射传感器数量一般不少于6个；所用的传感器一般为圆柱形，直径较小，在毫米量级，传感器彼此之间的间距也在毫米量级。L型传感器阵列需要以不同的角度置于平面板的不同位置处，以便获取在漏孔不同距离和角度处的信号。另外，声发射传感器的敏感面需与平面板板面保持紧密且良好的接触。
综上，传感器尺寸小、间距小、数量多、安装精度要求高，且需经常变换位置，因此在平面板上快速并正确安装传感器阵列是此类试验中的一项十分重要且有难度的工作。目前，常用的声发射传感器阵列安装方式为，用胶水将传感器逐个粘贴在待测平面上，组成传感器阵列。待变换位置时，需将胶层溶解后取下传感器，清理传感器的敏感面，再次粘贴。对于需要频繁变换角度和位置的传感器阵列，这种方法操作繁琐且难度较大，传感器位置精度相对不高，试验耗费时间长。
综上所述，现有L型声发射传感器阵列在气体泄漏检测技术试验中，因传感器数量多、尺寸和间距小、频繁变换角度和位置，造成的操作繁琐且难度较大，传感器位置精度相对不高，试验耗费时间长的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有L型声发射传感器阵列在气体泄漏检测技术试验中，因传感器数量多、尺寸和间距小、频繁变换角度和位置，造成的操作繁琐且难度较大，传感器位置精度相对不高，试验耗费时间长的问题，进而提供一种L型声发射传感器阵列卡具及其检测气体泄漏的试验方法。
本发明的技术方案是：
一种L型声发射传感器阵列卡具，它包括传感器固定板1、压板2、调节支柱3、压块5、若干个软垫片4和若干个内六角螺栓6；传感器固定板1和压板2均为正方形金属平板且平面尺寸相同，传感器固定板1和压板2由上至下依次水平设置；在传感器固定板1上端面相邻两侧靠近边缘处设有呈L型排列的多个圆形传感器固定槽7，所述传感器固定槽7为沿传感器固定板1厚度方向上的圆柱形通孔，每个传感器固定槽7与传感器固定板1的边缘之间分别设有线槽8，所述线槽8与对应的传感器固定槽7连通，传感器固定板1上端面中心附近的对角线上设有若干个通长的固定螺纹孔9，传感器固定板1上端面的L型传感器固定槽7的对角处设置通长的调节螺纹孔10；在压板2上与传感器固定板1上的若干个固定螺纹孔9的对应位置处设置相同数量的通长固定圆孔11，每个所述固定圆孔11分别与对应的固定螺纹孔9轴线位置相同，在固定圆孔11上侧设有用于将内六角螺栓6的螺帽完全卧进压板2的凹槽，压板2通过若干个内六角螺栓6与传感器固定板1固定连接；在压板2上端面设置一个轴线位置与调节螺纹孔10相同的通长调节圆孔12，调节支柱3为金属调节支柱，调节支柱3由上至下依次穿过调节圆孔12和调节螺纹孔10并与传感器固定板1螺纹连接；软垫片4为圆片，传感器固定板1上的传感器固定槽7的内部安装一个传感器13，每个传感器13与压板2下端面之间分别设有一个软垫片4；压块5为金属圆柱体，压块5自由置于压板2的上端面上。
一种采用L型声发射传感器阵列卡具检测气体泄漏的试验方法，所述试验方法是通过以下步骤实现的，
步骤一、连接传感器固定板1与压板2：
用两个内六角螺栓6，通过固定圆孔11与固定螺纹孔9，将传感器固定板1与压板2固连在一起，传感器固定板1上表面与压板2下表面贴合；
步骤二、安装调节支柱3：
将调节支柱3自压板2上表面向下旋入调节螺纹孔10，使其半球形头部伸出传感器固定板1下表面；
步骤三、安装传感器13和软垫片4：
将传感器13放入传感器固定槽7中，传感器信号线自线槽8引出，传感器顶部与压板2之间放置软垫片4；
步骤四、安装压块5：
将传感器13敏感面向下置于待测平面上，压板2上部放置压块5，旋转调节支柱3改变传感器固定板1及压板2与待测平面之间的角度，使所有传感器敏感面与待测平面均接触良好。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1、本发明所述的L型声发射传感器阵列卡具，具有精确加工的传感器固定槽，所有传感器固定槽的尺寸与位置均可由传感器个体及L型传感器阵列的具体参数确定，安装精确。
2、本发明所述的L型声发射传感器阵列卡具，可从底部快速装入传感器，整体直接放置于待测平面上，由压块重力提供传感器与待测平面的接触力，不需胶粘，方便调节，安装简便且高效。提高了气体泄漏检测试验的效率。该卡具已经试验验证，试验效率比胶粘方式至少提高6倍。
3、本发明所述的L型声发射传感器阵列卡具，具有螺旋式调节支柱和橡胶软垫片，可方便快速地调节卡具角度，并利用软垫片的弹性变形，使所有传感器敏感面与待测平面之间均接触良好，保证采集数据的准确性。
4、本发明所述的L型声发射传感器阵列卡具，压板与传感器固定板为两个独立配件，使用时通过螺栓固连在一起，当L型传感器阵列参数需要变化时，只需更换符合需求的传感器固定板即可，这种结构方便加工，方便更换。
5、本发明所述的L型声发射传感器阵列卡具，调节支柱的头部为半球形，在调节过程中，调节支柱的半球形头部能够与待测平面始终保持点接触。与平头或圆锥形尖头相比较，调节支柱的头部采用半球形结构，既能够保证L型阵列中所有传感器均与待测平面保持良好接触，又不易破坏待测平面。
附图说明
图1是本发明的L型声发射传感器阵列卡具的爆炸图；
图2是本发明的L型声发射传感器阵列卡具的轴测图；
图3是本发明的L型声发射传感器阵列卡具的结构示意图；
图4是本发明的感器固定板1的结构示意图；
图5是本发明的压板2的结构示意图；
图6是本发明的调节支柱3的结构示意图；
图7是本发明的软垫片4的结构示意图；
图8是本发明的压块5的结构示意图；
图9是本发明的内六角螺栓6的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式的一种L型声发射传感器阵列卡具，它包括传感器固定板1、压板2、调节支柱3、压块5、若干个软垫片4和若干个内六角螺栓6；传感器固定板1和压板2均为正方形金属平板且平面尺寸相同，传感器固定板1和压板2由上至下依次水平设置；在传感器固定板1上端面相邻两侧靠近边缘处设有呈L型排列的多个圆形传感器固定槽7，所述传感器固定槽7为沿传感器固定板1厚度方向上的圆柱形通孔，每个传感器固定槽7与传感器固定板1的边缘之间分别设有线槽8，所述线槽8与对应的传感器固定槽7连通，传感器固定板1上端面中心附近的对角线上设有若干个通长的固定螺纹孔9，传感器固定板1上端面的L型传感器固定槽7的对角处设置通长的调节螺纹孔10；在压板2上与传感器固定板1上的若干个固定螺纹孔9的对应位置处设置相同数量的通长固定圆孔11，每个所述固定圆孔11分别与对应的固定螺纹孔9轴线位置相同，在固定圆孔11上侧设有用于将内六角螺栓6的螺帽完全卧进压板2的凹槽，压板2通过若干个内六角螺栓6与传感器固定板1固定连接；在压板2上端面设置一个轴线位置与调节螺纹孔10相同的通长调节圆孔12，调节支柱3为金属调节支柱，调节支柱3由上至下依次穿过调节圆孔12和调节螺纹孔10并与传感器固定板1螺纹连接；软垫片4为圆片，传感器固定板1上的传感器固定槽7的内部安装一个传感器13，每个传感器13与压板2下端面之间分别设有一个软垫片4；压块5为金属圆柱体，压块5自由置于压板2的上端面上。
本实施方式的传感器固定板1与压板2由内六角螺栓6固连，用于共同固定传感器13；调节支柱3通过螺纹连接在传感器固定板1上，用于调节卡具整体与水平待测平面之间的角度，保证L型阵列中所有传感器13均与待测平面保持良好接触，并保持卡具整体的稳定；软垫片4垫在传感器13与夹具之间，利用其弹性变形，调节阵列中各传感器13与待测平面之间的接触效果；压块5自由置于压板2之上，起到重力加载作用，为传感器13敏感面提供其与待测平面之间的接触力。
具体实施方式二：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的传感器固定板1的厚度比传感器13高度小1～2mm，传感器固定板1的平面尺寸大于L型阵列尺寸。如此设置，以便于卡具整体的连接与功能的实现。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的传感器13外径小于传感器固定槽7内径，传感器固定槽7内径与传感器13外径为间隙配合。如此设置，呈L型排列的多个传感器固定槽7数量及彼此之间的间距由气体泄漏检测试验对L型传感器阵列的要求确定。传感器固定槽7内径比圆柱形传感器13外径稍大，与传感器13外径为间隙配合。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的传感器固定槽7与传感器固定板1的边缘之间设置的线槽8为通长矩形槽，线槽8的宽度大于信号线外径且小于传感器13外径。如此设置，传感器的信号线可自线槽8通过，线槽8的宽度大于信号线外径且小于传感器外径。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的传感器固定板1上的调节螺纹孔10的螺纹外径不大于传感器13外径，调节螺纹孔10的螺纹为细螺纹。如此设置，调节螺纹孔10的螺纹外径以不大于传感器外径为宜，螺纹为细螺纹，便于微调。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图1、图4和图5说明本实施方式，本实施方式的内六角螺栓6、压板2上的固定圆孔11和传感器固定板1上的固定螺纹孔9的数量均为2个，固定圆孔11孔径比内六角螺栓6外径大1mm。如此设置，固定螺纹孔9的螺纹尺寸与内六角螺栓6的螺纹匹配，压板2的厚度以能够保证其整体刚度并便于用内六角螺栓6与传感器固定板1连接为宜。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七：结合图4、图6、图8和图9说明本实施方式，本实施方式的在压板2上的调节圆孔12孔径比调节支柱3外径大1mm，压块5直径小于压板2的边长，内六角螺栓6螺纹部分的长度在将传感器固定板1与压板2连接后不超出传感器固定板1下表面。如此设置，压块5的质量所提供的压力需满足传感器接触力的要求。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
具体实施方式八：结合图6说明本实施方式，本实施方式的调节支柱3包括支柱头和螺杆，支柱头为半球形，螺杆外通长设置外螺纹，外螺纹与调节螺纹孔10的内螺纹匹配，调节支柱3整体长度大于固定板1和压板2厚度之和。如此设置，为留出可手动旋转的位置。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
具体实施方式九：结合图2、图3和7说明本实施方式，本实施方式的软垫片4由橡胶类材料制成，软垫片4直径与传感器固定槽7内径相同，软垫片4厚度为传感器13外径的1/5～1/10。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。
具体实施方式十：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式的一种采用L型声发射传感器阵列卡具检测气体泄漏的试验方法，所述试验方法是通过以下步骤实现的，
步骤一、连接传感器固定板1与压板2：
用两个内六角螺栓6，通过固定圆孔11与固定螺纹孔9，将传感器固定板1与压板2固连在一起，传感器固定板1上表面与压板2下表面贴合；
步骤二、安装调节支柱3：
将调节支柱3自压板2上表面向下旋入调节螺纹孔10，使其半球形头部伸出传感器固定板1下表面；
步骤三、安装传感器13和软垫片4：
将传感器13放入传感器固定槽7中，传感器信号线自线槽8引出，传感器顶部与压板2之间放置软垫片4；
步骤四、安装压块5：
将传感器13敏感面向下置于待测平面上，压板2上部放置压块5，旋转调节支柱3改变传感器固定板1及压板2与待测平面之间的角度，使所有传感器敏感面与待测平面均接触良好。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种L型声发射传感器阵列卡具，其特征在于：它包括传感器固定板(1)、压板(2)、调节支柱(3)、压块(5)、若干个软垫片(4)和若干个内六角螺栓(6)；传感器固定板(1)和压板(2)均为正方形金属平板且平面尺寸相同，传感器固定板(1)和压板(2)由上至下依次水平设置；在传感器固定板(1)上端面相邻两侧靠近边缘处设有呈L型排列的多个圆形传感器固定槽(7)，所述传感器固定槽(7)为沿传感器固定板(1)厚度方向上的圆柱形通孔，每个传感器固定槽(7)与传感器固定板(1)的边缘之间分别设有线槽(8)，所述线槽(8)与对应的传感器固定槽(7)连通，传感器固定板(1)上端面中心附近的对角线上设有若干个通长的固定螺纹孔(9)，传感器固定板(1)上端面的L型传感器固定槽(7)的对角处设置通长的调节螺纹孔(10)；在压板(2)上与传感器固定板(1)上的若干个固定螺纹孔(9)的对应位置处设置相同数量的通长固定圆孔(11)，每个所述固定圆孔(11)分别与对应的固定螺纹孔(9)轴线位置相同，在固定圆孔(11)上侧设有用于将内六角螺栓(6)的螺帽完全卧进压板(2)的凹槽，压板(2)通过若干个内六角螺栓(6)与传感器固定板(1)固定连接；在压板(2)上端面设置一个轴线位置与调节螺纹孔(10)相同的通长调节圆孔(12)，调节支柱(3)为金属调节支柱，调节支柱(3)由上至下依次穿过调节圆孔(12)和调节螺纹孔(10)并与传感器固定板(1)螺纹连接；软垫片(4)为圆片，传感器固定板(1)上的传感器固定槽(7)的内部安装一个传感器(13)，每个传感器(13)与压板(2)下端面之间分别设有一个软垫片(4)；压块(5)为金属圆柱体，压块(5)自由置于压板(2)的上端面上。
2.根据权利要求1所述的L型声发射传感器阵列卡具，其特征在于：传感器固定板(1)的厚度比传感器(13)高度小1～2mm，传感器固定板(1)的平面尺寸大于L型阵列尺寸。
3.根据权利要求2所述的L型声发射传感器阵列卡具，其特征在于：传感器(13)外径小于传感器固定槽(7)内径，传感器固定槽(7)内径与传感器(13)外径为间隙配合。
4.根据权利要求3所述的L型声发射传感器阵列卡具，其特征在于：传感器固定槽(7)与传感器固定板(1)的边缘之间设置的线槽(8)为通长矩形槽，线槽(8)的宽度大于信号线外径且小于传感器(13)外径。
5.根据权利要求4所述的L型声发射传感器阵列卡具，其特征在于：传感器固定板(1)上的调节螺纹孔(10)的螺纹外径不大于传感器(13)外径，调节螺纹孔(10)的螺纹为细螺纹。
6.根据权利要求5所述的L型声发射传感器阵列卡具，其特征在于：内六角螺栓(6)、压板(2)上的固定圆孔(11)和传感器固定板(1)上的固定螺纹孔(9)的数量均为2个，固定圆孔(11)孔径比内六角螺栓(6)外径大1mm。
7.根据权利要求6所述的L型声发射传感器阵列卡具，其特征在于：在压板(2)上的调节圆孔(12)孔径比调节支柱(3)外径大1mm，压块(5)直径小于压板(2)的边长，内六角螺栓(6)螺纹部分的长度在将传感器固定板(1)与压板(2)连接后不超出传感器固定板(1)下表面。
8.根据权利要求7所述的L型声发射传感器阵列卡具，其特征在于：调节支柱(3)包括支柱头和螺杆，支柱头为半球形，螺杆外通长设置外螺纹，外螺纹与调节螺纹孔(10)的内螺纹匹配，调节支柱(3)整体长度大于固定板1和压板(2)厚度之和。
9.根据权利要求8所述的L型声发射传感器阵列卡具，其特征在于：软垫片(4)由橡胶类材料制成，软垫片(4)直径与传感器固定槽(7)内径相同，软垫片(4)厚度为传感器(13)外径的1/5～1/10。
10.一种采用权利要求1至9任意一项权利要求所述的L型声发射传感器阵列卡具检测气体泄漏的试验方法，其特征在于：所述试验方法是通过以下步骤实现的，
步骤一、连接传感器固定板(1)与压板(2)：
用两个内六角螺栓(6)，通过固定圆孔(11)与固定螺纹孔(9)，将传感器固定板(1)与压板(2)固连在一起，传感器固定板(1)上表面与压板(2)下表面贴合；
步骤二、安装调节支柱(3)：
将调节支柱(3)自压板(2)上表面向下旋入调节螺纹孔(10)，使其半球形头部伸出传感器固定板(1)下表面；
步骤三、安装传感器(13)和软垫片(4)：
将传感器(13)放入传感器固定槽(7)中，传感器信号线自线槽(8)引出，传感器顶部与压板(2)之间放置软垫片(4)；
步骤四、安装压块(5)：
将传感器(13)敏感面向下置于待测平面上，压板(2)上部放置压块(5)，旋转调节支柱(3)改变传感器固定板(1)及压板(2)与待测平面之间的角度，使所有传感器敏感面与待测平面均接触良好。
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