CN115791426B

CN115791426B - 一种玄武岩纤维复合管压力测试装置及方法

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Publication number: CN115791426B
Application number: CN202310072730.1A
Authority: CN
Inventors: 王先刚; 杨柳; 张文状; 瞿圣添
Original assignee: Sichuan Juyuan Basalt Fiber Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Juyuan Basalt Fiber Technology Co ltd
Priority date: 2023-02-07
Filing date: 2023-02-07
Publication date: 2023-04-11
Anticipated expiration: 2043-02-07
Also published as: CN115791426A

Abstract

本发明公开了一种玄武岩纤维复合管压力测试装置及方法，涉及管体抗压测试技术领域。本发明通过设置一组能够周向带动复合管转动的水平导向组件，并在复合管下方设置第一升降装置、推力组件以及在复合管上方设置下压组件，同时利用标签读取机构与贴在复合管内围的可读信息标签进行定位配合，较为精准的对复合管周侧进行“节点”位置进行可控压力挤压，并利用第一压力传感模块对挤压点附近的管体形变进行实时监测，有效、精准的完成了复合管周侧的抗压测试，并通过轴位导向组件的轴向导向支撑以及直线电机驱动导向轴杆、推进架对复合管的前进推移，实现了对整个新型材料复合管全面、整体的抗压测试。

Description

一种玄武岩纤维复合管压力测试装置及方法

技术领域

本发明涉及管体抗压测试技术领域，尤其涉及一种玄武岩纤维复合管压力测试装置及方法。

背景技术

玄武岩纤维复合材料作为新型材料，在管道生产过程中，成为提高管道抗压程度、耐腐蚀程度等性能的优选材料。在对玄武岩纤维复合材料管道生产完后，对复合管的抗压性能进行全面测试，有利于判断新材料管道综合性能的详细参数。而现有的管道抗压测试，都是直接简单的从一个直径两个端点位置对管道进行一次强力挤压，就对管道的抗压性能进行判断分析，此种测试方法，测试位置单一，不能较为全面的对一整个管道产品的抗压性能进行判断。而对整个管道产品所有位置点进行抗压测试，也十分困难。因此，如何较为全面的对新型材料管道产品进行一种较为全面的抗压测试，成为分析掌握新型材料管道综合性能，保证新型材料管道品质的重要前提。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种玄武岩纤维复合管压力测试装置及方法，从而较为全面的对新型材料管道产品进行一种较为全面的抗压测试。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种玄武岩纤维复合管压力测试装置，测试装置包括固定基座、水平安装在固定基座上侧端位置的一组相对设置的水平导向组件、安装在固定基座底板的一个第一升降装置、安装在固定基座底板并朝向第一升降装置方位倾斜的两个轴位导向组件。水平导向组件包括固定安装在固定基座上侧端一侧方位的气缸件、导向安装在固定基座上侧端另一侧方位的导向板，气缸件输出轴与导向板连接，其中一个水平导向组件的导向板配置有伺服电机、伺服电机传动连接的驱动导辊，另外一个水平导向组件的导向板配置有传动导辊，复合管位于驱动导辊与传动导辊之间，复合管一端口内围贴有可读信息标签。第一升降装置输出轴竖直朝上并连接推力组件，推力组件顶侧面中间位置设有多个挤压凸起和位于挤压凸起内部的第一压力传感模块，每个挤压凸起两侧都设有一组由多个距离传感模块组成的监测机构。两个轴位导向组件关于第一升降装置对称分布，每个轴位导向组件包括侧位升降装置、由侧位升降装置驱动调节位置变化的多个轴向轮。

固定基座正上方设有与复合管顶端位置相配合的下压组件，下压组件包括输出轴竖直朝下的第二升降装置、与第二升降装置输出轴连接的下压板、嵌设在下压板中间位置的第二压力传感模块。固定基座上方区域固定安装有一直线电机，直线电机位置处配置有导向轴杆，导向轴杆一端连接有固定安装架，固定安装架位置处安装有读取机构伸缩装置，读取机构伸缩装置的输出端连接标签读取机构，标签读取机构环侧设有若干等间隔分布的用于读取可读信息标签的读取模块，导向轴杆另一端连接有推进架。

作为本发明中压力测试装置的一种优选技术方案：固定基座上侧端一侧方位设有用于导向安装导向板的导向结构。

作为本发明中压力测试装置的一种优选技术方案：设推力组件同一横向方位的多个距离传感模块向上传感监测到的复合管表面跨度范围所对应的圆心角为

，标签读取机构多个读取模块呈圆环形分布，则相邻读取模块之间的圆心角间隔角度为

。

作为本发明中压力测试装置的一种优选技术方案：轴位导向组件包括与侧位升降装置输出轴连接的导轮架，轴向轮转动安装在导轮架位置处。

作为本发明中压力测试装置的一种优选技术方案：设轴向轮与复合管接触点为Sa，设复合管外表面接触点Sa所在切线为La，则该轴向轮穿过接触点Sa的对称轴垂直于切线La。

作为本发明中压力测试装置的一种优选技术方案：读取机构伸缩装置输出轴的轴心线与卡合固定在推力组件、下压板之间的复合管的轴心线共线，读取机构伸缩装置输出轴侧端固定连接在标签读取机构的中心位置。

本发明提供一种玄武岩纤维复合管压力测试方法，具体步骤如下：

S1、复合管放置在轴位导向组件的轴向轮上方，直线电机驱动导向轴杆运动，通过推进架推动复合管向前移动，直至推力组件的所有距离传感模块都传感检测到复合管的遮挡距离信号，直线电机停止驱动导向轴杆运动。

S2、第二升降装置驱动下压板下移，直至第二压力传感模块传感监测到出现压力变化时，第二升降装置停止驱动下压板下移。

S3、两个气缸件同时推动各自方位的导向板朝向复合管方向移动，直至直至第二压力传感模块再次传感监测到出现压力变化时，气缸件停止推动导向板朝向复合管方向移动，侧位升降装置带动轴向轮下移。

S4、读取机构伸缩装置驱动标签读取机构移动至复合管端口内围区域，伺服电机带动驱动导辊、复合管转动，直至标签读取机构的任意一个读取模块扫描读取到可读信息标签时，伺服电机停止带动驱动导辊、复合管转动。

S5、第一升降装置驱动推力组件上移，并向推力组件线性增加上移推力，多个第一压力传感模块连续传感监测压力变化信息，在同一时域内，各个第一压力传感模块两侧的多个距离传感模块连续传感监测距离变化信息，任意一个第一压力传感模块传感监测到压力参数不低于系统预设的第一测试值时，第一升降装置停止向推力组件增加上移推力。

S6、第一升降装置带动推力组件下移，第二升降装置带动下压板上移，推力组件、下压板都与复合管分离，伺服电机带动驱动导辊、复合管转动，直至再一次出现读取模块扫描读取到可读信息标签时，伺服电机停止带动驱动导辊、复合管转动，重复步骤S2和步骤S5。

S7、当标签读取机构的读取模块都扫描读取到可读信息标签，并且都完成了步骤S2和步骤S5，侧位升降装置带动轴向轮上移，气缸件驱动导向板后退，第一升降装置带动推力组件下移，第二升降装置带动下压板上移。

S8、直线电机驱动导向轴杆前进一个推力组件的长度距离L，重复步骤S2至步骤S7，直至推力组件的所有距离传感模块都传感检测不到复合管的遮挡距离信号，结束对当前复合管的压力测试。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置一组能够周向带动复合管转动的水平导向组件，并在复合管下方设置第一升降装置、推力组件以及在复合管上方设置下压组件，同时利用标签读取机构与贴在复合管内围的可读信息标签进行定位配合，较为精准的对复合管周侧进行“节点”位置进行可控压力挤压，并利用第一压力传感模块对挤压点附近的管体形变进行实时监测，有效、精准的完成了复合管周侧的抗压测试，并通过轴位导向组件的轴向导向支撑以及直线电机驱动导向轴杆、推进架对复合管的前进推移，实现了对整个新型材料复合管全面、整体的抗压测试。

附图说明

图1为本发明中复合管抗压测试装置部分结构的（主视）示意图。

图2为图1中A处局部放大的结构示意图。

图3为本发明中水平导向组件、推力组件、轴位导向组件、下压组件相互配合的示意图。

图4为本发明中复合管抗压测试装置部分结构的（俯视）示意图。

图5为本发明中直线电机带动复合管移动的示意图。

其中：1-固定基座，101-导向结构；2-水平导向组件，201-气缸件，202-导向板，203-伺服电机，204-驱动导辊，205-传动导辊；3-复合管；4-可读信息标签；5-标签读取机构，501-读取模块；6-第一升降装置；7-推力组件，701-挤压凸起，702-第一压力传感模块，703-距离传感模块；8-轴位导向组件，801-侧位升降装置，802-导轮架，803-轴向轮；901-第二升降装置，902-下压板，903-第二压力传感模块；10-直线电机；11-导向轴杆；12-固定安装架；13-读取机构伸缩装置；14-推进架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1，固定基座1上侧端位置水平安装了一组相对设置的水平导向组件2，固定基座1底板中间位置安装了一个第一升降装置6，固定基座1底板安装了两个轴位导向组件8，轴位导向组件8朝向第一升降装置6方位倾斜，第一升降装置6可采用液压驱动组件，其输出轴也就是液压输出轴。

水平导向组件2包括气缸件201、导向板202，气缸件201固定安装在固定基座1上侧端一侧方位，导向板202导向安装在固定基座1上侧端另一侧方位。其中，固定基座1上侧端一侧方位设有导向结构101，导向结构101用于导向安装导向板202。气缸件201输出轴与导向板202连接，其中一个水平导向组件2的导向板202配置有伺服电机203、伺服电机203传动连接的驱动导辊204，另外一个水平导向组件2的导向板202配置有传动导辊205，复合管3位于驱动导辊204与传动导辊205之间，驱动导辊204与传动导辊205其实是对复合管3外表面的下部位置进行滚动支撑，在对复合管进行测试前，先在复合管3一端口内围贴上一个可读信息标签4。

两个轴位导向组件8关于第一升降装置6对称分布，每个轴位导向组件8包括一个侧位升降装置801，侧位升降装置801输出轴连接导轮架802（结合图2），多个轴向轮803共同转动安装在导轮架802位置处，侧位升降装置801能够驱动调节多个轴向轮803的位置变化，同一轴位导向组件8的多个轴向轮803受到同一个侧位升降装置801驱动调节，共同升降，对复合管3进行轴向导向支撑，如图3所示的轴向轮移动方向。

固定基座1正上方设有下压组件9，下压组件9与复合管3顶端位置相配合，下压组件9包括输出轴竖直朝下的第二升降装置901、下压板902，下压板902与第二升降装置901输出轴连接，下压板902中间位置嵌设了第二压力传感模块903，第二升降装置901可采用液压驱动组件，其输出轴也就是液压输出轴。

请参阅图2，设推力组件7同一横向方位的多个距离传感模块703向上传感监测到的复合管3表面跨度范围所对应的圆心角为

。标签读取机构5多个读取模块501呈圆环形分布，则相邻读取模块501之间的圆心角间隔角度为

（相邻读取模块501之间的圆心角间隔角度是指读取模块501传感读取信息方向之间的圆心角间隔角度）。

请参阅图3，侧位升降装置801推动轴向轮803朝向复合管3方向移动，轴向轮803与复合管3接触点为Sa，复合管3外表面接触点Sa所在切线为La，则该轴向轮803穿过接触点Sa的对称轴垂直于切线La。

请参阅图4，固定基座1上方区域固定安装有一直线电机10，由于直线电机10是固定不动的，所以直线电机10启动动作时，导向轴杆11是运动的，导向轴杆11一端连接有固定安装架12、另一端连接有推进架14（推进架14用来推移复合管3），固定安装架12位置处安装有读取机构伸缩装置13，标签读取机构5固定连接在读取机构伸缩装置13的输出轴侧端，结合图1、图2，标签读取机构5环侧设有若干等间隔分布的读取模块501，读取模块501用于读取可读信息标签4，即读取可读信息标签4达到读取模块501可读取的位置时，读取模块501就能读取到可读信息标签4的信息，实质此种方式是作为一种复合管3转动定位的精准判断方式。

请参阅图2、图4，第一升降装置6输出轴竖直朝上，输出轴上侧端连接推力组件7，推力组件7顶侧面中间位置设有多个挤压凸起701，挤压凸起701内部位置配置了一个第一压力传感模块702，每个挤压凸起701两侧都设有一组由多个距离传感模块703组成的监测机构。

请参阅图5，读取机构伸缩装置13输出轴的轴心线与卡合固定在推力组件7、下压板902之间的复合管3的轴心线共线，读取机构伸缩装置13输出轴侧端固定连接在标签读取机构5的中心位置。

实施例2

本发明涉及一种玄武岩纤维复合管压力测试方法，主要包括以下内容：

第一步，复合管3放置在轴位导向组件8的轴向轮803上方，直线电机10驱动导向轴杆11运动，通过推进架14推动复合管3向前移动，直至推力组件7的所有距离传感模块703都传感检测到复合管3的遮挡距离信号，复合管3没有遮挡距离传感模块703时，距离传感模块703向上传感检测到的距离参数较大，一般都远大于复合管3遮挡后检测到的距离参数，可以将此种信号变化认为是一种状态信号的变化，类似于电平信号由“0”变“1”的变化方式，直线电机10停止驱动导向轴杆11运动。

第二步，第二升降装置901驱动下压板902下移，直至第二压力传感模块903传感监测到出现压力变化时，说明下压板902已经与复合管3发生接触，第二升降装置901停止驱动下压板902下移。

第三步，两个气缸件201同时推动各自方位的导向板202朝向复合管3方向移动，直至直至第二压力传感模块903再次传感监测到出现压力变化时，说明驱动导辊204、传动导辊205已经与复合管3发生接触，并且对复合管3产生了向上的推力分量，气缸件201停止推动导向板202朝向复合管3方向移动，侧位升降装置801带动轴向轮803下移，轴向轮803与复合管3外表面分离。

第四步，读取机构伸缩装置13驱动标签读取机构5移动至复合管3端口内围区域，伺服电机203带动驱动导辊204、复合管3转动，直至标签读取机构5的任意一个读取模块501扫描读取到可读信息标签4时，伺服电机203停止带动驱动导辊204、复合管3转动。

第五步，第一升降装置6驱动推力组件7上移，并向推力组件7线性增加上移推力，多个第一压力传感模块702连续传感监测压力变化信息，在同一时域内，各个第一压力传感模块702两侧的多个距离传感模块703连续传感监测距离变化信息（不同压力条件下，距离传感模块703传感监测到的距离参数变化，就能够成为判断分析当前压力下管体当前区域所发生的形变状态，便于对管体当前区域的整体抗压性能进行综合记录、分析、判断），任意一个第一压力传感模块702传感监测到压力参数不低于系统预设的第一测试值时，第一升降装置6停止向推力组件7增加上移推力，其中，第一测试值，是控制系统预设的测试压力要求值，也可以是符合产品出厂要求的最大的测试压力值。

第六步，第一升降装置6带动推力组件7下移，第二升降装置901带动下压板902上移，推力组件7、下压板902都与复合管3分离，伺服电机203带动驱动导辊204、复合管3转动，直至再一次出现读取模块501扫描读取到可读信息标签4时，伺服电机203停止带动驱动导辊204、复合管3转动，重复第二步和第五步的过程。

第七步，当标签读取机构5的读取模块501都扫描读取到可读信息标签4，并且都完成了步骤S2和步骤S5，侧位升降装置801带动轴向轮803上移，轴向轮803与复合管3外表面接触，气缸件201驱动导向板202后退，驱动导辊204、传动导辊205与复合管3外表面分离，如图3中的径向轮（也就是驱动导辊、传动导辊）移动方向、轴向轮移动方向。第一升降装置6带动推力组件7下移，第二升降装置901带动下压板902上移。

第八步，直线电机10驱动导向轴杆11前进一个推力组件7的长度距离L（如图5所示），重复步骤第二步至第七步的过程，直至推力组件7的所有距离传感模块703都传感检测不到复合管3的遮挡距离信号，也就是复合管3完全脱离了推力组件7的测试范围，距离传感模块703传感检测的信号变化状态类似于电平信号由“0”变“1”的变化方式，结束对当前复合管3的压力测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种玄武岩纤维复合管压力测试装置，其特征在于：

测试装置包括固定基座（1）、水平安装在固定基座（1）上侧端位置的一组相对设置的水平导向组件（2）、安装在固定基座（1）底板的一个第一升降装置（6）、安装在固定基座（1）底板并朝向第一升降装置（6）方位倾斜的两个轴位导向组件（8）；

所述水平导向组件（2）包括固定安装在固定基座（1）上侧端一侧方位的气缸件（201）、导向安装在固定基座（1）上侧端另一侧方位的导向板（202），所述气缸件（201）输出轴与导向板（202）连接，其中一个水平导向组件（2）的导向板（202）配置有伺服电机（203）、伺服电机（203）传动连接的驱动导辊（204），另外一个水平导向组件（2）的导向板（202）配置有传动导辊（205），所述复合管（3）位于驱动导辊（204）与传动导辊（205）之间，所述复合管（3）一端口内围贴有可读信息标签（4）；

所述第一升降装置（6）输出轴竖直朝上并连接推力组件（7），所述推力组件（7）顶侧面中间位置设有多个挤压凸起（701）和位于挤压凸起（701）内部的第一压力传感模块（702），每个挤压凸起（701）两侧都设有一组由多个距离传感模块（703）组成的监测机构；

两个轴位导向组件（8）关于第一升降装置（6）对称分布，每个轴位导向组件（8）包括侧位升降装置（801）、由侧位升降装置（801）驱动调节位置变化的多个轴向轮（803）；

所述固定基座（1）正上方设有与复合管（3）顶端位置相配合的下压组件（9），所述下压组件（9）包括输出轴竖直朝下的第二升降装置（901）、与第二升降装置（901）输出轴连接的下压板（902）、嵌设在下压板（902）中间位置的第二压力传感模块（903）；

所述固定基座（1）上方区域固定安装有一直线电机（10），所述直线电机（10）位置处配置有导向轴杆（11），所述导向轴杆（11）一端连接有固定安装架（12），所述固定安装架（12）位置处安装有读取机构伸缩装置（13），所述读取机构伸缩装置（13）的输出端连接标签读取机构（5），所述标签读取机构（5）环侧设有若干等间隔分布的用于读取可读信息标签（4）的读取模块（501），所述导向轴杆（11）另一端连接有推进架（14）。

2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合管压力测试装置，其特征在于：

所述固定基座（1）上侧端一侧方位设有用于导向安装导向板（202）的导向结构（101）。

3.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合管压力测试装置，其特征在于：

设推力组件（7）同一横向方位的多个距离传感模块（703）向上传感监测到的复合管（3）表面跨度范围所对应的圆心角为

；

所述标签读取机构（5）多个读取模块（501）呈圆环形分布，则相邻读取模块（501）之间的圆心角间隔角度为

。

4.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合管压力测试装置，其特征在于：

所述轴位导向组件（8）包括与侧位升降装置（801）输出轴连接的导轮架（802），所述轴向轮（803）转动安装在导轮架（802）位置处。

5.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合管压力测试装置，其特征在于：

设轴向轮（803）与复合管（3）接触点为Sa，设复合管（3）外表面接触点Sa所在切线为La，则该轴向轮（803）穿过接触点Sa的对称轴垂直于切线La。

6.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合管压力测试装置，其特征在于：

所述读取机构伸缩装置（13）输出轴的轴心线与卡合固定在推力组件（7）、下压板（902）之间的复合管（3）的轴心线共线，所述读取机构伸缩装置（13）输出轴侧端固定连接在标签读取机构（5）的中心位置。

7.一种玄武岩纤维复合管压力测试方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的一种玄武岩纤维复合管压力测试装置，包括以下步骤：

S1、复合管（3）放置在轴位导向组件（8）的轴向轮（803）上方，直线电机（10）驱动导向轴杆（11）运动，通过推进架（14）推动复合管（3）向前移动，直至推力组件（7）的所有距离传感模块（703）都传感检测到复合管（3）的遮挡距离信号，直线电机（10）停止驱动导向轴杆（11）运动；

S2、第二升降装置（901）驱动下压板（902）下移，直至第二压力传感模块（903）传感监测到出现压力变化时，第二升降装置（901）停止驱动下压板（902）下移；

S3、两个气缸件（201）同时推动各自方位的导向板（202）朝向复合管（3）方向移动，直至直至第二压力传感模块（903）再次传感监测到出现压力变化时，气缸件（201）停止推动导向板（202）朝向复合管（3）方向移动，侧位升降装置（801）带动轴向轮（803）下移；

S4、读取机构伸缩装置（13）驱动标签读取机构（5）移动至复合管（3）端口内围区域，伺服电机（203）带动驱动导辊（204）、复合管（3）转动，直至标签读取机构（5）的任意一个读取模块（501）扫描读取到可读信息标签（4）时，伺服电机（203）停止带动驱动导辊（204）、复合管（3）转动；

S5、第一升降装置（6）驱动推力组件（7）上移，并向推力组件（7）线性增加上移推力，多个第一压力传感模块（702）连续传感监测压力变化信息，在同一时域内，各个第一压力传感模块（702）两侧的多个距离传感模块（703）连续传感监测距离变化信息，任意一个第一压力传感模块（702）传感监测到压力参数不低于系统预设的第一测试值时，第一升降装置（6）停止向推力组件（7）增加上移推力；

S6、第一升降装置（6）带动推力组件（7）下移，第二升降装置（901）带动下压板（902）上移，推力组件（7）、下压板（902）都与复合管（3）分离，伺服电机（203）带动驱动导辊（204）、复合管（3）转动，直至再一次出现读取模块（501）扫描读取到可读信息标签（4）时，伺服电机（203）停止带动驱动导辊（204）、复合管（3）转动，重复步骤S2和步骤S5；

S7、当标签读取机构（5）的读取模块（501）都扫描读取到可读信息标签（4），并且都完成了步骤S2和步骤S5，侧位升降装置（801）带动轴向轮（803）上移，气缸件（201）驱动导向板（202）后退，第一升降装置（6）带动推力组件（7）下移，第二升降装置（901）带动下压板（902）上移；

S8、直线电机（10）驱动导向轴杆（11）前进一个推力组件（7）的长度距离L，重复步骤S2至步骤S7，直至推力组件（7）的所有距离传感模块（703）都传感检测不到复合管（3）的遮挡距离信号，结束对当前复合管（3）的压力测试。