CN207123349U - 一种测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及火力发电厂支吊架，具体为一种测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置；包括光纤光栅传感器、解调仪、下位机与上位机；所述的光纤光栅传感器与待测的支吊架拉杆贴合固定；所述的光纤光栅传感器与解调仪通过光纤相连；下位机与上位机之间通过串口线相连；光纤光栅传感器与支吊架拉杆贴合固定为一体，支吊架拉杆受力将产生形变，光纤光栅与支吊架拉杆协同变形，光纤光栅产生形变后，其波长会发生变化，解调仪解调出光纤光栅传感器的波长，然后通过上下位机建立的通讯方式，上位机接收来自下位机的数据并将其解析，通过波长和应变转换公式计算出支吊架拉杆所产生的应变，进而获得应力及载荷数据。

Description

一种测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置

技术领域

本实用新型涉及火力发电厂支吊架，具体为一种实时精确测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测系统。

背景技术

管道支吊架是管道系统的重要组成部分之一，具有安全承受管道荷载，使管道自重的应力在允许的范围内；增大管道的刚度，避免过大的挠度；合理约束管道位移、限制管道接口对所连设备的推力和力矩、增加管道系统稳定性、防止管道振动等功能。管道支吊架的状态好坏直接影响管道的实际应力情况。然而机组经过长期运行和反复启停，加上原始设计、制造、安装等方面可能存在的问题，管道支吊架状态会发生变化。

现在管道支吊架的检查方法主要依靠于检测工人的经验，借助于望远镜及其他工具对支吊架进行目视检查和测试，而且，对于支吊架的检查也只是在电厂检查维修阶段进行的检查，但如果不在检修时期，管道运行时支吊架出现问题，那么势必不会被察觉，从而可能引起管道安全运行隐患，造成重大事故。因此，迫切需要开发一套能够实时精确测量支吊架所承载荷的装置，为管道的不正常运行以及支吊架的更换等问题提供数据依据。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种实时精确测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测系统；包括如下内容：一种测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置，所述的监测装置包括光纤光栅传感器、解调仪、下位机与上位机；

所述的光纤光栅传感器与待测的支吊架拉杆贴合固定；

所述的光纤光栅传感器与解调仪通过光纤相连；下位机与上位机之间通过串口线相连。

其工作原理为：光纤光栅传感器与支吊架拉杆贴合固定为一体，支吊架拉杆受力将产生形变，光纤光栅与支吊架拉杆协同变形，光纤光栅产生形变后，其波长会发生变化，解调仪解调出光纤光栅传感器的波长，然后通过上下位机建立的通讯方式，上位机接收来自下位机的数据并将其解析，通过波长和应变转换公式计算出支吊架拉杆所产生的应变，进而获得应力及载荷数据。

优选地，所述的测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置中的光纤光栅传感器设有温度补偿传感器。

光纤光栅传感器包括两种，一种光纤光栅传感器与支吊架拉杆永久贴合，与支吊架拉杆产生同样的形变和同样的温度变化；另一种光纤光栅传感器与支吊架拉杆普通贴合，为温度补偿传感器，只和支吊架拉杆产生同样的温度变化，当光纤光栅传感器受力和温度发生变化时，其波长会发生变化，并且波长与应力、温度的变化成线性关系。

优选地，所述的测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置中的光纤光栅传感器所用的封装底座为专为火电厂支吊架设计的封装底座，实现底座与支吊架拉杆更好的粘贴。

优选地，所述的测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置中的光纤光栅传感器是波长调制型传感器。

光纤光栅传感器是波长调制型传感器，波长检测不受光纤连接器、藕合器或光源的光强波动和损耗的影响，光纤光栅传感器可用于远距离传输信号。

优选地，所述的测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置中的解调仪内部安装有光开关，能解调出多个传感器的波长。

上位机接收来自下位机的数据并将其解析成波长数据，经过一系列处理可实时显示监测结果。

具体地，

一种实时精确测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测系统，具有精度高、可实时性、数据完整等特点；该监测系统的特点在于：它包括解调仪、光纤光栅传感器、上位机和串口。光纤光栅封装于特别设计的封装底座，将封装好的光纤光栅传感器粘贴固定于待检测支吊架拉杆上，光纤光栅传感器与支吊架拉杆协同变形，实时光波信号通过光纤传递给解调仪，解调仪解调出波长数据，通过串口通讯传输给上位机，上位机对其进行进一步分析得出应力及载荷数据。光纤光栅传感器包括两种，一种光纤光栅传感器与支吊架拉杆永久贴合，与支吊架拉杆产生同样的形变和同样的温度变化；另一种光纤光栅传感器与支吊架普通贴合，为温度补偿传感器，只和支吊架拉杆产生同样的温度变化，当光纤光栅传感器受力和温度发生变化时，其波长会发生变化，并且波长与应力、温度的变化成线性关系。解调仪内部装有光开关，用于解调出多个光纤光栅传感器的波长。串口用于通过通讯协议来实现下位机与上位机的数据及指令的传输，通讯协议包括指令和数据的协议。

本实用新型的优点是：

(1)本监测系统为上下位机嵌入式系统，下位机解调波长，上位机对数据进行解析，既可实时显示数据，也可查看历史数据。

(2)将光纤光栅传感器应用到火力发电厂监测支吊架所承载荷，具有更高的精度，可为支吊架失效及更换提供准确依据。

(3)根据火力发电厂支吊架的特点及工作环境，设计一款封装光纤光栅传感器的底座，既能很好保护光纤，又不会影响数据的真实性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构装置连接示意图。

标号说明：1、支吊架拉杆；2、光纤光栅传感器；3、光纤；4、解调仪；5、下位机；6、串口线；7、上位机。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，本实用新型提供了一种实时精确测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测系统，具有精度高、可实时性、数据完整等特点。该监测系统的特点在于：它包括解调仪4、光纤光栅传感器2、下位机5、上位机7和串口线6。光纤光栅封装于特别设计的封装底座，将封装好的光纤光栅传感器粘贴固定于待检测支吊架拉杆上，光纤光栅传感器与支吊架拉杆协同变形，实时光波信号通过光纤传递给解调仪，解调仪解调出波长数据，通过串口通讯传输给上位机，上位机对其进行进一步分析得出应力及载荷数据。光纤光栅传感器包括两种，一种光纤光栅传感器与支吊架拉杆永久贴合，与支吊架拉杆产生同样的形变和同样的温度变化；另一种光纤光栅传感器与支吊架普通贴合，为温度补偿传感器，只和支吊架拉杆产生同样的温度变化，当光纤光栅传感器受力和温度发生变化时，其波长会发生变化，并且波长与应力、温度的变化成线性关系。解调仪内部装有光开关，用于解调出多个光纤光栅传感器的波长。串口用于通过通讯协议来实现下位机与上位机的数据及指令的传输，通讯协议包括指令和数据的协议。

首先用脱漆剂去除支吊架载荷待测点的外油漆，用砂纸打磨光滑，并用丙酮将测点处理干净。考虑室外环境下工作温度对传感器响应的影响，设置温度补偿传感器，然后，将应变传感器用环氧树脂粘贴在待测点处。贴装时，尽量保证光纤应变传感器的位置准确，刷胶均匀，胶量适量等；用手指均匀挤压光纤应变传感器，排除多余的胶液和气泡，同时，轻拨光纤应变传感器，调整位置，使其定位准确，真实反映测量点的应变。风干24小时后，使用硅胶敷于传感器表面，并使用胶带在最外层进行保护和固定。对于温度传感器，只是用普通的硅胶将其与支吊架贴合，只感受温度的变化。由于光纤容易损坏，所以采用PVC 管对其进行保护，光纤连接于解调仪，解调仪与上位机通过串口线连接。

启动上位机软件，输入待监测支吊架信息，将串口打开，上位机向下位机发送指令，开始监测。解调仪接收到光信号以后将其解调成数字信号，然后通过串口传输给上位机，上位机按照通讯协议，对接收的数据进行分析得出支吊架所承载荷及所受应力。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置，其特征在于：所述的监测装置包括光纤光栅传感器、解调仪、下位机与上位机；

所述的光纤光栅传感器与待测的支吊架拉杆贴合固定；

所述的光纤光栅传感器与解调仪通过光纤相连；下位机与上位机之间通过串口线相连。

2.根据权利要求1所述的测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置，其特征在于：所述的光纤光栅传感器设有温度补偿传感器。

3.根据权利要求1所述的测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置，其特征在于：所述的光纤光栅传感器所用的封装底座为专为火电厂支吊架设计的封装底座，实现底座与支吊架拉杆更好的粘贴。

4.根据权利要求1所述的测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置，其特征在于：所述的光纤光栅传感器是波长调制型传感器。

5.根据权利要求1所述的测量电厂支吊架热态载荷及应力的监测装置，其特征在于：所述的解调仪内部安装有光开关，能解调出多个传感器的波长。