[实用新型]一种超声波应力检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及检测装置领域，尤指一种超声波应力检测装置。

背景技术

螺栓是工程中常用的一种联接件，配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件，由头部和螺杆两部分组成的一类紧固件，广泛应用于航空航天、机车车辆、舰船、桥梁、石油化工和新能源等领域的关键装置或装备的零部件的联接，以保障机械结构的完整性、可靠性和安全性。

对于装置或结构中所使用的螺栓，其预紧力是否合适，将直接关系到整个装置或结构工作的可靠性和安全性。预紧力过大，易导致裂纹的产生和疲劳破坏，削弱该连接节点的承载力，严重时可能诱发结构失稳；预紧力不够，则会引起振动松弛、滑移等现象，影响结构整体性或造成密封件泄漏等。在装置的使用过程中，由于装置所受交变载荷的作用，或者外部环境温度的变化等，也经常导致螺栓联接构件的松动，造成装置的损坏甚至人员伤亡等事故。工程中的大型构件，往往由多个螺栓联接起来。在拧紧的过程中，存在“交耦”的现象，即一个螺栓拧紧了，另一个原来拧紧的螺栓可能又会松动。为了保证构件的可靠联接，常需对这些螺栓进行反复、多次拧紧，不仅效率低下，而且也难以确保这些螺栓都处于可靠的联接状态。

基于压电阻抗的结构健康监测方法虽然也是利用的压电传感器，但它是利用PZT材料的电阻抗的变化来实施测量的。结构发生破坏或连接状态发生变化，引起结构阻抗的变化，就会耦合引起PZT电阻抗的变化。这两种方法被广泛用于大型装置或构件的结构健康监测中，但无法定量检测螺栓的轴向应力大小，而且基于PZT压电传感器的主动传感方法由于检测的是接收信号能量的大小，很容易受到传感器安装和周围环境状况的影响，检测具有很大的不确定性。

目前，国外制造商推出的测试装置或系统大都只是单通道的，即只能对单个螺栓的连接状态逐一进行检测，无法对大型构件的多个螺栓的连接应力和状态同时进行检测。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种超声波应力检测装置，可以同时检测多个螺栓的轴向应力和联接状态，并且具有网络通信能力方便对数据分析以及存档，实时监测螺栓的轴向应力和连接状态，对松动的螺栓发出报警信息。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种超声波应力检测装置，包括有标定实验模块、检测模块、压电传感器，所述标定实验模块包含有标定试验台设计装置、压力传感器、数据采集装置、超声波装置、示波器和数据处理装置，所述检测模块包含有信号处理电路、数据库终端和服务器，所述标定试验台设计装置的输出端与压力传感器的输入端连接，压力传感器的输出端与数据采集装置的输入端连接，数据采集装置的输出端与数据处理装置的输入端连接，超声波装置的输出端与示波器的输入端连接，示波器的输出端与数据处理装置的输入端连接，数据处理装置的输出端分别与信号处理电路的输入端、数据库终端的输入端、压电传感器的输入端连接，所述数据库终端的输出端与服务器的输入端连接，所述压电传感器的输出口设有传感器膜片。

进一步地，所述数据库终端包括有管理中心模块，管理中心模块与信号处理电路双向连接。

进一步地，所述信号处理电路包括有滤波电路、放大电路、激励信号发生电路，滤波电路的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与激励信号发生电路的输入端连接。

进一步地，还包括有触摸屏，所述触摸屏的输出端分别与检测模块的输入端、压电传感器的输入端连接。

进一步地，还包括有超声波探头，所述超声波探头通过电缆与超声波装置的输入端连接。

进一步地，所述传感器膜片采用中心频率1MHz～10MHz的传感器膜片。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型检测模块对单颗螺栓轴向应力和联接状态检测，并通过服务器实现多个检测模块的网络互联，组成分布式监测系统装置，实现大型装置多处螺栓联接状态的同时监测，不仅提高了检测效率，而且可以及时、准确地发现多处螺栓在拧紧过程中其他螺栓发生松动的现象，高效、精准对多个问题螺栓进行定位，保证大型构件在生产和使用中的联接质量，并且利用压电传感器集传感器膜片与螺栓一体，不仅可保证整个测试过程中传感器安装的一致性，而且传感器膜片不会对螺栓的使用性能产生影响，可方便实现对这些螺栓的在线长期监测。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

附图标号说明：1.标定试验台设计装置；2.压力传感器；3.数据采集装置；4.超声波装置；5.示波器；6.数据处理装置；7.信号处理电路；8.数据库终端；9.服务器；10.压电传感器。

具体实施方式