[发明专利]热风炉炉壳裂纹的监测系统及监测方法

权利要求书

1.一种热风炉炉壳裂纹的监测系统，其特征在于，包括：

多个声发射传感器，用于采集声发射信号；

多根波导杆，分布在热风炉炉壳上，各所述声发射传感器设置在相应的波导杆上，且所述波导杆隔开所述声发射传感器和所述热风炉炉壳；

处理器，用于根据所述声发射传感器采集的声发射信号判断是否有裂纹，若有，则根据各所述声发射传感器采集的声发射信号确定裂纹特征，所述裂纹特征包括裂纹位置。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，还包括：

前置放大器，用于放大所述声发射传感器采集的声发射信号，所述前置放大器与各所述声发射传感器连接；

声发射采集器，用于采集所述前置放大器采集输出的信号，所述声发射采集器与声发射前置器连接；

通信装置，通信连接所述处理器和所述声发射采集器。

3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于：所述声发射采集器为多通道数据采集器，所述声发射采集器的采样频率大于2MHz。

4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：所述热风炉按温度范围分为多个温区段，各所述声发射传感器和各所述波导杆对应分布在温度范围最高的温区段。

5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：沿所述热风炉的轴向方向间隔部分有多组声发射传感器组，每组所述声发射传感器组包括至少三个沿所述热风炉的周向方向布置的声发射传感器，且相邻两组所述声发射传感器组的轴向间距不小于所述热风炉对应位置的半径。

6.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：所述波导杆的一端固定在所述热风炉炉壳上，所述声发射传感器设置于在所述波导杆的另一端，所述波导杆与所述热风炉炉壳之间设置有用于声耦合的真空脂。

7.一种热风炉炉壳裂纹的监测方法，其特征在于，监测时采用权利要求1-6中任一项所述的监测系统，所述监测方法包括：

通过所述声发射传感器采集声发射信号，

根据所述声发射传感器是否采集到声发射信号判断热风炉炉壳是否产生裂纹，若未检测到，则判断无裂纹，若检测到，则判断有裂纹；

当所述声发射传感器采集到声发射信号时，分析所述声发射信号的特征参数，并根据所述特征参数确定所述裂纹特征。

8.根据权利要求7所述的热风炉炉壳裂纹的监测方法，其特征在于，

所述监测方法还包括预存热风炉炉壳的几何信息和各声发射传感器的安装位置信息；

所述特征参数包括到达时间，所述达到时间为所述声发射传感器开始检测到所述声发射信号的时间；

根据所述特征参数确定所述裂纹特征包括：根据热风炉炉壳的几何信息、各声发射传感器的安装位置信息及相应声发射信号的达到时间确定裂纹位置。

9.根据权利要求8所述的热风炉炉壳裂纹的监测方法，其特征在于，所述裂纹特征包括裂纹位置和裂纹大小，所述监测方法还包括：

建立热风炉炉壳数值模型，所述热风炉炉壳数值模型根据热风炉炉壳的几何尺寸、热风炉炉内温度、热风炉炉壳的载荷建立，并以热风炉炉壳的裂纹位置和裂纹大小作为输入变量；

将当前裂纹位置和裂纹大小输入所述热风炉炉壳数值模型，并进行有限元分析，获取热风炉炉壳的应力数据；

根据所述热风炉炉壳数值模型和所述热风炉炉壳的应力数据形成可视化界面；

根据所述应力数据评估热风炉的安全性。

10.根据权利要求9所述的热风炉炉壳裂纹的监测方法，其特征在于，所述特征参数包括振铃计数，所述监测方法还包括预测热风炉炉壳的使用寿命，预测热风炉炉壳的使用寿命的方法包括：

根据热风炉炉壳的材料计算所述热风炉炉壳的振铃计数变化率；

根据热风炉炉壳的材料和所述振铃计数变化率计算所述热风炉炉壳的裂纹扩展率；

根据所述裂纹扩展率、所述振铃计数变化率和当前裂纹大小建立裂纹变化数据模型；

根据所述裂纹变化数据模型确定所述热风炉炉壳的使用寿命。