[发明专利]火箭连接器连接的管路接口的反力测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种火箭连接器连接的管路接口的反力测量系统，其特征在于，包括框架以及设置在所述框架上的测量管路组件和测力组件；其中，所述框架包括顶梁、立柱、底支架和后支架；所述顶梁的两端分别连接一所述立柱，所述顶梁与立柱构成一底端开口的倒框结构；沿与所述倒框结构所在平面垂直的方向，在所述倒框结构的一侧设置有所述底支架；沿与所述倒框结构所在平面垂直的方向，在所述倒框结构设置有所述底支架的一侧设置有所述后支架；所述后支架设置在所述底支架的上方，所述后支架与底支架之间用于设置所述测量管路组件；

所述测量管路组件用于通过火箭连接器连接被测管路，所述测力组件用于测量被测管路通有介质达到平衡状态时或被测管路通过火箭连接器与所述测量管路组件分离时在所述测量管路组件与火箭连接器连接的连接面上的反力；

所述底支架包括支撑梁和连接梁，所述支撑梁的两端分别连接一所述连接梁，所述连接梁与支撑梁连接一端的相对端与所述立柱连接；所述支撑梁与顶梁平行设置；

所述后支架包括横梁和竖梁，所述横梁的一端与所述顶梁连接，其另一端与所述竖梁的一端连接，所述竖梁的另一端用于连接所述测量管路组件；所述横梁与连接梁平行设置；

所述测量管路组件包括测量管段、测量管接头和管路吊架；所述测量管段的一端通过法兰与所述测量管接头的一端连接，所述测量管接头的另一端用于连接被测管路；所述测量管段与测量管接头连接一端的相对端用于连接后端管路；所述管路吊架设置在所述测量管接头上，其用于对所述测量管接头进行悬吊；

所述测力组件包括X正向拉压力传感器、X负向拉压力传感器、Y正向拉压力传感器、第一Z正向拉压力传感器和第二Z正向拉压力传感器；

所述X正向拉压力传感器的一端通过连杆与一所述立柱连接，其另一端通过钢丝绳与所述管路吊架连接；所述X负向拉压力传感器的一端通过连杆与另一所述立柱连接，其另一端通过钢丝绳与所述管路吊架连接；

所述Y正向拉压力传感器的一端通过连杆与所述顶梁连接，其另一端通过钢丝绳与所述管路吊架连接；

以所述测量管段的中轴线为对称轴，所述第一Z正向拉压力传感器和第二Z正向拉压力传感器对称设置在所述测量管段的的上下两侧；所述第一Z正向拉压力传感器的一端通过连杆与所述竖梁连接，其另一端通过钢丝绳与所述测量管段和测量管接头连接一端设置的法兰连接；所述第二Z正向拉压力传感器的一端通过连杆与所述底支架连接，其另一端通过钢丝绳与所述测量管段和测量管接头连接一端设置的法兰连接。

2.根据权利要求1所述的火箭连接器连接的管路接口的反力测量系统，其特征在于，所述顶梁与立柱的连接处、所述连接梁与立柱的连接处以及所述横梁与竖梁的连接处均设置有加强板。

3.根据权利要求1所述的火箭连接器连接的管路接口的反力测量系统，其特征在于，所述测量管路组件还包括管路连接件，所述管路连接件设置在所述测量管段一端连接的所述法兰与所述测量管接头之间，其用于连接所述测量管段与测量管接头。

4.根据权利要求1所述的火箭连接器连接的管路接口的反力测量系统，其特征在于，所述测力组件还包括吊环螺钉，所述吊环螺钉的一端与所述X正向拉压力传感器、X负向拉压力传感器或Y正向拉压力传感器连接，其另一端与所述管路吊架连接。

5.根据权利要求4所述的火箭连接器连接的管路接口的反力测量系统，其特征在于，沿所述立柱的竖直方向，在所述立柱上开设有腰圆孔，与所述X正向拉压力传感器或X负向拉压力传感器连接的连杆的一端固定连接在所述腰圆孔中；

所述顶梁上开设有第一圆形通孔，与所述Y正向拉压力传感器连接的连杆的一端固定连接在所述第一圆形通孔中；

所述竖梁上开设有第二圆形通孔，与所述第一Z正向拉压力传感器连接的连杆的一端固定连接所述第二圆形通孔中；

所述支撑梁上开设有腰圆槽，与所述第二Z正向拉压力传感器连接的连杆的一端固定连接在所述腰圆槽中。

6.一种基于如权利要求1-5任一项所述的火箭连接器连接的管路接口的反力测量系统的管路接口反力测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

对各拉压力传感器进行初始标定，X正向拉压力传感器的初始值记为X₀₊，X负向拉压力传感器的初始值记为X_0-，Y正向拉压力传感器的初始值记为Y₀，第一Z正向拉压力传感器的初始值记为Z₁₀，第二Z正向拉压力传感器的初始值记为Z₂₀；

将被测管路通过火箭连接器与测量管接头连接，开启各拉压力传感器进行力值数据采集；

待被测管路静置平衡或火箭连接器与测量管接头分离时，对测量管路组件与火箭连接器连接的连接面上的力值进行采集，采集的力值分别为：X₁₊、X_1-、Y₁、Z₁₁、Z₂₁；

根据各拉压力传感器采集的力值换算得到管路三个方向的反力分别为：

X向管路接口反力：(X₁₊--X₁-)-(X₀₊-X₀-)；

Y向管路接口反力：Y₁-Y₀；

Z向管路接口反力：(Z₁₁+Z₂₁)-(Z₁₀+Z₂₀)；

管路接口弯矩为：[(Z₁₁-Z₂₁)-(Z₁₀-Z₂₀)]R，其中，R表示第一Z正向拉压力传感器连接的钢丝绳的中轴线与测量管段的中轴线之间的距离。