一、系统概述

1.1研发背景

水轮机顶盖是水轮发电机组重要的封水承压部件，顶盖螺栓的联接情况是机组安装、运行维护的关键工序之一。这个部位的螺栓一旦出现预紧力松弛或疲劳断裂的问题，将会产生灾难性的后果。

 

1.2系统原理

超声波应力监测技术采用超声法检测螺栓的法向应力超声波在材料中传播时间与应力呈现一定线性关系，通过精确测量声波的传播速度或声时，然后根据预先标定的应力与时差关系曲线精确计算出构件的法向应力，该技术成熟、可靠，能测量构件绝对应力，同时可以监测螺栓的断裂。 

 

  

 

二、系统结构

系统通过超声发射卡产生激励信号，超声探头接收到系统产生的激励脉冲后，产生超声波信号，超声探头接收到的信号被采集卡接收，经过前置滤波，然后再经过增益放大，再经过ADC模数转换芯片转换成数字信号，送到信号处理模块进行信号分析，然后上传到工控机进行显示。

 

 

三、技术特点

传感器技术特点

·接口型号：M5，接口位置设计灵活，可直出，可侧出·探头直径：10mm，更小的直径可以产生更大的超声主瓣，转换效率更高·谐振频率：5MHz，更大的频率可以检测更小的缺陷 

32通道采集盒样机

测量精度高：

·100M采样率、16位精度·ns级分辨率

·MPa级检测精度测量范围广：

·最高400V激励电压·探头直径小，可产生更大的超声主瓣，可测量2m长的螺栓

 

 

四、系统软件及功能

4.1超声系统采集端软件

·螺栓拉力曲线标定

·应用测试功能

 

 

·缺陷检测功能 

 

 

4.2超声系统客户端软件

·多通道在线监测

 

 

 

4.3超声系统通讯端软件Modbus协议服务端

可以通过TCP/Modbus协议向远程传输各通道实时的应力变化值及缺陷检测状况。

 

五、 应用案例

 

彭水电站4#机组顶盖螺栓应力监测

 

三峡升船机卧倒门底支铰螺栓应力测试

 

深溪沟电站4#机组顶盖螺栓监测

 

山秀电厂3#机组连接螺栓监测