CN202903472U - 管路测试*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管路测试***，包括：设置于管路的最大位移点和应力危险点处、检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度以得到加速度信号的三向加速度传感器；与所述三向加速度传感器相连、获取所述加速度信号以分析处理所述加速度信号得到管路的空间振动情况的上位机。先根据有限元分析方法分析得到管路的最大位移点和应力危险点，再用三向加速度传感器分别检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度，有效针对管路的最大位移点和应力危险点进行测量，测量结果准确；并且，三向加速度传感器本身具有抗干扰及屏蔽性能，解决了由于外界干扰带来的测量结果不准确的问题；再且，三向加速度传感器可以设置于小直径的管路上，实现对小直径管路的测量；不容易出现断线或者短路故障，解决了现有技术中由于断线或者短路故障造成的无法测量的问题。

Description

管路测试***

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，更具体地说，涉及一种管路测试***。

背景技术

现有技术中采用应变仪采集应变数据的方式进行管路的测试，具体的，将应变片粘贴在测试管路的应力危险点上，并通过延长线连接应变片和应变仪，再将应变仪通过以太网与测试器相连。

随着测试管路的振动变形，粘贴在其表面的应变片也随之变形，应变片的电阻值也会随之发生变化，应变仪采集应变片的电阻信号，转化为电压信号，再转化为数字信号后输出至测试器中。

然而，由于测试管路应力非常集中，应变片表面积较小，很难准确地将应变片粘贴在测试管路最大应力的位置，导致测试结果不准；并且，应变片及延长线外露，抗干扰及屏蔽性能差，也会导致测量结果不准。再且，当测试管路直径太小时，无法粘贴应变片，不能实现管路的测试；同时应变片及延长线细小，容易发生断线或者短路等现象，当发生断线或者短路的问题时，也不能进行管路的测试。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种管路测试***，以解决现有技术中存在的管路测量结果不准以及会出现无法进行管路测量的现象。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种管路测试***，包括：

设置于管路的最大位移点和应力危险点处、检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度以得到加速度信号的三向加速度传感器；

与所述三向加速度传感器相连、获取所述加速度信号以分析处理所述加速度信号得到管路的空间振动情况的上位机。

优选地，当所述管路的直径大于等于12cm时，所述三向加速度传感器粘贴于管路的最大位移点和应力危险点处；当所述管路的直径小于12cm时，所述三向加速度传感器采用喉筘固定方式设置于管路的最大位移点和应力危险点处。

优选地，还包括位移测量仪，所述位移测量仪与所述三向加速度传感器相连，且通过以太网与所述上位机相连接，转换所述加速度信号为数字信号，并输出至以太网。

优选地，所述上位机为能够转换所述加速度信号为位移信号和速度信号；并根据位移信号的相关数据和速度信号的相关数据分析得出管路的空间振动大小的微处理器。

优选地，所述上位机还为能够采用矢量玫瑰图展示所述管路的空间振动方向，以及通过频谱分析得到管路振动的频率分布的微处理器。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型公开的一种管路测试***中，先根据有限元分析方法分析得到管路的最大位移点和应力危险点，再用三向加速度传感器分别检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度，有效针对管路的最大位移点和应力危险点进行测量，测量结果准确；并且，三向加速度传感器本身具有抗干扰及屏蔽性能，解决了由于外界干扰带来的测量结果不准确的问题；再且，三向加速度传感器可以设置于小直径的管路上，实现对小直径管路的测量；不容易出现断线或者短路故障，解决了现有技术中由于断线或者短路故障造成的无法测量的问题。

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为本实用新型实施例公开的一种管路测试方法的流程图；

图2为本实用新型另一实施例公开的一种管路测试方法的流程图；

图3为本实用新型另一实施例公开的一种管路测试方法的流程图；

图4为本实用新型实施例公开的一种管路测试***的结构图；

图5为本实用新型实施例公开的一种管路测试***的结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种管路测试方法及***，以解决现有技术中存在的管路测量结果不准以及会出现无法进行管路测量的现象。

具体的，本实用新型实施例公开的管路测试方法，如图1所示，包括步骤：

S101、采用三向加速度传感器分别检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度，得到加速度信号；

其中，可以预先采用有限元分析方法分析得到管路的最大位移点和应力危险点；所述管路的最大位移点为管路的振动最大点。

具体的，有限元分析方法指：

对所述检测管路进行建模；

对所述检测管路的建模信息采用有限元分析方法分析，得到检测管路在预设频率下的最大位移点和应力危险点。

其中，采用有限元分析方法分析所述检测管路的建模信息时，需要得出检测管路在不同频率下的振动最大点和应力危险点。

一般情况下，对应50Hz电源机组下的检测管路的频率范围为45～55Hz，以及对应60Hz电源机组的检测管路下的检测管路的频率范围为55～65Hz。

本实施例仅公开了一种得到管路的最大位移点和应力危险点的方法，当然还可以由其他方式得到，此处不做具体说明。

采用三向加速度传感器检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度具体为：

将三向加速度传感器粘贴或使用夹具喉筘固定在管路的表面，具体的：

当管路的直径大于等于12cm时，采用直接粘贴式，在三向加速度传感器粘贴表面先粘贴一小块与其面积相当的PCB绝缘材料，再利用CN-E胶水涂抹在绝缘材料表面然后将传感器粘贴在管路表面。

当管路的直径小于12cm时，采用喉筘固定式，先在三向加速度传感器除连接线端面不需粘贴PCB板绝缘材料外，其余表面均需粘贴，再使用喉筘其传感器固定管路表面。

管路振动时，三向加速度传感器实时检测管路的加速度，三向加速度传感器产生恒流变压的信号。

S102、传输所述加速度信号至上位机，所述上位机分析处理所述加速度信号得到管路的空间振动情况。

具体的，上位机接收到加速度信号后，转换所述加速度信号为速度信号和位移信号；其中，上位机接收到的加速度信号为三向加速度信号，可以转换为三向的位移信号和三向的速度信号。

上位机再根据位移信号的相关数据和速度信号的相关数据，分析得出管路的空间振动大小。

上位机还可以采用矢量玫瑰图展示所述管路的空间振动方向，以及通过频谱分析得到管路振动的频率分布。通过这样的测试分析，可以更准确地得出管路的设计情况，更轻易地查看到管路设计不合理、容易出现断裂、弯折等问题的地方。

其中，矢量玫瑰图是指，把一个截面（比如检测管路横截面），按角度平均分成360份，即每份占一度，通过统计时间历程中落在每个角度内速度信号的平均值、最大值、数据个数（即振动次数）分别来评价振动最大能量方向、最大振幅方向和振动主要方向。

如果管路的振动位移过大、频率过快或者应力点过于集中，则说明该管路设计不合理，很容易出现弯折、断裂等情况，需要重新设计管路。

本实施例中，先根据有限元分析方法分析得到管路的最大位移点和应力危险点，再用三向加速度传感器分别检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度，有效针对管路的最大位移点和应力危险点进行测量，测量结果准确；并且，三向加速度传感器本身具有抗干扰及屏蔽性能，解决了由于外界干扰带来的测量结果不准确的问题；再且，三向加速度传感器可以设置于小直径的管路上，实现对小直径管路的测量；不容易出现断线或者短路故障，解决了现有技术中由于断线或者短路故障造成的无法测量的问题。

还需要说明的是，本实施例中，除了对管路的应力危险点进行加速度的测量，还对管路的最大位移点进行加速度的测量，能够更完整的反映管路的情况，对管路的整改设计提供更全面的意见。

本实用新型另一实施例还公开了一种管路测试方法，如图2所示，包括步骤：

S201、采用有限元分析方法分析得到管路的最大位移点和应力危险点后，采用闪频仪测量方法校验所述管路的最大位移点，确定需要进行检测的管路的最大位移点。

其中，采用有限元软件分析得到管路的最大位移点和应力危险点的准确性，很大程度取决于管路建模是否完整，建模完整则分析准确率高，否则分析准确率较低。采用频闪仪对管路振动进行观测，可以检验有限元软件分析结果的准确性，还可以发现管路上其余振动大的点。

具体的，启动频闪仪电源开关，将转速调至2400～2600rpm时，沿着管路进行照射，若管路在晃动，肉眼便能清楚得看到管路的晃动情况，看晃动幅度大、小来评价管路位移，晃动幅度最大的位置，就是管路最大位移点。

并且，本步骤为进行管路测试方法之前的准备工作。

S202、采用三向加速度传感器分别检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度，得到加速度信号；

S203、传输所述加速度信号至上位机，所述上位机分析处理所述加速度信号得到管路的空间振动情况。

本实施例中，步骤S202和S203的方式见上述实施例公开的内容，此处不再赘述。

本实用新型另一实施例还公开了一种管路测试方法，如图3所示，包括步骤：

S301、采用三向加速度传感器分别检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度，得到加速度信号；

具体的，三向加速度传感器粘贴或使用夹具喉筘固定在管路的表面；管路振动时，三向加速度传感器实时检测管路的加速度，三向加速度传感器产生恒流变压的信号，输出至位移测量仪。

S302、模数转换所述加速度信号；

具体的，位移测量仪将三向加速度传感器采集得到的加速度信号进行模数转换，得到数字信号。

当测量管路的三向加速度传感器的数量为多个时，所述位移测量仪可以为多通道位移测量仪，所述多通道位移测量仪设置有多个接口，可分别与三向加速度传感器相连。

具体的，位移测量仪外置一个220V、50Hz的电源线插口，一个以太网线插口，一个接地线端子。将三向加速度传感器带有X、Y、Z轴标识的三根通讯线按测量仪通道上的对应标识一一正确对接，连接一根3脚的电源线提供市电、一根直径为≥2.5平方毫米的地线连接在位移测量仪的接地端子上，从位移测量仪网线插口处引一根以太网线连接至上位机。

S303、传输所述模数转换后的加速度信号至上位机，所述上位机分析处理所述模数转换后的加速度信号得到管路的空间振动情况。

具体的，本实施例中，位移测量仪通过以太网与上位机相连接。当然，还可以采用其他的连接形式，此处不再一一说明。

本实用新型另一实施例还公开了一种管路测试***，如图4所示，包括：三向加速度传感器101和102，其中：

三向加速度传感器101设置于管路的表面，位于管路的最大位移点和应力危险点，用于检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度信号，得到加速度信号；

上位机102与三向加速度传感器101相连接，用于获取所述加速度信号，分析处理所述加速度信号得到管路的空间振动情况。

具体的，本实施例中，所述管路的最大位移点和应力危险点采用有限元分析方法分析得到，用三向加速度传感器101分别检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度，有效针对管路的最大位移点和应力危险点进行测量，测量结果准确；并且，三向加速度传感器101本身具有抗干扰及屏蔽性能，解决了由于外界干扰带来的测量结果不准确的问题；再且，三向加速度传感器101可以设置于小直径的管路上，实现对小直径管路的测量；不容易出现断线或者短路故障，解决了现有技术中由于断线或者短路故障造成的无法测量的问题。

将三向加速度传感器101粘贴或使用夹具喉筘固定在管路的表面，当管路的直径大于等于12cm时，采用直接粘贴式，在三向加速度传感器101粘贴表面先粘贴一小块与其面积相当的PCB绝缘材料，再利用CN-E胶水涂抹在绝缘材料表面然后将传感器粘贴在管路表面；当管路的直径小于12cm时，采用喉筘固定式，先在三向加速度传感器101除连接线端面不需粘贴PCB板绝缘材料外，其余表面均需粘贴，使用喉筘其传感器固定管路表面。

管路振动时，三向加速度传感器101实时检测管路的加速度，产生恒流变压的信号。

上位机102接收到加速度信号后，转换所述加速度信号为速度信号和位移信号；其中，上位机102接收到的加速度信号为三向加速度信号，可以换换为三向的位移信号和三向的速度信号。

所述上位机102为能够转换所述加速度信号为位移信号和速度信号；并根据位移信号的相关数据和速度信号的相关数据分析得出管路的空间振动大小的微处理器。

优选地，所述上位机还为能够采用矢量玫瑰图展示所述管路的空间振动方向，以及通过频谱分析得到管路振动的频率分布的微处理器。通过这样的上位机进行测试分析，可以更准确地得出管路的设计情况，更轻易地查看到管路设计不合理、容易出现断裂、弯折等问题的地方。

其中，振动矢量玫瑰图，把一个截面（比如管路横截面），按角度平均分成360份，即每份占一度，通过统计时间历程中落在每个角度内数据的平均值、最大值、数据个数（即振动次数）分别来评价振动最大能量方向、最大振幅方向和振动主要方向。

本实用新型另一实施例还公开了一种管路测试***，如图5所示，包括：三向加速度传感器201、位移测量仪202和上位机203，其中：

三向加速度传感器201设置于管路的表面，位于管路的最大位移点和应力危险点，用于检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度信号，得到加速度信号；

位移测量仪202与三向加速度传感器201相连，通过以太网与上位机203相连接，用于转换所述加速度信号为数字信号，并输出至以太网；

上位机102与三向加速度传感器101相连接，用于获取所述加速度信号，分析处理所述加速度信号得到管路的空间振动情况。

具体的，位移测量仪202外置一个220V～50Hz的电源线插口，一个以太网线插口，一个接地线端子。将三向加速度传感器201带有X、Y、Z轴标识的三根通讯线按测量仪通道上的对应标识一一正确对接，连接一根3脚的电源线提供市电、一根直径为≥2.5㎜2的地线连接在位移测量仪的接地端子上，从位移测量仪网线插口处引一根以太网线连接至上位机203。

三向加速度传感器201粘贴或使用夹具喉筘固定在管路的表面；管路振动时，三向加速度传感器201实时检测管路的加速度，产生恒流变压的信号，输出至位移测量仪202。位移测量仪202将三向加速度传感器201测量得到的加速度信号转换为数字信号，通过以太网传输至上位机203。

当测量管路的三向加速度传感器的数量为多个时，所述位移测量仪可以为多通道位移测量仪，所述多通道位移测量仪设置有多个接口，可分别与三向加速度传感器相连。

本实施例中，上位机203分析处理所述加速度信号得到管路的空间振动情况的过程见上述实施例公开的内容，此处不再赘述。

需要说明的是，本实用新型上述两个实施例公开的管路测试***中，在进行管路测试之前，需要获取管路的最大位移点和应力危险点的位置，具体的，采用有限元分析软件计算得到，为了保证管路的最大位移点的位置准确，还可以进行闪频仪观法，具体的，启动频闪仪电源开关，将转速调至2400～2600rpm时，沿着管路进行照射，若管路在晃动，肉眼便能清楚得看到管路的晃动情况，看晃动幅度大、小来评价管路位移，晃动幅度最大的位置，就是管路最大位移点。

最后，还需要说明的是，本实用新型的实施例中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种管路测试***，其特征在于，包括：

设置于管路的最大位移点和应力危险点处、检测管路的最大位移点和应力危险点的加速度以得到加速度信号的三向加速度传感器；

与所述三向加速度传感器相连、获取所述加速度信号以分析处理所述加速度信号得到管路的空间振动情况的上位机。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，当所述管路的直径大于等于12cm时，所述三向加速度传感器粘贴于管路的最大位移点和应力危险点处；当所述管路的直径小于12cm时，所述三向加速度传感器采用喉筘固定方式设置于管路的最大位移点和应力危险点处。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，还包括位移测量仪，所述位移测量仪与所述三向加速度传感器相连，且通过以太网与所述上位机相连接，转换所述加速度信号为数字信号，并输出至以太网。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述上位机为能够转换所述加速度信号为位移信号和速度信号；并根据位移信号的相关数据和速度信号的相关数据分析得出管路的空间振动大小的微处理器。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述上位机还为能够采用矢量玫瑰图展示所述管路的空间振动方向，以及通过频谱分析得到管路振动的频率分布的微处理器。

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