CN205142361U - 螺栓状态检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种螺栓状态检测设备。该螺栓状态检测设备包括：图像采集器、工控机和预警装置；其中，图像采集器获取螺栓的实时图像，图像采集器的输出端与工控机的输入端相连；工控机的第一输出端与预警装置的控制端相连，控制预警装置报警。采用本实用新型的技术方案，可以及时检测到螺栓出现松动或者断裂等状态并进行报警，且检测方便快捷、效率高，准确性高。

Description

螺栓状态检测设备

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备维护技术领域，尤其涉及一种螺栓状态检测设备。

背景技术

风力发电机组中的高强度螺栓松动或断裂时，会对风力发电机组的安全运行造成严重威胁，因此，需要及时检测出高强度螺栓松动或者断裂从而进行紧固或更换。

目前，对螺栓状态进行检测的方法主要为拧紧螺栓后，在螺栓、垫圈和螺母上画上连续的防松线，通过观察防松线是否发生错位，从而判断螺栓是否松动或者断裂。这种检测方法一方面需要对螺栓逐一检查，劳动强度大，效率较低；另一方面，螺栓轻微松动时，防松线的错位程度不明显，不易被发现，准确性较差。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种螺栓状态检测设备，以高效、准确地检测出螺栓的松动或者断裂等状态。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种螺栓状态检测设备，包括：图像采集器、工控机和预警装置；其中，图像采集器获取螺栓的实时图像，图像采集器的输出端与工控机的输入端相连；工控机的第一输出端与预警装置的控制端相连，控制预警装置报警。

进一步地，工控机包括图像采集卡和控制板；图像采集卡的输入端与工控机的输入端相连，控制板的第一输入端与图像采集卡的输出端相连，控制板的输出端与工控机的第一输出端相连。

进一步地，工控机还包括图像切分装置，图像切分装置串联在图像采集器和图像采集卡之间。

进一步地，工控机还包括图像存储卡，图像存储卡的输出端与控制板的第二输入端相连。

进一步地，螺栓状态检测设备还包括显示装置，显示装置的输入端与工控机的第二输出端相连。

进一步地，还包括定时装置，所述定时装置的输出端与所述图像采集器的控制端相连。

进一步地，定时装置为计数器。

进一步地，图像采集器为高清照相机或摄像机。

进一步地，预警装置为蜂鸣器和/或闪光灯。

进一步地，在螺栓上设置预警标识。

本实用新型提供的螺栓状态检测设备，通过图像采集器采集螺栓的实时图像，由工控机对该实时图像进行处理，与螺栓的初始图像进行对比，检测到螺栓的实时图像与螺栓的初始图像相比发生变化时，预警装置报警，可以及时检测到螺栓出现松动或者断裂等螺栓的状态并进行报警，且检测方便快捷、效率高，准确性高。

附图说明

图1为本实用新型提供的螺栓状态检测设备一个实施例的装置结构示意图；

图2为本实用新型提供的螺栓状态检测设备的另一个实施例的装置结构示意图；

图3为本实用新型提供的螺栓状态检测设备的一个实施例的应用状态示意图；

图4为本实用新型提供的螺栓状态检测设备的带有预警标识的螺栓的初始图像；

图5为本实用新型提供的螺栓状态检测设备的带有预警标识的螺栓的实时图像。

附图标号说明

1、图像采集器；2、工控机；21、图像切分装置；22、图像采集卡；23、控制板；24、图像存储卡；3、预警装置；4、显示装置；5、螺栓；6、预警标识；7、摄像机。

具体实施方式

本实用新型的实施例，通过采集螺栓的实时图像，与螺栓的初始图像进行对比，如果螺栓的实时图像与初始图像相比发生变化，则由预警装置报警，从而通知工作人员螺栓的状态出现松动或者断裂等变化，使得工作人员可以对螺栓进行紧固或者更换。本实用新型的实施例的技术方案适用于对各种钢结构工程中的螺栓的状态进行检测，能够准确高效地检测出螺栓状态出现松动或者断裂等变化。例如，对风力发电机组中的高强度螺栓的状态进行检测，能够为风力发电机组的安全运行提供可靠的保障。

实施例一

图1为本实用新型提供的螺栓状态检测设备一个实施例的装置结构示意图，如图1所示，该螺栓状态检测设备包括：图像采集器1、工控机2和预警装置3。

其中，图像采集器1用于采集螺栓5的实时图像，图像采集器1的输出端与工控机2的输入端相连，用于发送螺栓5的实时图像；工控机2用于将螺栓5的实时图像与预先存储的螺栓5的初始图像进行对比，工控机2的第一输出端与预警装置3的控制端相连，用于在螺栓5的实时图像与初始图像相比发生变化时，向预警装置3发送预警信号，控制预警装置3进行报警。

具体地，在实际应用场景中，图像采集器1可以设置在正对应螺栓5的位置，也可以设置在螺栓5的临近位置，以方便完整地采集螺栓5的实时图像。在图像采集器1采集到螺栓5的实时图像之后，将该实时图像发送到工控机2。

工控机2接收到螺栓5的实时图像之后，将该实时图像与预先存储的螺栓5的初始图像进行对比。若对比结果为螺栓5的实时图像与初始图像相比没有发生变化，则工控机2向预警装置3的控制端发送空信号；若对比结果为螺栓5的实时图像与初始图像相比发生变化，则工控机2向预警装置3的控制端发送预警信号，控制预警装置3报警，通知工作人员螺栓状态出现变化。其中，螺栓状态出现变化可以包括但不限于松动和/或断裂等。报警方式可以包括但不限于至少以下方式之一：声音、闪光、显示屏显示以及通过蓝牙或者无线、红外等方式发送报警消息等；还可以针对不同的螺栓状态变化情况分别设置不同的报警方式，例如螺栓松动用第一声音表示、断裂用第二声音表示，或者螺栓松动用声音表示、断裂用闪光表示等等。

工作人员根据预警装置3的报警及时对螺栓5进行紧固处理或更换，从而快速高效地进行螺栓状态的检测以及维护，保证螺栓5的紧固作用。

本实用新型实施例提供的螺栓状态检测设备，通过采集螺栓的实时图像，与螺栓的初始图像进行对比，如果螺栓的实时图像与初始图像相比发生变化，则由预警装置报警，从而通知工作人员螺栓的状态出现松动或者断裂等变化，使得工作人员可以对螺栓进行紧固或者更换。

实施例二

图2为本实用新型提供的螺栓状态检测设备的另一个实施例的装置结构示意图，该螺栓状态检测设备为图1所示设备的一种具体实现方式，其具体工作方式可参见图1所示实施例的相应内容。

本实施例中，该螺栓状态检测设备用于对风力发电机组中的高强螺栓的状态进行检测。在其他实施例中，该螺栓状态检测设备还可以应用到其他环境中，对其他结构中的螺栓5的状态进行检测，例如，铁塔中的连接螺栓。

在具体的应用场景中，图像采集器1可以为高清照相机或摄像机，高清照相机和摄像机使用方便、价格合适，且能够获得清晰的螺栓5的实时图像和初始图像。其他可以采集螺栓5的清晰图像的装置都适用于该螺栓状态检测设备的图像采集器1，例如数码相机。工控机2还可以为计算机。预警装置3可以为蜂鸣器和/或闪光灯，闪光灯和蜂鸣器能够在短时间内发出较强的声音或光线，且方便安装使用，价格便宜。

进一步地，在螺栓5上设置预警标识6。为了使螺栓5的实时图像和初始图像的对比更加方便快捷，在螺栓上设置预警标识6，可以通过对比螺栓5上的预警标识是否出现变化，来完成实时图像和初始图像的对比。图像采集器1应该设置在螺栓5的附近，以方便完整地采集到螺栓5的实时图像，并使螺栓5上的预警标识6能够清晰的显示在实时图像中。

本实施例中，在螺栓5的螺栓头、螺母、垫圈和固定件上设置有连续的预警标识线，该预警标识6是涂敷在螺栓5上的直线，优选为色彩较为鲜明的直线。在螺栓5出现松动的时候，螺栓5的螺母和螺栓头发生相对移动，这条预警标识线会发生断裂或扭曲等变化现象。因此，可以通过预警标识6的变化现象来判断螺栓5的状态出现松动或者断裂等变化。

应当注意的是，预警标识6的形状不限于直线，也可以是其他形状的预警标识6，例如三角形状或平行线形状。预警标识6的形状在螺栓5状态发生变化时产生变化，预警标识6可以设置在任何能够在螺栓5状态发生变化时使预警标识6形状发生变化的位置。

图3为该螺栓状态检测设备用于检测风力发电机组的塔筒上的螺栓5状态变化时的工作状态示意图。如图3所示，多个螺栓5均匀分布在塔筒的一周，图像采集器1为设置在旋转装置(图中未示出)上的摄像机7，用于旋转一周来采集多个螺栓5的实时图像；工控机2设置在塔筒外并与摄像机7相连，以处理摄像机7采集到的螺栓5的实时图像。

进一步地，该螺栓状态检测设备还包括定时装置(图中未示出)，定时装置用于控制图像采集器定时采集螺栓5的实时图像。

对螺栓5的实时图像进行定时采集，可以避免对螺栓5的实时图像进行不间断采集造成的大量成本投入。该定时采集的间隔时间可以根据螺栓5自身的属性及螺栓5的工作环境对螺栓状态的影响具体设置，在本实施例中，对上述塔筒上的螺栓5的实时图像的采集间隔时间为一天，每天对螺栓5进行状态检测，可以在投入成本较低的情况下及时检测出螺栓5的状态，进而保证风力发电机组的安全运行。该定时装置优选为计数器，计数器能够将计算与控制结合，且操作方便，适用于该螺栓状态检测设备的定时装置。

进一步地，工控机2包括图像存储卡24，图像存储卡24的输出端与控制板23的第二输入端相连，用于将预先存储的螺栓5的初始图像发送到控制板23。

本实施例中，分布在塔筒一周的螺栓5为同一型号的螺栓5，螺栓上的预警标识6均是统一规格，因此，在图像存储卡24中只需要预先存储一个带有标准预警标识6的螺栓5的初始图像，就可以用于和同一型号的其他螺栓5进行对比。在其他实施例中，如果每个螺栓5的型号不同，或者预警标识6的规格不统一，则不同螺栓5的初始图像均应预先存储在图像存储卡24中。

进一步地，工控机2包括图像采集卡22和控制板23，图像采集卡22的输入端与工控机2的输入端相连，控制板23的第一输入端与图像采集卡22的输出端相连，控制板23的输出端与工控机2的第一输出端相连。

图像采集卡22用于获取图像采集器1采集的螺栓5的实时图像，并进行整合处理(其中，整合处理的方式可以包括但不限于以下方式：将螺栓5的实时图像整理成格式统一的实时图像，以方便螺栓5的初始图像进行对比)，然后发送到控制板23，由控制板23完成螺栓5的实时图像与初始图像的对比。如图4和图5所示，螺栓5的实时图像与初始图像相比发生变化，控制板23将螺栓5的实时图像与初始图像进行对比之后，就向预警装置3发送预警信号，控制预警装置3报警。

具体地，控制板23对比螺栓5上的预警标识6，通过在控制板23中设置变化阈值，在变化度超过变化阈值时，控制板23向预警装置3发送预警信号。例如，在本实施例中，可以设置控制板23中的变化阈值为30％，若图中的预警标识6为具有宽度为5mm的直线，实时图像中预警标识6的扭曲宽度为2mm，控制板23将螺栓5的实时图像与初始图像进行对比之后，得出其变化度为40％，超过变化阈值30％，则控制板23向预警装置3发送预警信号，由预警装置3报警。

进一步地，工控机2还包括图像切分装置21，图像切分装置21串联在图像采集器1和图像采集卡22之间，用于将图像采集器1采集到的多个螺栓5的实时图像切分成单个螺栓5的实时图像。

具体地，分布在塔筒一周的螺栓分为5个分区域，每个分区域中包括4个螺栓，摄像机7获取第一个分区域中的4个螺栓5的实时图像，并发送给图像切分装置21，由图像切分装置21对其进行切分处理，得到图5中的单个螺栓5的实时图像，并发送给图像采集卡22；摄像机7随着旋转装置旋转，继续采集下一个分区域的4个螺栓5的实时图像，直至采集完5个分区域的螺栓，以完成对塔筒一周的螺栓5的状态检测。

进一步地，该螺栓状态检测设备还包括显示装置4，显示装置4的输入端与工控机2的第二输出端相连，独立于预警装置3单独设置。当然，在其他实施例中，显示装置4也可以串联在工控机2和预警装置3之间。

显示装置4用于显示螺栓5的位置信息，以方便在螺栓5状态变化时，工作人员可以快速从多个螺栓5中准确地找到需要进行处理的螺栓5。显示装置4还可以显示螺栓5的实时图像与初始图像，以方便工作人员可以查看螺栓5的实时图像和初始图像，进而了解到螺栓5的实时状态。其中，螺栓5的位置信息可以通过图像采集器1的位置信息，以及其采集螺栓5的实时图像的方式确定。

例如，摄像机7设置在风力发电机组塔筒上某一层螺栓5的附近，用于周期性地采集塔筒一周的螺栓5的实时图像，可以将摄像机7采集的图像按照采集顺序分别标记为a、b、c、d等，用于对应不同螺栓5的位置信息(例如，标记a对应塔筒第二层的第一个螺栓5)。在预警装置3报警时，显示装置4可以显示图像的标记来对应的螺栓5的位置信息，工作人员可以根据该位置信息找到对应的螺栓5并进行相应处理，以保证其紧固作用。

本实施例的螺栓状态检测设备，在图1所示实施例的基础上，给出了图像采集器和工控机的具体实现方式，通过工控机对螺栓实时图像中的预警标识进行切分、提取、对比处理，在螺栓的状态发生变化时，预警装置报警，显示装置显示螺栓的位置信息。该螺栓状态检测设备在使用较低成本和劳动强度的情况下，能够有效地检测出螺栓的状态是否出现变化。

最后应当说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种螺栓状态检测设备，其特征在于：包括图像采集器(1)、工控机(2)和预警装置(3)；其中，所述图像采集器(1)获取螺栓(5)的实时图像，所述图像采集器(1)的输出端与所述工控机(2)的输入端相连；所述工控机(2)的第一输出端与所述预警装置(3)的控制端相连，控制所述预警装置(3)报警。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述工控机(2)包括图像采集卡(22)和控制板(23)；所述图像采集卡(22)的输入端与所述工控机(2)的输入端相连，所述控制板(23)的第一输入端与所述图像采集卡(22)的输出端相连，所述控制板(23)的输出端与所述工控机(2)的第一输出端相连。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述工控机(2)还包括图像切分装置(21)，所述图像切分装置(21)串联在所述图像采集器(1)和图像采集卡(22)之间。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述工控机(2)还包括图像存储卡(24)，所述图像存储卡(24)的输出端与所述控制板(23)的第二输入端相连。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括显示装置(4)，所述显示装置(4)的输入端与所述工控机(2)的第二输出端相连。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括定时装置，所述定时装置的输出端与所述图像采集器(1)的控制端相连。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述定时装置为计数器。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图像采集器(1)为高清照相机或摄像机。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述预警装置(3)为蜂鸣器和/或闪光灯。

10.根据权利要求1-9任一项所述的设备，其特征在于，在所述螺栓(5)上设置预警标识。