鐵塔螺栓松動的快速檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鐵塔組裝質(zhì)量檢測領(lǐng)域，特別涉及一種鐵塔螺栓松動的快速檢測方法及裝置，外加振源使鐵塔產(chǎn)生振動，松動的螺栓和塔材部件受激發(fā)生共振或振動，產(chǎn)生二次撞擊聲，通過振動頻率接收裝置，對聲波接收并轉(zhuǎn)變成電信號，用兩種方法對電信號進(jìn)行分析，一是顯示出聲音波形，通過觀察波形進(jìn)行波形分析；二是通過計(jì)數(shù)的方法，通過數(shù)值進(jìn)行分析，從而快速確定鐵塔上是否有松動的螺栓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：采用聲波探測技術(shù)，在鐵塔組裝完后進(jìn)行快速檢測，具有檢測速度快、節(jié)省大量人力和物力、不需登塔檢測的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)一次全面檢測，即可通過分析聲波數(shù)據(jù)，直觀反映出鐵塔螺栓有無松動現(xiàn)象，滿足鐵塔檢測的效率和準(zhǔn)確率的要求。
【專利說明】鐵塔螺栓松動的快速檢測方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵塔組裝質(zhì)量檢測領(lǐng)域，特別涉及一種鐵塔螺栓松動的快速檢測方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵塔的組裝一般多采用螺栓連接，螺栓的安裝質(zhì)量至關(guān)重要，由于螺栓數(shù)量多，檢測起來費(fèi)工耗時(shí)，以往檢測鐵塔組裝是否合格時(shí)，監(jiān)理人員需要爬上鐵塔，逐一檢查每塊角鐵和每個(gè)螺栓是否符合要求，這樣的檢查工作量大，容易漏檢，很難保證檢測質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種鐵塔螺栓松動的快速檢測方法及裝置，采用聲波探測技術(shù)，在鐵塔組裝完后進(jìn)行快速檢測，通過分析聲波數(shù)據(jù)，直觀反映出鐵塔螺栓有無松動現(xiàn)象，滿足鐵塔檢測的要求。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]鐵塔螺栓松動的快速檢測方法，當(dāng)外加振源使鐵塔產(chǎn)生振動時(shí),松動的螺栓和塔材部件受激發(fā)生共振或振動，產(chǎn)生二次撞擊聲，通過振動頻率接收裝置，對聲波接收并轉(zhuǎn)變成電信號，用兩種方法對電信號進(jìn)行分析，一是顯示出聲音波形，通過觀察波形進(jìn)行波形分析；二是通過計(jì)數(shù)的方法，對數(shù)值進(jìn)行分析，從而快速確定鐵塔上是否有松動的螺栓，具體實(shí)現(xiàn)包括三個(gè)步驟:
[0006]I)選擇回轉(zhuǎn)式振動電機(jī)作為機(jī)械振蕩源，電機(jī)振動頻率在6?25Hz、振幅在5?IOmm ttl圍內(nèi)可調(diào)，在鐵塔組裝完后，將振動電機(jī)設(shè)直在鐵塔的Iv地腳塔柱上方1200mm?2000mm處，在振動電機(jī)所在塔柱的對側(cè)地腳塔柱上方1200mm?2000mm處設(shè)有一個(gè)振動頻
率接收裝置；
[0007]2)啟動振動電機(jī)，調(diào)整振動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變振動頻率，當(dāng)振幅顯示值最大時(shí),停止振動電機(jī)，如此反復(fù)按動振動電機(jī)的啟停按鈕，振動頻率接收裝置不斷將接收的聲波轉(zhuǎn)變成電信號，進(jìn)行信號記錄和儲存，以便分析測試結(jié)果使用；
[0008]3)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對處理后的聲波信號進(jìn)行分析，將聲波信號經(jīng)高頻帶通放大，去掉或降低頻率較低的電機(jī)振動頻率，放大頻率較高的螺栓撞擊的頻率，限幅放大電路將正弦波信號變成矩形波信號，為計(jì)數(shù)電路提供計(jì)數(shù)信號，再通過數(shù)碼顯示出高頻撞擊的頻率數(shù)。
[0009]所述機(jī)械振蕩源，包括直流偏心電機(jī)和可變電壓輸出模塊，直流偏心電機(jī)依次經(jīng)可變電壓輸出模塊與高頻開關(guān)和直流電源相連，高頻導(dǎo)通/截止時(shí)間控制器與高頻開關(guān)相連，高頻導(dǎo)通/截止時(shí)間控制器上設(shè)有升壓按鈕、啟停按鈕和降壓按鈕。
[0010]所述振動頻率接收裝置，包括聲波接收單元、信號記錄存儲單元和高頻帶通放大單元，聲波接收單元依次與信號記錄存儲單元、高頻帶通放大單元、限幅放大電路、計(jì)數(shù)電路及數(shù)碼顯示單元相連，信號記錄存儲單元與計(jì)算機(jī)波形顯示系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。[0011 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0012]采用聲波探測技術(shù)，在鐵塔組裝完后進(jìn)行快速檢測，具有檢測速度快、節(jié)省大量人力和物力、不需登塔檢測的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)一次全面檢測，即可通過分析聲波數(shù)據(jù)，直觀反映出鐵塔螺栓有無松動現(xiàn)象，滿足鐵塔檢測的效率和準(zhǔn)確率的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例檢測狀態(tài)示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的機(jī)械振蕩源結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的振動頻率接收裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的振動頻率接收波形圖；
[0017]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的經(jīng)過高頻帶通放大的波形圖；
[0018]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的經(jīng)過限幅削波后的波形圖。
[0019]圖1中:1-鐵塔2-松動的螺栓3-振動頻率接收裝置4-機(jī)械振蕩源
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0021]見圖1，是本發(fā)明實(shí)施例檢測狀態(tài)示意圖，本發(fā)明通過外加機(jī)械振蕩源4使鐵塔I產(chǎn)生振動,松動的螺栓2和塔材部件受激發(fā)生共振或振動，產(chǎn)生二次撞擊聲，通過振動頻率接收裝置3，對聲波接收并轉(zhuǎn)變成電信號，用兩種方法對電信號進(jìn)行分析，一是顯示出聲音波形，通過觀察波形進(jìn)行波形分析；二是通過計(jì)數(shù)的方法，通過數(shù)值進(jìn)行分析，從而快速確定鐵塔上是否有松動的螺栓，具體實(shí)現(xiàn)包括三個(gè)步驟:
[0022]I)選擇回轉(zhuǎn)式振動電機(jī)作為機(jī)械振蕩源，電機(jī)振動頻率在6?25Hz、振幅在5?IOmm ttl圍內(nèi)可調(diào)，在鐵塔組裝完后，將振動電機(jī)設(shè)直在鐵塔的Iv地腳塔柱上方1200mm?2000mm處，在振動電機(jī)所在塔柱的對側(cè)地腳塔柱上方1200mm?2000mm處設(shè)有一個(gè)振動頻
率接收裝置；
[0023]2)啟動振動電機(jī)，通過升壓按鈕和降壓按鈕，調(diào)整振動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變振動頻率，當(dāng)振幅顯示值最大時(shí),停止振動電機(jī),如此反復(fù)按動振動電機(jī)的啟停按鈕,振動頻率接收裝置不斷將接收的聲波轉(zhuǎn)變成電信號，進(jìn)行信號記錄和儲存，儲存在電子芯片中，以便分析測試結(jié)果使用；
[0024]3)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對處理后的聲波信號進(jìn)行分析，將聲波信號經(jīng)高頻帶通放大，去掉或降低頻率較低的電機(jī)振動頻率，放大頻率較高的螺栓撞擊的頻率，限幅放大電路將正玄波信號變成矩形波信號，為計(jì)數(shù)電路提供計(jì)數(shù)信號，再通過數(shù)碼顯示出高頻撞擊的頻率數(shù)。
[0025]見圖2，所述機(jī)械振蕩源，包括直流偏心電機(jī)和可變電壓輸出模塊組成的便攜結(jié)構(gòu)，直流偏心電機(jī)依次經(jīng)可變電壓輸出模塊與高頻開關(guān)和直流電源相連，高頻導(dǎo)通/截止時(shí)間控制器與高頻開關(guān)相連，高頻導(dǎo)通/截止時(shí)間控制器上設(shè)有升壓按鈕、啟停按鈕和降壓按鈕。可變電壓輸出模塊用來改變直流偏心電機(jī)的供電電壓，通過高頻開關(guān)的方式，降低電能的損耗，提聞效率。
[0026]見圖3，所述振動頻率接收裝置，包括聲波接收單元、信號記錄存儲單元和高頻帶通放大單元，聲波接收單元依次與信號記錄存儲單元、高頻帶通放大單元、限幅放大電路、計(jì)數(shù)電路及數(shù)碼顯示單元相連，信號記錄存儲單元與計(jì)算機(jī)波形顯示系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
[0027]聲波接收單元主要完成聲/電轉(zhuǎn)換，錄制聲音信號，完成現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集，回放錄音信號可以供計(jì)算機(jī)波形顯示系統(tǒng)顯示，觀察波形進(jìn)行判斷，還可以通過振動波中的高次諧波分量的多少來判斷，圖中顯示一個(gè)完整的波形，具有振動區(qū)和振動衰減區(qū)。高頻帶通放大的作用是去掉低頻信號，也就是振動電機(jī)產(chǎn)生的波形(低頻波)，它的能量大，幅度大，能干擾松動螺栓振動產(chǎn)生的波形(高頻波)。限幅放大電路是把幅度不同的信號變成幅度相同的矩形方波，用這種方法計(jì)數(shù)比較準(zhǔn)確。
[0028]見圖4，是實(shí)施例中振動頻率接收波形圖，主要有振動電機(jī)波形和螺栓振動波形，振動電機(jī)產(chǎn)生的波形振幅較大、頻率較低，螺栓振動產(chǎn)生的波形頻率較高、振幅較小。
[0029]見圖5，實(shí)施例中經(jīng)過高頻帶通放大的波形圖，通過高頻帶通放大單元后，振動電機(jī)波形頻率低(低頻波)，在帶阻范圍內(nèi)，被衰減，幅度變?。宦菟ㄕ駝硬ㄐ蔚念l率高(高頻波)，在上限幅線與下限幅線之間的帶通范圍內(nèi)，被放大，幅度變大。波形的主要成分是高頻信號，也就是螺栓振動產(chǎn)生的波形。
[0030]見圖6，實(shí)施例中經(jīng)過限幅削波后的波形圖，上述信號經(jīng)限幅削波后，上限幅線與下限幅線以外的部分被削掉后，波形基本屬于矩形波，為計(jì)數(shù)電路提供合格信號，通過計(jì)數(shù)器的數(shù)值，可以判斷螺栓振動撞擊聲的撞擊次數(shù)產(chǎn)生的頻率，數(shù)值較大，松動的螺栓較多，數(shù)值較小，螺栓松動較少，以此為依據(jù)，反應(yīng)出鐵塔螺栓緊固的實(shí)際情況。
【權(quán)利要求】
1.鐵塔螺栓松動的快速檢測方法，其特征在于，當(dāng)外加振源使鐵塔產(chǎn)生振動時(shí)，松動的螺栓和塔材部件受激發(fā)生共振或振動，產(chǎn)生二次撞擊聲，通過振動頻率接收裝置，對聲波接收并轉(zhuǎn)變成電信號，用兩種方法對電信號進(jìn)行分析，一是顯示出聲音波形，通過觀察波形進(jìn)行波形分析；二是通過計(jì)數(shù)的方法，對數(shù)值進(jìn)行分析，從而快速確定鐵塔上是否有松動的螺栓，具體實(shí)現(xiàn)包括三個(gè)步驟: O選擇回轉(zhuǎn)式振動電機(jī)作為機(jī)械振蕩源，電機(jī)振動頻率在6?25Hz、振幅在5?IOmm ttl圍內(nèi)可調(diào)，在鐵塔組裝完后，將振動電機(jī)設(shè)直在鐵塔的Iv地腳塔柱上方1200mm?2000mm處，在振動電機(jī)所在塔柱的對側(cè)地腳塔柱上方1200mm?2000mm處設(shè)有一個(gè)振動頻率接收裝置； 2)啟動振動電機(jī),調(diào)整振動電機(jī)的轉(zhuǎn)速,改變振動頻率,當(dāng)振幅顯示值最大時(shí),停止振動電機(jī)，如此反復(fù)按動振動電機(jī)的啟停按鈕，振動頻率接收裝置不斷將接收的聲波轉(zhuǎn)變成電信號，進(jìn)行信號記錄和儲存，以便分析測試結(jié)果使用； 3)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對處理后的聲波信號進(jìn)行分析，將聲波信號經(jīng)高頻帶通放大，去掉或降低頻率較低的電機(jī)振動頻率，放大頻率較高的螺栓撞擊的頻率，限幅放大電路將正弦波信號變成矩形波信號，為計(jì)數(shù)電路提供計(jì)數(shù)信號，再通過數(shù)碼顯示出高頻撞擊的頻率數(shù)。
2.權(quán)利要求1所述方法中采用的機(jī)械振蕩源，其特征在于，包括直流偏心電機(jī)和可變電壓輸出模塊，直流偏心電機(jī)依次經(jīng)可變電壓輸出模塊與高頻開關(guān)和直流電源相連，高頻導(dǎo)通/截止時(shí)間控制器與高頻開關(guān)相連，高頻導(dǎo)通/截止時(shí)間控制器上設(shè)有升壓按鈕、啟停按鈕和降壓按鈕。
3.權(quán)利要求1所述方法中采用的振動頻率接收裝置，其特征在于，包括聲波接收單元、信號記錄存儲單元和高頻帶通放大單元，聲波接收單元依次與信號記錄存儲單元、高頻帶通放大單元、限幅放大電路、計(jì)數(shù)電路及數(shù)碼顯示單元相連，信號記錄存儲單元與計(jì)算機(jī)波形顯示系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
【文檔編號】G01V1/00GK103529471SQ201310470244
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】張樂, 孔憲家, 劉繼元, 孔薇, 張小軍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 遼寧省電力有限公司鞍山供電公司, 遼寧電力建設(shè)監(jiān)理有限公司