(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210586101.6 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 浙江静远电力实业有限公司 地址 323600 浙江省丽水市 云和县紧水 滩 镇紧水滩电站办公楼第四层 (72)发明人 陶一军　项兴华　李德红　王志武　 吕延春　张一可　雷怡俊　王霄　 陈志雄　陆建峰　王宁　陈海伟　 (74)专利代理 机构 武汉领君知识产权代理事务 所(普通合伙) 42248 专利代理师 汪俊锋 (51)Int.Cl. G01L 1/25(2006.01) G06F 11/14(2006.01) G06F 17/18(2006.01)G06F 21/60(2013.01) G06F 21/62(2013.01) (54)发明名称 一种超声纵横波用于水轮机组紧固螺栓的 在线应力检测系统 (57)摘要 本发明公开了一种超声纵横波用 于水轮机 组紧固螺栓的在线应力检测系统， 包括核心控制 系统和控制系统登录模组， 所述核心控制 系统通 过远程通讯与控制系统登录模组实现双向连接， 所述核心控制系统的输入端与螺栓应力测量模 组的输出端电性连接。 本发明根据得出的数据建 立超声纵横波声时和应力之间的关系模型， 并通 过超声纵横波声时 ‑应力模型计算模块进行计 算， 经过螺栓应力和声时数据对比模块将结果数 据与预先存入系统数据库中材料的国家标准应 力范围值进行比对， 有助于工作人员对数据进行 分析和处 理， 减少了 工作量， 提高了 工作效率。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 115014603 A 2022.09.06 CN 115014603 A 1.一种超声纵横波用于水轮机组紧固螺栓的在线应力检测系统， 包括核心控制系统 （1） 和控制系统登录模组 （2） ， 所述核心控制系统 （1） 通过无线信号与控制系统登录模组 （2） 实现双向连接， 其特征在于， 所述核心控制系统 （1） 的输入端与螺栓应力测量模组 （3） 的输 出端连接， 且按信号传递方向， 螺栓应力测量模组 （3） 输出端依次与超声纵横波声时数据采 集模块 （4） 、 超声纵横波声时 ‑应力模型建立及数据处理模组 （5） 、 核心控制系统 （1） 连接， 所 述核心控制系统 （1） 还与螺栓应力和声时数据存储模块 （7） 、 螺栓应力和声时数据对比模块 （8） 实现双向连接 。 2.根据权利要求1所述的在线应力检测系统， 其特征在于： 所述控制系统登录模组 （2） 包括控制系统账户申请模块 （21） ， 所述控制系统账户申请模块 （21） 的输出端与控制系统账 户信息输入模块 （22） 的输入端 连接， 所述控制系统账户信息输入模块 （22） 的输出端与控制 系统账户信息核实模块 （23） 的输入端连接 。 3.根据权利要求1所述的在线应力检测系统， 其特征在于： 所述螺栓应力测量模组 （3） 包括超声纵横波测量螺栓应力值模块 （31） 和螺栓应力值数据传输模块 （32） ， 所述超声纵横 波声时‑应力模型建立及数据处理模组 （5） 包括超声纵横波声 时‑应力模型建立单元 （51） ， 所述超声纵横波声时 ‑应力模型建立单元 （51） 的输出端与超声纵横波声时 ‑应力模型计算 模块 （52） 的输入端 连接， 所述超声波声时数据采集模块 （4） 的输出端与超声纵横波声时 ‑应 力模型建立单元 （51） 的输入端连接， 所述超声纵横波声 时‑应力模型计算模块 （52） 的输出 端与核心控制系统 （1） 的输入端连接 。 4.根据权利要求3所述的在线应力检测系统， 其特征在于： 所述超声纵横波声时 ‑应力 模型建立单元 （51） 包括声时 ‑应力数据信号接收模块 （511） 、 声时 ‑应力数据显示模块 （512） 、 声时 ‑应力数据算法编辑模块 （513） 和声时 ‑应力曲线模型确立模块 （514） ， 所述核心 控制系统 （1） 的输出端与系统报警模块 （6） 的输入端连接 。 5.根据权利要求1所述的在线应力 检测系统， 其特征在于： 所述螺栓应力和声时数据存 储模组 （7） 包括螺栓应力和声时数据管理单元 （71） ， 所述螺栓应力和声时数据管理单元 （71） 与系统数据库 （72） 实现双向连接， 所述系统数据库 （72） 的输出端与数据备份模块 （73） 的输入端连接 。 6.根据权利要求5所述的在线应力检测系统， 其特征在于： 所述数据 备份模块 （73） 的输 出端与云端服务器 （75） 的输入端 连接， 且云端服务器 （75） 与数据加密模块 （74） 实现双向连 接， 所述数据加密模块 （74） 通过 无线与系统数据库 （72） 实现双向连接 。 7.根据权利要求6所述的在线应力 检测系统， 其特征在于： 所述螺栓应力和声时数据 管 理单元 （71） 包括螺栓应力和声时数据记录模块 （711） 、 螺栓应力和声时数据统计模块 （712） 、 螺 栓应力和声时数据分析模块 （713） 和螺 栓应力和声时数据更改模块 （714） 。 8.根据权利要求1所述的在线应力检测系统， 其特征在于： 所述核心控制系统 （1） 的输 入端与系统电源模块 （9） 的输出端连接， 且系统电源模块 （9） 的输出端与螺栓应力测量模组 （3） 的输入端 连接， 所述核心控制系统 （1） 通过通讯信号与远程数据传输模块 （10） 实现双向 连接。 9.根据权利要求8所述的在线应力检测系统， 其特征在于： 所述远程数据传输模块 （10） 的输出端与远程终端 （1 1） 的输入端连接 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115014603 A 2一种超声纵横波用于水轮机组紧固 螺栓的在线应力检测系统 技术领域 [0001]本发明涉及检测技术领域， 具体为一种超声纵横波用于水轮机 组紧固螺栓的在线 应力检测系统。 背景技术 [0002]水电站中的水力发电机组是实现水的位能转化为电能的一种能量转换装置， 一般 由水轮机、 发电机、 调速器、 励磁系统、 冷却系统、 电站控制设备等组成。 而固定水电机组的 外部关键结构主要由顶盖、 上机架、 下机架等机械结构组成， 这些部件之 间的连接方式都是 采用大小螺栓连接组合成一个整体。 螺栓作为工程上常用的机械零件， 一般搭配螺母配套 使用， 用于连接两个机械结构， 通过带有内螺纹的通孔机械结构与螺栓上 的外螺纹进行旋 转紧固， 达到连接效果， 称为螺 栓连接。 [0003]水电机组的外部关键结构间一般通过紧固螺栓进行连接， 螺栓紧固一般为人工紧 固， 因此各个螺栓的预应力大小不一， 所以需要对其进 行应力检测。 目前工程上常用的方法 为扭矩法和转角法， 由于螺母与构件的接触面之间及螺母与螺栓的螺纹面之间摩擦系数离 散性较大， 使得由力矩推算出 的轴向应力很不准确， 并且误差较大， 导致检测结果不准确， 同时花费时间长， 工作效率低。 发明内容 [0004]针对现有技术的不足， 本发明提供了一种超声纵横波用于水轮机组紧固螺栓的在 线应力检测系统， 解决了由于螺母与构件的接触面之 间及螺母与螺栓的螺纹面之 间摩擦系 数离散性较大， 由力矩推算出的轴向应力不 准确， 同时花费时间长， 工作效率低等问题。 [0005]为实现以上目的， 本发明通过以下技 术方案予以实现： [0006]一种基于超声纵横波用于水电厂水轮机组关键结构紧固螺栓的在线应力检测系 统， 包括核心控制系统和控制系统登录模组， 所述核心控制系统通过无线信号与控制系统 登录模组实现双向连接， 所述核心控制系统的输入端与螺栓应力测量模组的输出端连接， 且按信号传递方向， 螺栓应力测量模组输出端依 次与超声纵横波声时数据采集模块、 超声 纵横波声时 ‑应力模型建立及数据处理模组、 核心控制系统连接， 所述核心控制系统还与螺 栓应力和声时数据存 储模块、 螺栓应力和声时数据对比模块实现双向连接 。 [0007]进一步地， 所述核心控制系统的输出端与系统报警模块的输入端连接 。 [0008]所述核心控制系统的输入端与系统电源模块的输出端连接， 且系统电源模块的输 出端与螺栓应力测量模组的输入端连接， 所述核心控制系统通过通讯信号与远程数据传输 模块实现双向连接 。 [0009]所述远程数据传输模块的输出端与远程终端的输入端连接 。 [0010]优选的， 所述控制系统登录模组包括控制系统账户申请模块， 所述控制系统账户 申请模块的输出端与控制系统账户信息输入模块的输入端连接， 所述控制系统账户信息输 入模块的输出端与控制系统账户信息核实模块的输入端连接 。说　明　书 1/6 页 3 CN 115014603 A 3