[发明专利]一种基于信号相关性测定螺栓伸长量的装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于信号相关性测定螺栓伸长量的装置，其特征在于，包括底座（3），底座（3）上表面设置有轨道（12），底座（3）上方设置有两个间距可变的钳口，钳口的内侧底端均设置有加速度传感器，两个加速度传感器之间还设置有一激振器（14），钳口内侧均设置有钳口板；底座（3）的轴线上开设有一通孔，底座（3）上开设有矩形通孔槽，通孔内设置有丝杠（1），丝杠（1）上设置有丝杠螺母，丝杠螺母在通孔槽内往复移动，丝杠螺母（17）与其中一个钳口连接；加速度传感器和激振器（14）连接电脑；钳口包括固定钳口（5）和滑动钳口（11），加速度传感器包括第一加速度传感器（13）和第二加速度传感器（15），激振器（14）设置在靠近第一加速度传感器（13）处，与第一加速度传感器（13）同一高度；激振器（14）与第一加速度传感器（13）的距离固定不变；固定钳口（5）与底座（3）采用固定螺栓（6）紧固，滑动钳口（11）与轨道（12）滑动配合，固定钳口（5）底部开设有与轨道（12）相匹配的条形凹槽。

2.根据权利要求1所述的基于信号相关性测定螺栓伸长量的装置，其特征在于，滑动钳口（11）与丝杠螺母连接，丝杠螺母的上部设置有螺纹孔，滑动钳口（11）上设置有与所述螺纹孔相匹配的紧固螺钉（18）。

3.根据权利要求1所述的基于信号相关性测定螺栓伸长量的装置，其特征在于，钳口板与底座（3）垂直设置，钳口板包括设置在滑动钳口（11）上的滑动钳口板（10）和设置在固定钳口（5）上的固定钳口板（7），钳口板与钳口通过螺栓紧固；底座（3）的周围设置有耳座，耳座上设置固定孔（2）。

4.根据权利要求3所述的基于信号相关性测定螺栓伸长量的装置，滑动钳口板（10）的上部开设有凹槽（9），滑动钳口板（10）为磁性板。

5.根据权利要求1所述的基于信号相关性测定螺栓伸长量的装置，其特征在于，丝杠（1）的一端设置有丝杠固定螺母（16），丝杠（1）的另一端设置有扳手（4）。

6.一种采用权利要求1~5任一项所述装置测量螺栓伸长量的方法，其特征在于，

先测量未伸长的螺栓的长度L₀，然后将螺栓进行预紧，再将经过预紧的螺栓装入钳口之间测量预紧之后的螺栓长度L₁，L₁与L₀之差即螺栓伸长量；

L₀的检测方法为：将待测螺栓安装在固定钳口（5）与滑动钳口（11）之间，激振器（14）在某一已知时刻发出一已知波形的振动信号，振动信号传送至第一加速度传感器（13）为；

上位机在读取到和并对和作相关性计算后得到激振器连接底座的中心位置发出的已知信号到第一加速度传感器（13）获取到信号这段时间差；

根据运动学公式：

速度=距离/时间

计算振动信号在均值金属中的实际传递速度，

第二加速度传感器（15）在第一加速度传感器获得信号之后的某一时间也获得激振器（14）的信号，上位机对信号进行自相关计算得到激振器（14）发出信号到第二加速度传感器（15）得到信号的时间差，再根据

速度=距离/时间

得到激振器（14）到第二加速度传感器（15）之间的未知距离；采用同样的方法测得螺栓伸长之后激振器（14）到第二加速度传感器（15）之间的未知距离，与之差即L₁与L₀之差。

7.根据权利要求6所述的测量螺栓伸长量的方法，其特征在于，利用自相关函数反应信号自身取值随自变量时间前后变化的相似性，其自相关函数公式为：

T为激振器（14）发出的信号的观测时间，描述了与之间的相关性，在信号与的时间差为零时，函数取到最大值，电脑中的上位机即可求出时间差。