[发明专利]一种输电塔杆材连接节点螺栓松动诊断装置及方法

说明书

本发明公开了一种输电塔杆材连接节点螺栓松动诊断装置及方法。所述输电塔杆材连接节点螺栓松动诊断装置包括应变数据采集装置、无线传感器网络系统、螺栓松动诊断模块和诊断结果显示终端；至少两个应变数据采集装置安装在输电塔的杆材连接节点的节点螺栓附近，用于采集杆材连接节点处的实时应变响应数据，并通过无线传感器网络系统传送到螺栓松动诊断模块，通过螺栓松动诊断模块判断螺栓松动失效情况，最后通过诊断结果显示终端显示节点螺栓松动失效诊断结果。本发明实现了螺栓松动失效智能诊断，避免了耗费大量人力物力的人工检测，有效地解决了节点螺栓检测、运营养护问题。

技术领域

本发明属于输电塔结构工程技术领域，具体涉及一种基于无线压电应变监测的输电塔杆材连接节点螺栓松动智能诊断装置及方法。

背景技术

在工程结构中，螺栓往往起着连接杆材的作用，由于其具有施工简单，便于维护等诸多优点，被广泛应用于输电塔结构。螺栓连接的可靠性与输电线路的运行安全密切相关，故杆材连接节点螺栓的工作性能对输电塔结构安全运行十分重要。

输电线路在风荷载、冰雪荷载或地震荷载等作用下，其导线将会振动甚至舞动，使得输电塔结构承受各种动态荷载，进而造成塔身杆材所受轴力交相变化。这易引起输电塔节点螺栓连接的不稳定甚至完全失效，导致铁塔结构刚度不足。不仅严重影响了输电塔体系的结构稳定性，还威胁到整条输电线路的安全可靠运行。

为了保障输电塔长期安全稳定运行，电网公司需要对其进行定期检查。然而，输电塔的节点螺栓通常极多，数量可达上千，整条输电线路的节点螺栓数量更是庞大，因而人工检测将费时费力。同时，输电线路多位于荒郊野外，人工检测的环境十分恶劣。因此，当前急需发展一种输电塔节点螺栓松动智能诊断装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电塔杆材连接节点螺栓松动诊断装置及方法，可以实现输电塔节点螺栓附近的实时应变响应监测，并实现螺栓松动失效智能诊断，用来克服现有输电塔的节点螺栓数量庞大，人工检测费时费力的缺陷，有效地解决节点螺栓检测、运营养护的问题。

为了达到上述技术目的，本发明提供了一种输电塔杆材连接节点螺栓松动诊断装置，其特征在于：包括应变数据采集装置、无线传感器网络系统、螺栓松动诊断模块和诊断结果发送模块；

至少两个应变数据采集装置预先安装在输电塔同一个杆材连接节点的节点螺栓处，用于采集输电塔同一个杆材连接节点附近至少两个不同位置的应变响应数据；

所述螺栓松动诊断模块,与无线传感器网络系统通讯连接，用于通过无线传感器网络系统获取所述应变响应数据，根据实时应变响应数据判断螺栓松动失效情况,得到节点螺栓松动失效诊断结果；

所述诊断结果发送模块,与螺栓松动诊断模块通讯连接，用于发送节点螺栓松动失效诊断结果至诊断结果显示终端。

本发明进一步的技术方案：所述装置还包括数据存储系统，所述数据存储系统通过无线传感器网络系统分别与应变数据采集装置、螺栓松动诊断模块连接，用于接收并储存应变数据采集装置采集的应变响应数据；

所述螺栓松动诊断模块具体用于通过无线传感器网络系统从所述数据存储系统获取所述应变响应数据。

本发明进一步的技术方案：所述应变数据采集装置是由压电材料片和连接导线组成的压电薄膜应变片；所述杆材连接节点的杆材之间通过连接钢板及分布在连接钢板上的节点螺栓或直接通过节点螺栓进行连接，每个压电薄膜应变片的压电材料片粘接在连接钢板或杆材表面，并在其外部设有防护罩，连接导线从防护罩引出，并与无线传感器网络系统的信号输入端连接。

本发明进一步的技术方案：所述无线传感器网络系统包括传感器节点、路由节点和网关，传感器节点接收压电薄膜应变片测量的实时应变响应数据，并传输至路由节点，再汇集于网关，网关与数据存储系统通讯连接，并将实时应变响应数据传输至数据存储系统。