螺栓松动在线监测系统

ZT-LS400螺栓松动在线监测系统主要用于大型设备、机组关键位置的连接部紧固螺栓预紧状态的实时状态监测，为机组、设备的健康管理和智能化运维提供数字化支撑。

　　1.1  系统原理

　　螺栓预紧力衰减分为两类：非旋转性螺栓预紧力衰减和旋转性螺栓预紧力衰减。非旋转性预紧力衰减一般发生在螺栓紧固后的24小时之内，衰减幅度约为螺栓预紧力的10%，主要表现为在螺母并不发生反旋的情况下，预紧力发生衰减，产生该现象的主要原因是由于被夹持物在螺栓预紧力的作用下，其表面发生嵌入或被压溃现象所导致，还有一部分原因为旋合螺纹的塑性变形导致，非旋转性螺栓预紧力衰减已经在螺栓连接设计和工艺所考虑。所以，真正需要监测的对象为旋转性螺栓预紧力衰减部分。旋转性螺栓预紧力衰减又称为螺栓松动，发生在螺栓连接的服役过程中，在振动或者热冲击条件下，由于螺母反旋导致的螺栓轴力衰减。

　　螺栓松动在线监测系统针对旋转型螺栓松动状态进行监测，目的明确、监测参数，即为螺母反旋角度。通过选型开发的角度编码器配合定制化机械结构设计的传感器外壳，完成螺母相对螺栓的旋转角度监测并将旋转角度物理量转化为电信号由下位机采集站进行采集，采集到的数据通过TCP/IP协议上传中控室服务器，中控室服务器将采集到的旋转角度利用核心算法完成数据分析，计算得到被监测螺栓的当前的松动程度，最终由显示软件实现监测参数及分析结果的直观展示。

　　ZT-LS400，充分调研了目前市场上述监测方法的优劣,在追求经济实用的同时，是产品具备以下优点：

　　1)实时性：实时上传螺栓状态信息，可有效的分析得到螺栓松动情况，并第一时间发现螺栓异常状况并发出报警；

　　2)准确性：采用高精度及高灵敏度的基于磁性检测的角度传感器，可以精确的测量监测量，保证数据的准确性；

　　3)便捷性：对不同规格的螺栓定制化开发了传感器安装外壳，数据采集采用串口通信，一根总线带多个节点且支持快速插拔安装，安装与维护十分便捷；

　　4)扩展性：采集设备采用模块化开发，根据机组结构和用户对测点需求的不用，用户可以根据实际需要，选择布置传感器的监测点位；

　　5)兼容性：采集设备提供通用接口，可为主控系统提供螺栓报警信息。

　　1.2  系统组成

　　ZT-LS400的关键在于实时的获取连接螺栓的螺母反旋松动角度，并可应用于大型设备、机组各零部件关键连接位置。螺栓松动监测系统主要由角度传感器、数据采集器、本地服务器、远程服务器、上位机显示分析软件等部分组成。

　　因连接螺栓数量繁多，各传感器与采集站间采用RS485串口总线的通信方式。采集到的数据以TCP/IP方式发送到中控室服务器，完成数据的实时显示与分析。具体的系统组成拓扑图如下图所示。

螺栓松动监测系统拓扑图

　　传感器采用基于磁阻原理，通信方式为RS485总线通信。具备可多节点接入、信号抗干扰能力强、支持热插拔特性，便于测点部署、安装与维护。传感器的外壳设计为自带螺纹外罩，用于与螺栓伸出螺纹紧固连接，并通过键槽用于与固定于螺母上的外壳相配合配合。

　　实时的监测各关键部件螺栓预紧状态，完成被监测螺栓ID地址分配、初始值校准、松动显示及趋势绘制、松动程度显示、状态报警等综合管理，由此得出关键位置连接紧固件的载荷分布情况，系统软件具备丰富的图谱显示功能，具体如下：

　　●螺栓预紧状态         ●螺栓松动趋势         ●螺栓松动程度

　　●螺栓载荷分布        ●螺栓ID分配          ●初始值校准

　　●报警阈值设定         ●报警显示             ●用户管理

　　●日志查询