(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 202210882936.6 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 国家电投集团福建 建宁电力有限公 司 地址 354500 福建省三明市 建宁县黄埠乡 桂阳村清明窠15号 (72)发明人 艾建波　孙国才　程光俊　邬伟骏　 叶军　胡胜　魏东苑　林家敏　 (74)专利代理 机构 武汉诚儒知识产权代理事务 所(普通合伙) 42265 专利代理师 刘天钰 (51)Int.Cl. G01M 13/00(2019.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种风电机组塔筒法兰螺栓连接状态检测 系统及检测方法 (57)摘要 本发明提供了一种风电机组塔筒法兰螺栓 连接状态检测系统， 至少包括位移监测装置、 数 据采集仪和中央处理器， 位移监测装置、 数据采 集仪、 中央处理器依次连接， 将监测到的位移数 据传至中央处理器， 所述法兰上与主风向成90 ° 方向位置的螺栓A的两侧对称设置有连通法兰上 下面的通孔， 位移监测装置安装于通孔内， 用于 监测螺栓A两侧的法兰上下表面间的相对位移 值； 所述检测系统还包括手持式电磁超声双波应 力检测仪， 检测法兰上每个螺栓的应力值。 该检 测系统能够对手持式电磁超声双波应力检测仪 检测的螺栓应力值进行修正， 螺栓状态检测结果 准确， 且能够以螺栓应力为判断标准对螺栓进行 再次拧紧。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 115452338 A 2022.12.09 CN 115452338 A 1.一种风电机组塔筒法兰螺栓连接状态检测系统， 至少包括位移监测装置、 数据采集 仪和中央处理器， 位移监测装置、 数据采集仪、 中央处理器依次连接， 将监测到的位移数据 传至中央处理器， 所述法兰 上与主风向成90 °方向位置的螺栓A的两侧对称设置有连通法兰 上下面的通孔， 位移 监测装置安装于通孔内， 用于监测螺栓A两侧的法兰上下表面间的相对 位移值； 所述检测系统还包括手持式电磁超声双波应力检测仪， 检测法兰上每个螺栓的应 力值。 2.根据权利要求1所述的风电机组塔筒法兰螺栓连接状态检测系统， 其特征在于： 所述 位移监测装置为电涡流位移传感器， 电涡流位移传感器通过传感器安装附件安装于通孔 上， 并监测法兰上 下表面间的相对位移值。 3.根据权利要求2所述的风电机组塔筒法兰螺栓连接状态检测系统， 其特征在于： 所述 电涡流位移传感器包括传感器本体、 传感器探头和传感器限位块， 其中传感器本体与数据 采集仪连接， 所述传感器安装附件 包括止挡块、 传递杆和安装座； 其中传递杆穿过通孔， 止挡块连接于传递杆的一端并固定于法兰的下表面或上表面， 所述传感器限位块固定于传递杆上远离止挡块的一端， 使传感器限位块位于法兰上表面的 上方或下表面的下 方， 并使传递杆和传感器限位 块随下法兰或上法兰移动； 所述传感器探头固定于安装座上， 安装座固定于法兰的上表面或下表面， 使传感器探 头位于传感器限位 块的正上 方或正下 方， 且传感器探 头随上法兰或下法兰移动。 4.根据权利要求3所述的风电机组塔筒法兰螺栓连接状态检测系统， 其特征在于： 所述 传感器限位 块的直径大于传感器探 头的直径， 且大于通 孔的孔径。 5.根据权利要求3所述的风电机组塔筒法兰螺栓连接状态检测系统， 其特征在于： 所述 安装座包括连接为一体的顶板和支承腿， 其中支承腿设置有三个并均匀布设于顶板的底 部， 支承腿呈倒T字型， 所述顶板上设置有安装孔， 传感器探头通过固定螺母安装于安装孔 内并位于三个支承 腿的中心处， 所述支承 腿与法兰固定连接 。 6.根据权利要求3所述的风电机组塔筒法兰螺栓连接状态检测系统， 其特征在于： 所述 传递杆为圆柱形， 通 孔为圆形孔， 传递杆的直径与通 孔的直径相匹配。 7.根据权利要求3所述的风电机组塔筒法兰螺栓连接状态检测系统， 其特征在于： 所述 传递杆的外径小于通孔的孔径， 传递杆上位于传感器限位块与通孔之间套设有导向块， 所 述导向块整体为环状结构， 导向块的内径与传递杆的外径相匹配， 导向块固定 于法兰上。 8.根据权利要求7所述的风电机组塔筒法兰螺栓连接状态检测系统， 其特征在于： 所述 导向块上设置有连接为一体的止档环， 止档环的内径与传递杆的外径相匹配， 止档环的外 环形状与通 孔的形状相匹配， 止档环套置 于传递杆 上， 并卡置 于通孔上。 9.一种根据权利要求1所述的风电机组塔筒法兰螺栓连接状态检测系统的检测方法， 其特征在于包括以下步骤： S1、 将位移监测装置安装于 螺栓A的两侧； S2、 风电机组工作时， 位移监测装置实时监测法兰上下表面的相对位移， 并将监测数据 通过数据采集仪传输 到中央处 理器； S3、 中央处理器存储、 分析法兰位移数据， 若螺栓A两侧的位移监测装置得到的位移数 据相差10％以上， 发出预警提示； 若两者位移数据相差小于10％， 则取两者的平均值作为螺 栓A处的法兰上下表面的相对位移值， 并根据相对位移值计算螺栓A的应力， 上传至云网络权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115452338 A 2服务器， 同时若螺 栓A的应力数据小于设计阈值范围， 则发出 预警提示； S4、 在低风速条件下对风电机组塔筒法兰螺栓进行应力检测， 检测前从云网络服务器 中读取该层塔筒法兰上被监测螺栓A的应力， 并记为σ0， 用手持式电磁超声双波应力检测仪 检测螺栓A的应力， 并记为σ1， 令k＝σ0/σ1， k为修正系数； S5、 用手持式电磁超声双波应力检测仪测试该层塔筒法兰上其他螺栓的应力σ， 然后乘 以修正系 数k得到其他螺栓修正后的应力值， 若发现其他螺栓修正后的应力值小于设计阈 值范围， 则记录并再次拧紧； S6、 检测完一层塔筒法兰螺栓的应力数据后， 再按照上述步骤S4、 S5再测试下一层塔筒 法兰螺栓的应力数据。 10.根据权利要求9所述的风电机组塔筒法兰螺栓连接状态检测系统的检测方法， 其特 征在于： 步骤S 5中检测到螺栓的应力数据小于 设计阈值范围， 使用套筒扳手再次拧紧螺栓， 再次拧紧过程中是否拧紧到位的判断标准为： 基于位移监测装置、 手持式电磁超声双波应 力检测仪所检测、 计算出的螺 栓应力数据符合设计要求。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115452338 A 3