技术领域
[0001] 本
发明涉及火
电机组技术领域，具体为一种导汽管焊缝
应力状态的网络监测平台。
背景技术
[0002] 近年来随着超临界、超超临界机组的投运，由于金属部件应力状态引起的问题连续发生。由于缺少对应力数据的测量，都不能进行完整深入的定量分析。在这些事故中尤其以管道焊缝开裂、联箱管座接头开裂的事故数量最多。
[0003] 行业内对于电力设备的动态应力测试的关注较少，特别是对于管道部件的对接焊缝的应力数值分布情况几乎不了解。本发明预期选取超临界机组中较为典型的焊缝——高压导汽管对接焊缝为研究对象，对运行状态中的应力及其变化进行动态测试。
[0004] 基于此，本发明设计了一种导汽管焊缝应力状态的网络监测平台，将应变测量采集的数据以及分析计算后形成的结果数据，通过曲线图等二维或三维的
可视化形式展现出来，让用户通过个人电脑或手机，随时随地都能方便地查询和浏览到这些结果数据。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种导汽管焊缝应力状态的网络监测平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种导汽管焊缝应力状态的网络监测平台，包括采集设备、计算机模
块、网络共享单元，所述采集设备包括传感元件和高速静态应变仪，所述传感元件由若干个应变片和一个
热电偶组成，所述高速静态应变仪由应变测量通道、双绞线、热电偶通道、RS232
接口、电源接口、通讯指示灯、采集指示灯和电源
开关组成，所述计算机模块包括修正模块、分析模块、Canvas模块、Thress.js模块和
人机交互模块，所述网络共享单元包括路由器、互联网、中心
服务器和远程终端。
[0007] 优选的，在所述传感元件中，应变片和热电偶安装于导汽管内的保温层上，所述应变片用于测量应变片区域的应力状态，所述热电偶用于测量应变片区域的
温度，由应变片和热电偶连接的双绞线贯穿于保温层，所述导汽管上的作为测点，所述应变片和热电偶均通过电焊机
焊接于测点上，并通过
胶带将双绞线固定于导汽管上。
[0008] 优选的，所述焊缝上的测点沿导汽管的轴向设有8个，沿导汽管的周向设有2个。
[0009] 优选的，在所述高速静态应变仪中，通过电源接口与外部电源连接，给高速静态应变仪供电，闭合电源开关，高速静态应变仪开始工作，所述应变片和热电偶通过双绞线与应变测量通道相连，传输应变片和热电偶采集到的数据，由下端的RS232接口通过双绞线与远端的计算机模块接入到网络共享单元内，实现数据的实时共享，所述通讯指示灯用于指示RS232接口与计算机模块之间通讯电源供电情况，所述采集指示灯用于指示双绞线和应变测量通道之间的采集电源供电情况，绿灯表示电源接通，红灯表示电源未接通。
[0010] 优选的，在所述网络共享单元中，计算机模块通过路由器接入互联网，将数据上传至中心服务器，同时由接入到该互联网的远程终端实现对计算机模块监测参数进行远程的控制和调整。
[0011] 优选的，所述计算机模块包括
[0012] 修正模块，用于根据实际温度，提取对应的应变片的灵敏度系数，以修正测量结果；
[0013] 分析模块，包括应力分析
云图模块和应变分析云图模块，用于对导气管焊缝应力与机组运行参数、调
门开度的关联分析和导气管焊缝应力的
有限元分析；
[0014] Canvas模块，用于二维曲线图绘制；
[0015] Thress.js模块，用于建立三维可视图的三维实
体模型；
[0016] 人机交互模块，用于显示二维曲线图或三维实体模型以及应变测量采集的数据和分析计算后形成的结果数据。
[0017] 优选的，所述人机交互模块包括人机交互界面，在所述人机交互界面上包括[0018] 应变曲线图模块，用于显示应变曲线图；
[0019] 应力曲线图模块，用于显示应力曲线图；
[0020] 应变
位置图模块，用于显示应变位置图；
[0021] 应力位置图模块，用于显示应力位置图；
[0022] 应变展开图模块，用于显示应变展开图；
[0023] 应力展开图模块，用于显示应力展开图；
[0024] 应变三维图模块，用于显示应变三维图；
[0025] 应力三维图模块，用于显示应力三维图。
[0026] 优选的，在所述人机交互界面上还包括
[0027] 设定模块，用于设定测点编号、月份、日期、数据放大比率和3D图刷新间隔；
[0028] 播放模块，用于启动播放、暂停播放和继续播放；
[0029] 修整模块，用于对展现的图形进行旋转、平移、缩放、添加和删减。
[0030] 与
现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过将应变测量采集的数据以及分析计算后形成的结果数据，通过曲线图等二维或三维的可视化形式展现出来，让用户通过个人电脑或手机，随时随地都能方便地查询和浏览到这些结果数据；
[0031] 对所测试的高压导汽管建立了三维实体模型；结合实测应力变化曲线，搭建了管道焊缝部位的力学数据在实体模型中直观呈现的监测平台；利用网络技术实现了此平台的远程监控，有效地推进了电站金属监督与信息化的有机结合。
附图说明
[0032] 为了更清楚地说明本发明
实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033] 图1为本发明结构示意图；
[0034] 图2为本发明应变片布置示意图；
[0037] 图5为本发明应力分析云图模块界面示意图；
[0038] 图6为本发明应变分析云图模块界面示意图；
[0039] 图7为本发明应变曲线图模块界面示意图；
[0040] 图8为本发明应力曲线图模块界面示意图；
[0041] 图9为本发明应变位置图模块界面示意图；
[0042] 图10为本发明应力位置图模块界面示意图；
[0043] 图11为本发明应变展开图模块界面示意图；
[0044] 图12为本发明应力展开图模块界面示意图；
[0045] 图13为本发明应变三维图模块界面示意图；
[0046] 图14为本发明应力三维图模块界面示意图。
[0047] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0048] 1、传感元件；101、应变片；1011、轴向应变片；1012、周向应变片；102、热电偶；2、高速静态应变仪；21、应变测量通道；22、双绞线；23、热电偶通道；24、RS232接口；25、电源接口；26、通讯指示灯；27、采集指示灯；28、电源开关；3、计算机模块；31、修正模块；32、分析模块；33、Canvas模块；34、Thress.js模块；35、人机交互模块；351、应变曲线图模块；352、应力曲线图模块；353、应变位置图模块；354、应力位置图模块；355、应变展开图模块；356、应力展开图模块；357、应变三维图模块；358、应力三维图模块；36、设定模块；37、播放模块；38、修整模块；4、路由器；5、互联网；6、中心服务器；7、远程终端；8、导汽管；9、焊缝；10、保温层。
具体实施方式
[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050] 请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种导汽管焊缝应力状态的网络监测平台，包括采集设备、计算机模块3、网络共享单元，所述采集设备包括传感元件1和高速静态应变仪2，所述传感元件1由若干个应变片101和一个热电偶102组成，所述高速静态应变仪2由应变测量通道21、双绞线22、热电偶通道23、RS232接口24、电源接口25、通讯指示灯26、采集指示灯27和电源开关28组成，所述计算机模块3包括修正模块31、分析模块32、Canvas模块33、Thress.js模块34和人机交互模块35，所述网络共享单元包括路由器4、互联网5、中心服务器6和远程终端7。
[0051] 其中，在所述传感元件1中，应变片101和热电偶102安装于导汽管8内的保温层10上，所述应变片101用于测量应变片区域的应力状态，所述热电偶102用于测量应变片区域的温度，由应变片101和热电偶102连接的双绞线22贯穿于保温层10，所述导汽管8上的9作为测点，所述应变片101和热电偶102均通过电焊机焊接于测点上，并通过胶带将双绞线22固定于导汽管8上，所述焊缝9上的测点沿导汽管8的轴向设有8个，沿导汽管8的周向设有2个。
[0052] 其中，在所述高速静态应变仪2中，通过电源接口25与外部电源连接，给高速静态应变仪2供电，闭合电源开关28，高速静态应变仪2开始工作，所述应变片101和热电偶102通过双绞线22与应变测量通道21相连，传输应变片101和热电偶102采集到的数据，由下端的RS232接口24通过双绞线22与远端的计算机模块3接入到网络共享单元内，实现数据的实时共享，所述通讯指示灯26用于指示RS232接口24与计算机模块3之间通讯电源供电情况，所述采集指示灯27用于指示双绞线22和应变测量通道21之间的采集电源供电情况，绿灯表示电源接通，红灯表示电源未接通。
[0053] 其中，在所述网络共享单元中，计算机模块3通过路由器4接入互联网5，将数据上传至中心服务器6，同时由接入到该互联网5的远程终端7实现对计算机模块3监测参数进行远程的控制和调整。
[0054] 如图3所示，所述计算机模块3包括
[0055] 修正模块31，用于根据实际温度，提取对应的应变片的灵敏度系数，以修正测量结果；
[0056] 分析模块32，包括应力分析云图模块和应变分析云图模块，用于对导气管焊缝应力与机组运行参数、调门开度的关联分析和导气管焊缝应力的有限元分析；
[0057] Canvas模块33，用于二维曲线图绘制；
[0058] Thress.js模块34，用于建立三维可视图的三维实体模型；
[0059] 人机交互模块35，用于显示二维曲线图或三维实体模型以及应变测量采集的数据和分析计算后形成的结果数据。
[0060] 如图4所示，所述人机交互模块35包括人机交互界面，在所述人机交互界面上包括[0061] 应变曲线图模块351，用于显示应变曲线图；
[0062] 应力曲线图模块352，用于显示应力曲线图；
[0063] 应变位置图模块353，用于显示应变位置图；
[0064] 应力位置图模块354，用于显示应力位置图；
[0065] 应变展开图模块355，用于显示应变展开图；
[0066] 应力展开图模块356，用于显示应力展开图；
[0067] 应变三维图模块357，用于显示应变三维图；
[0068] 应力三维图模块358，用于显示应力三维图。
[0069] 在所述人机交互界面上还包括
[0070] 设定模块36，用于设定测点编号、月份、日期、数据放大比率和3D图刷新间隔；
[0071] 播放模块37，用于启动播放、暂停播放和继续播放；
[0072] 修整模块38，用于对展现的图形进行旋转、平移、缩放、添加和删减。
[0073] 如图5-6所示，为分析模块32中，通过模型建立，仿真前处理、仿真计算和后处理得到的应力分析云图和应变分析云图，
[0074] 如图7-14所示，为应变曲线图模块界面、应力曲线图模块界面、应变位置图模块界面、应力位置图模块界面、应变展开图模块界面、应力展开图模块界面、应变三维图模块界面和应力三维图模块界面，用于可以通过设定模块36设定月份，日期，要浏览的测点编号，通过播放模块37，启动播放、暂停播放和继续播放所选测点的相对应图形界面，进行可视化展示出来，便于直观呈现。
[0075] 本实施例的一个具体应用为：通过将传感元件1安装于导气管8上焊缝9保温层1中，采用高速静态应变仪2对监测的应力进行采集，高速静态应变仪2，内置低功耗
微处理器，面板上内置嵌入式微型
打印机，通过RS232接口与计算机连接，配有专用
软件，可进行
数据采集分析处理，可做到边采集边传输。由于在应力测量和计算中传感元件1的灵敏度系数是随温度而变化的，所以通过修正模块31，根据实际温度，提取对应的应变片的灵敏度系数，以修正测量结果，提高监测的精确度，为了减少测量过程中的异常因数的影响，测量时，高速静态应变仪2采用了200HZ的采集
频率即200条数据/秒。在后期分析时，将这样的数据缩表为20条/秒、1条/秒、1条/分钟，然后通过分析模块32用于对导气管焊缝应力与机组运行参数、调门开度的关联分析和导气管焊缝应力的有限元分析，将分析计算后形成的结果数据，通过Canvas模块33进行二维曲线图绘制和Thress.js模块34建立的三维可视图的三维实体模型，并通过人机交互界面进行交互，搭建了管道焊缝部位的力学数据在实体模型中直观呈现的监测平台，利用路由器4、互联网5、中心服务器6和远程终端7的网络技术，实现了此平台的远程监控，有效地推进了电站金属监督与信息化的有机结合。
[0076] 在本
说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0077] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的
修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受
权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
