一种精确测量风电螺栓超声声速的方法及系统与流程

本发明涉及电力系统，特别涉及一种精确测量风电螺栓超声声速的方法及系统。

背景技术：

1、螺栓作为一种关键的机械连接件，被广泛应用于航空航天、工业设备、铁路桥梁和风电机组等重要工程领域。螺栓的连接状态决定着机械装备的使用性能和质量，其连接的松紧程度会影响设备的运行状态，严重甚至导致安全事故。随着双碳政策的深入推进，风力发电得到大规模发展，螺栓在风电机组中的作用也愈加凸显，大量高强螺栓被应用于风电塔筒连接、叶片与轮毂的连接，风电机组的金属监督工作愈发重要。精确检测螺栓紧固力能够更加准确地判断螺栓的连接状态，对于保证工程质量、提高设备寿命具有极高的应用价值。风电机组对于螺栓预紧力的要求非常严格，螺栓过拧易造成腐蚀裂纹的产生和疲劳破坏，欠拧则会引起振动松弛、滑移。因此必须定期监督风电的螺栓的预紧力，将预紧力控制在合理范围内，以保证风电机组的安全、稳定运行。

2、目前比较常见的螺栓应力检测方法包括扭矩扳手法、电阻式应变片法、光学弹性法、x射线衍射法、磁性法和超声波法。其中最具有实际应用潜力的就是超声波法，超声波法作为一种无损检测方法，具有适用性广、穿透能力强、检测成本低、对人和环境无害等优点，在国内外均得到广泛应用。超声波应力检测法包括纵波法和横纵双波法，其中单波法对螺栓应力的敏感性更高，更适用于大型风电螺栓的超声声速及紧固力测量。相对于双波法，单波法的关键是能够精准测量无应力状态下螺栓的超声声速，因此在螺栓检测工程中得到大量应用。而由于受到螺栓材料、组织、温度、耦合剂等因素的影响，超声声速的测量难以得到精确的结果，将直接导致螺栓紧固力计算产生偏差，增加风电螺栓金属监督工作的困难。

3、基于以上问题，亟需一种能够精确测量风电螺栓超声声速的方法，助力风电螺栓的金属监督工作，从而可以准确判断出螺栓的应力状态，为进一步的金属监督方案提供数据支撑。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明实施例提供了一种精确测量风电螺栓超声声速的方法及系统。

2、为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

3、根据本发明实施例的第一方面，提供了一种精确测量风电螺栓超声声速的方法。

4、在一个实施例中，一种精确测量风电螺栓超声声速的方法，包括：

5、步骤s101、多次测量风电螺栓长度取平均值；

6、步骤s102、获取风电螺栓超声回波信号；

7、步骤s103、利用公式计算得到每次回波信号对应零偏；

8、步骤s104、计算二次回波信号零偏所对应声速值；

9、步骤s105、计算三次回波信号零偏所对应声速值。

10、在一个实施例中，步骤s101中，利用游标卡尺测量出风电螺栓的实际长度，多次测量并取平均数；安装超声波螺栓应力检测仪，并设置探头和程序。

11、在一个实施例中，步骤s102中，利用超声检测仪测厚程序获取风电螺栓超声回波信号；所述回波信号的回波声时均为固定增益时，各上升回波信号与50波高比基准线的交点值。

12、在一个实施例中，步骤s103中，所述公式为：

13、t0”＝2t1-t2，

14、式中，t0”、t0”'分别为二次回波和三次回波对应的超声波应力检测仪的零偏；t1、t2、t3分别为一次回波、二次回波和三次回波的声时。

15、在一个实施例中，根据一次回波、二次回波和三次回波信号和所述公式得到各回波信号对应零偏。

16、在一个实施例中，步骤s104和步骤s105中，分别利用二次回波和三次回波零偏计算超声声速，并采用下式进行计算：

17、

18、式中，l为风电螺栓实际长度，v0风电螺栓实际声速，t2、t3为二次回波、三次回波的声时，t0”、t0”'分别为二次回波、三次回波对应的超声波应力检测仪的零偏。

19、在一个实施例中，步骤s105中，利用三次回波信号声速值作为验证，完成风电螺栓超声声速计算。

20、根据本发明实施例的第二方面，提供了一种精确测量风电螺栓超声声速系统，包括：

21、数据采集模块，用于采集风电螺栓的实际长度数据，以及风电螺栓超声回波信号数据；

22、数据计算模块，用于根据一次回波信号、二次回波信号、三次回波信号的对应零偏，计算二次回波信号零偏对应声速值；

23、结果输出模块，通过三次回波信号声速值加以验证，输出风电螺栓超声声速计算结果。

24、在一个实施例中，利用游标卡尺测量出风电螺栓的实际长度，多次测量并取平均数；安装超声波螺栓应力检测仪，并设置探头和程序。

25、在一个实施例中，所述回波信号的回波声时均为固定增益时，各上升回波信号与50波高比基准线的交点值。

26、在一个实施例中，计算对应零偏的公式为：

27、t0”＝2t1-t2，

28、式中，t0”、t0”'分别为二次回波和三次回波对应的超声波应力检测仪的零偏；t1、t2、t3分别为一次回波、二次回波和三次回波的声时。

29、在一个实施例中，根据一次回波、二次回波和三次回波信号和所述公式得到各回波信号对应零偏。

30、在一个实施例中，分别利用二次回波和三次回波零偏计算超声声速，并采用下式进行计算：

31、

32、式中，l为风电螺栓实际长度，v0风电螺栓实际声速，t2、t3为二次回波、三次回波的声时，t0”、t0”'分别为二次回波、三次回波对应的超声波应力检测仪的零偏。

33、根据本发明实施例的第三方面，提供了一种计算机设备。

34、在一个实施例中，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

35、根据本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质。

36、在一个实施例中，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

37、本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

38、本发明通过监测火电机组的出力状态，并根据火电机组的出力状态控制储能系统参与调频，同时在调频的过程中，通过监控储能系统的荷电状态，并根据该荷电状态来实现储能系统的主动恢复，进而实现储能与火电机组间的配合，达到提升机组一次调频性能与恢复储能soc水平的目的。

39、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

40、本发明的有益效果：

41、1、本发明针对超声声速难以准确测量的问题，创造性地提出用二次回波法计算风电螺栓的超声声速，提高了声速测量的便捷性和准确性，可在作业现场实现超声声速的快速、精确测量。

42、2、本发明在超声声速测量过程中，对回波信号峰值进行了过滤处理，大大。