專利名稱：張緊器的張力變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及張緊器，尤其涉及一種深水鋪管船用張緊器的張力變送器。
背景技術(shù)：
在海洋管道鋪設(shè)作業(yè)過程中，張緊器是不可或缺的設(shè)備。在鋪管過程中，張緊器夾緊管線后驅(qū)動管線進(jìn)行鋪設(shè)，張緊器對管線的拉力稱之為張力，在鋪設(shè)管線過程中，由于風(fēng)浪等因素的影響，管線張力會發(fā)生變化，為防止管線因為張力變化損壞，張緊器需實時根據(jù)管線張力情況調(diào)整鋪管速度，使管線張力維持在允許的范圍內(nèi)。因此，監(jiān)測管線張力是進(jìn)行恒張力鋪管的前提。傳統(tǒng)的用于監(jiān)測管線張力裝置為機(jī)械式測力裝置，其基本結(jié)構(gòu)是利用壓敏傳感器在受到壓力后產(chǎn)生電信號，經(jīng)過阻抗匹配器和電信號放大器放大和變換，由專用儀表進(jìn)行顯示，即可讀出管線張力的大小。其缺點是儀器容易受到振動、沖擊、溫度變化等環(huán)境條件諸因素的影響，穩(wěn)定性差，測量誤差較大，測量范圍有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點，而提供一種深水鋪管船用張緊器張力變送器，其可以對深海鋪管船用張緊器工作過程中張力的大小進(jìn)行的測量，受環(huán)境影響小，穩(wěn)定性好，為張力的正確合理調(diào)節(jié)，實驗深海鋪管作業(yè)的安全進(jìn)行提供了重要的保證。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種張緊器的張力變送器，其特征在于設(shè)有銷軸測力裝置及應(yīng)變放大測量裝置； 其中，銷軸測力裝置包括連接體、底板、支架、銷軸、套筒及彈性體，該連接體的一端通過安裝在銷軸上的定位套筒固定在銷軸上，連接體的另一端與夾持管道的張緊器相連；該銷軸通過設(shè)置在銷軸兩端的支架固定在底板上，銷軸的內(nèi)部設(shè)為中空，中空的腔體內(nèi)安裝有應(yīng)變片，該應(yīng)變片與應(yīng)變放大測量裝置相聯(lián)。所述連接體為板狀鋼結(jié)構(gòu)。所述銷軸中空的腔體內(nèi)置有一彈性體，彈性體兩端為圓柱形，中間形狀為長方體結(jié)構(gòu)；應(yīng)變片貼在彈性體上；銷軸的兩端分別安裝有軸端蓋。所述底板一側(cè)固定有電路箱，應(yīng)變放大測量裝置安裝在電路箱內(nèi)。所述應(yīng)變放大測量裝置包括橋式電路、放大電路和信號調(diào)理電路，該橋式電路依次與放大電路、信號調(diào)理電路及信號轉(zhuǎn)換板卡聯(lián)接，信號轉(zhuǎn)換板卡通過現(xiàn)場總線與中央控制器相聯(lián)以實現(xiàn)通信。所述中央控制器為計算機(jī)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過監(jiān)測安裝在張緊器上的張力變送器的輸出信號來控制管線的鋪設(shè)速度進(jìn)而控制管線張力大小，為張力的正確合理調(diào)節(jié)，實驗深海鋪管作業(yè)的安全進(jìn)行提供了重要的保證。本發(fā)明受環(huán)境影響小，穩(wěn)定性好；同時，降低了測量誤差，增大了測量范圍。


圖1為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)后視示意圖。圖3為本發(fā)明銷軸結(jié)構(gòu)剖視示意圖。圖4為本發(fā)明彈性體結(jié)構(gòu)主視示意圖。圖5為圖4中A-A向示意圖。圖6為彈性體安裝在銷軸內(nèi)剖視示意圖。圖7為本發(fā)明電路方框圖。圖8為本發(fā)明具體電路連接圖。圖中主要標(biāo)號說明1連接體、2底板、3軸端蓋、4支架、5銷軸、6套筒、7電路箱、8彈性體、9應(yīng)變片、10 橋式電路、11放大電路、12信號調(diào)理電路、13信號轉(zhuǎn)換卡板、14計算機(jī)。
具體實施例方式如圖1-圖5所示，本發(fā)明由銷軸式測力裝置及應(yīng)變放大測量裝置兩部分構(gòu)成，銷軸式測力裝置主要包括連接體1、底板2、軸端蓋3、支架4、銷軸5、套筒6、電路箱7及彈性體8，連接體1是傳遞力的構(gòu)件，本實施例連接體1為板狀結(jié)構(gòu)，其一端采用軸孔配合方式固定在銷軸5上，另一端與夾持管道的張緊器相連，用來傳遞張緊器的載荷；銷軸5是用來放置傳感器的核心元件，內(nèi)部采用中空設(shè)計，中空的腔體內(nèi)置有彈性體8，彈性體8上面貼有電阻式應(yīng)變片9 ；連接體1在銷軸5上的定位是通過套筒6來實現(xiàn)的，通過連接體1將載荷傳遞到銷軸5上從而實現(xiàn)載荷的測量；套筒6直接裝配在銷軸5上，起到固定中間連接體 1的作用，實現(xiàn)連接體1與銷軸5之間的定位。銷軸5通過支架4固定在底板2上，兩端通過軸端蓋3固定；軸端蓋3的作用是將彈性體1與銷軸5固定在一起，使得銷軸5在軸向不產(chǎn)生軸向移動，軸端蓋3固定在銷軸5上，其與支架4之間通過六根螺栓實現(xiàn)聯(lián)結(jié)。支架4 屬于剛性連接件，其中央開孔，用于支撐和固定銷軸5，支架4與底板2通過焊接相連；使用時，底板2將直接焊接在鋪管船的船體上，用來承載支架4、銷軸5和連接體1。如圖2所示，電路箱7采用焊接或螺釘連接方式固定在底板2外端的上緣一側(cè)。如圖3所示，銷軸5采用中空設(shè)計，兩端各設(shè)有一孔，外圓直徑為180mm ；如圖4所示，彈性體8兩端為圓柱形，中間形狀為長方體結(jié)構(gòu)，采用45鉻鋼材料制成。如圖6，圖7所示，應(yīng)變放大測量裝置包括由應(yīng)變片組成的全橋式電路10、信號放大電路11和信號調(diào)理電路12三大部分，該橋式電路10依次與放大電路11、信號調(diào)理電路 12及信號轉(zhuǎn)換板卡13聯(lián)接，信號轉(zhuǎn)換板卡13通過現(xiàn)場總線與中央控制器相聯(lián)以實現(xiàn)通信。 應(yīng)變放大測量裝置安裝在電路箱7內(nèi)。本實施例中央控制器為計算機(jī)14 ；1B32芯片集成電路包括信號的放大電路11 和信號的調(diào)理電路12。本發(fā)明機(jī)械部分采用銷軸式測力方式，張緊器所受載荷轉(zhuǎn)換為銷軸承受的彎曲力；銷軸5的內(nèi)部貼有電阻式應(yīng)變片9，將銷軸5受力變形轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片9阻值的變化，通過設(shè)在銷軸5內(nèi)部的應(yīng)變片9與橋式電路、放大電路11和調(diào)理電路12的依次聯(lián)接，并采用現(xiàn)場總線的通信模式實現(xiàn)信號的輸出。將應(yīng)變放大測量裝置裝在銷軸5內(nèi)部，既能在不降低銷軸5剛度的基礎(chǔ)上提高靈敏度，又能避免應(yīng)變放大測量裝置受到惡劣工況環(huán)境的影響和破壞。在張緊器工作過程中，管線對張緊器的張力反應(yīng)在銷軸5的彎曲變形上，此時，貼在銷軸5內(nèi)部的橋式應(yīng)變片9會產(chǎn)生電流信號的變化，經(jīng)過內(nèi)部放大電路11和調(diào)理電路12 的整型處理，并通過現(xiàn)場總線的形式傳到中央控制器一計算機(jī)14。通過監(jiān)測安裝在張緊器上的張力變送器的輸出信號來控制管線的鋪設(shè)速度進(jìn)而控制管線張力大小。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種張緊器的張力變送器，其特征在于設(shè)有銷軸測力裝置及應(yīng)變放大測量裝置； 其中，銷軸測力裝置包括連接體、底板、支架、銷軸、套筒及彈性體，該連接體的一端通過安裝在銷軸上的定位套筒固定在銷軸上，連接體的另一端與夾持管道的張緊器相連；該銷軸通過設(shè)置在銷軸兩端的支架固定在底板上，銷軸的內(nèi)部設(shè)為中空，中空的腔體內(nèi)安裝有應(yīng)變片，該應(yīng)變片與應(yīng)變放大測量裝置相聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張緊器的張力變送器，其特征在于所述連接體為板狀鋼結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張緊器的張力變送器，其特征在于所述銷軸中空的腔體內(nèi)置有一彈性體，彈性體兩端為圓柱形，中間形狀為長方體結(jié)構(gòu)；應(yīng)變片貼在彈性體上；銷軸的兩端分別安裝有軸端蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張緊器的張力變送器，其特征在于所述底板一側(cè)固定有電路箱，應(yīng)變放大測量裝置安裝在電路箱內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的張緊器的張力變送器，其特征在于所述應(yīng)變放大測量裝置包括橋式電路、放大電路和信號調(diào)理電路，該橋式電路依次與放大電路、信號調(diào)理電路及信號轉(zhuǎn)換板卡聯(lián)接，信號轉(zhuǎn)換板卡通過現(xiàn)場總線與中央控制器相聯(lián)以實現(xiàn)通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的張緊器的張力變送器，其特征在于所述中央控制器為計算機(jī)。
全文摘要
一種張緊器的張力變送器，設(shè)有銷軸測力裝置及應(yīng)變放大測量裝置；其中，銷軸測力裝置包括連接體、底板、支架、銷軸、套筒及彈性體，該連接體的一端通過安裝在銷軸上的定位套筒固定在銷軸上，連接體的另一端與夾持管道的張緊器相連；該銷軸通過設(shè)置在銷軸兩端的支架固定在底板上，銷軸的內(nèi)部設(shè)為中空，中空的腔體內(nèi)安裝有應(yīng)變片，該應(yīng)變片與應(yīng)變放大測量裝置相聯(lián)。本發(fā)明通過監(jiān)測安裝在張緊器上的張力變送器的輸出信號來控制管線的鋪設(shè)速度進(jìn)而控制管線張力大小，為張力的正確合理調(diào)節(jié)，實驗深海鋪管作業(yè)的安全進(jìn)行提供了重要的保證。本發(fā)明受環(huán)境影響小，穩(wěn)定性好；同時，降低了測量誤差，增大了測量范圍。
文檔編號G01L1/22GK102435359SQ201010297800
公開日2012年5月2日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者張俊亮, 林立, 王曉波, 趙冬巖, 陳翠和, 馬義來 申請人:中國海洋石油總公司, 中國石油大學(xué)(北京), 海洋石油工程股份有限公司