专利名称：张紧器的张力变送器的制作方法
技术领域：
本发明涉及张紧器，尤其涉及一种深水铺管船用张紧器的张力变送器。
背景技术：
在海洋管道铺设作业过程中，张紧器是不可或缺的设备。在铺管过程中，张紧器夹紧管线后驱动管线进行铺设，张紧器对管线的拉力称之为张力，在铺设管线过程中，由于风浪等因素的影响，管线张力会发生变化，为防止管线因为张力变化损坏，张紧器需实时根据管线张力情况调整铺管速度，使管线张力维持在允许的范围内。因此，监测管线张力是进行恒张力铺管的前提。传统的用于监测管线张力装置为机械式测力装置，其基本结构是利用压敏传感器在受到压力后产生电信号，经过阻抗匹配器和电信号放大器放大和变换，由专用仪表进行显示，即可读出管线张力的大小。其缺点是仪器容易受到振动、冲击、温度变化等环境条件诸因素的影响，稳定性差，测量误差较大，测量范围有限。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种深水铺管船用张紧器张力变送器，其可以对深海铺管船用张紧器工作过程中张力的大小进行的测量，受环境影响小，稳定性好，为张力的正确合理调节，实验深海铺管作业的安全进行提供了重要的保证。本发明的目的是由以下技术方案实现的一种张紧器的张力变送器，其特征在于设有销轴测力装置及应变放大测量装置； 其中，销轴测力装置包括连接体、底板、支架、销轴、套筒及弹性体，该连接体的一端通过安装在销轴上的定位套筒固定在销轴上，连接体的另一端与夹持管道的张紧器相连；该销轴通过设置在销轴两端的支架固定在底板上，销轴的内部设为中空，中空的腔体内安装有应变片，该应变片与应变放大测量装置相联。所述连接体为板状钢结构。所述销轴中空的腔体内置有一弹性体，弹性体两端为圆柱形，中间形状为长方体结构；应变片贴在弹性体上；销轴的两端分别安装有轴端盖。所述底板一侧固定有电路箱，应变放大测量装置安装在电路箱内。所述应变放大测量装置包括桥式电路、放大电路和信号调理电路，该桥式电路依次与放大电路、信号调理电路及信号转换板卡联接，信号转换板卡通过现场总线与中央控制器相联以实现通信。所述中央控制器为计算机。本发明的有益效果本发明通过监测安装在张紧器上的张力变送器的输出信号来控制管线的铺设速度进而控制管线张力大小，为张力的正确合理调节，实验深海铺管作业的安全进行提供了重要的保证。本发明受环境影响小，稳定性好；同时，降低了测量误差，增大了测量范围。
图1为本发明立体结构示意图。图2为本发明立体结构后视示意图。图3为本发明销轴结构剖视示意图。图4为本发明弹性体结构主视示意图。图5为图4中A-A向示意图。图6为弹性体安装在销轴内剖视示意图。图7为本发明电路方框图。图8为本发明具体电路连接图。图中主要标号说明1连接体、2底板、3轴端盖、4支架、5销轴、6套筒、7电路箱、8弹性体、9应变片、10 桥式电路、11放大电路、12信号调理电路、13信号转换卡板、14计算机。
具体实施例方式如图1-图5所示，本发明由销轴式测力装置及应变放大测量装置两部分构成，销轴式测力装置主要包括连接体1、底板2、轴端盖3、支架4、销轴5、套筒6、电路箱7及弹性体8，连接体1是传递力的构件，本实施例连接体1为板状结构，其一端采用轴孔配合方式固定在销轴5上，另一端与夹持管道的张紧器相连，用来传递张紧器的载荷；销轴5是用来放置传感器的核心元件，内部采用中空设计，中空的腔体内置有弹性体8，弹性体8上面贴有电阻式应变片9 ；连接体1在销轴5上的定位是通过套筒6来实现的，通过连接体1将载荷传递到销轴5上从而实现载荷的测量；套筒6直接装配在销轴5上，起到固定中间连接体 1的作用，实现连接体1与销轴5之间的定位。销轴5通过支架4固定在底板2上，两端通过轴端盖3固定；轴端盖3的作用是将弹性体1与销轴5固定在一起，使得销轴5在轴向不产生轴向移动，轴端盖3固定在销轴5上，其与支架4之间通过六根螺栓实现联结。支架4 属于刚性连接件，其中央开孔，用于支撑和固定销轴5，支架4与底板2通过焊接相连；使用时，底板2将直接焊接在铺管船的船体上，用来承载支架4、销轴5和连接体1。如图2所示，电路箱7采用焊接或螺钉连接方式固定在底板2外端的上缘一侧。如图3所示，销轴5采用中空设计，两端各设有一孔，外圆直径为180mm ；如图4所示，弹性体8两端为圆柱形，中间形状为长方体结构，采用45鉻钢材料制成。如图6，图7所示，应变放大测量装置包括由应变片组成的全桥式电路10、信号放大电路11和信号调理电路12三大部分，该桥式电路10依次与放大电路11、信号调理电路 12及信号转换板卡13联接，信号转换板卡13通过现场总线与中央控制器相联以实现通信。 应变放大测量装置安装在电路箱7内。本实施例中央控制器为计算机14 ；1B32芯片集成电路包括信号的放大电路11 和信号的调理电路12。本发明机械部分采用销轴式测力方式，张紧器所受载荷转换为销轴承受的弯曲力；销轴5的内部贴有电阻式应变片9，将销轴5受力变形转换为应变片9阻值的变化，通过设在销轴5内部的应变片9与桥式电路、放大电路11和调理电路12的依次联接，并采用现场总线的通信模式实现信号的输出。将应变放大测量装置装在销轴5内部，既能在不降低销轴5刚度的基础上提高灵敏度，又能避免应变放大测量装置受到恶劣工况环境的影响和破坏。在张紧器工作过程中，管线对张紧器的张力反应在销轴5的弯曲变形上，此时，贴在销轴5内部的桥式应变片9会产生电流信号的变化，经过内部放大电路11和调理电路12 的整型处理，并通过现场总线的形式传到中央控制器一计算机14。通过监测安装在张紧器上的张力变送器的输出信号来控制管线的铺设速度进而控制管线张力大小。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种张紧器的张力变送器，其特征在于设有销轴测力装置及应变放大测量装置； 其中，销轴测力装置包括连接体、底板、支架、销轴、套筒及弹性体，该连接体的一端通过安装在销轴上的定位套筒固定在销轴上，连接体的另一端与夹持管道的张紧器相连；该销轴通过设置在销轴两端的支架固定在底板上，销轴的内部设为中空，中空的腔体内安装有应变片，该应变片与应变放大测量装置相联。
2.根据权利要求1所述的张紧器的张力变送器，其特征在于所述连接体为板状钢结构。
3.根据权利要求1所述的张紧器的张力变送器，其特征在于所述销轴中空的腔体内置有一弹性体，弹性体两端为圆柱形，中间形状为长方体结构；应变片贴在弹性体上；销轴的两端分别安装有轴端盖。
4.根据权利要求1所述的张紧器的张力变送器，其特征在于所述底板一侧固定有电路箱，应变放大测量装置安装在电路箱内。
5.根据权利要求1或4所述的张紧器的张力变送器，其特征在于所述应变放大测量装置包括桥式电路、放大电路和信号调理电路，该桥式电路依次与放大电路、信号调理电路及信号转换板卡联接，信号转换板卡通过现场总线与中央控制器相联以实现通信。
6.根据权利要求5所述的张紧器的张力变送器，其特征在于所述中央控制器为计算机。
全文摘要
一种张紧器的张力变送器，设有销轴测力装置及应变放大测量装置；其中，销轴测力装置包括连接体、底板、支架、销轴、套筒及弹性体，该连接体的一端通过安装在销轴上的定位套筒固定在销轴上，连接体的另一端与夹持管道的张紧器相连；该销轴通过设置在销轴两端的支架固定在底板上，销轴的内部设为中空，中空的腔体内安装有应变片，该应变片与应变放大测量装置相联。本发明通过监测安装在张紧器上的张力变送器的输出信号来控制管线的铺设速度进而控制管线张力大小，为张力的正确合理调节，实验深海铺管作业的安全进行提供了重要的保证。本发明受环境影响小，稳定性好；同时，降低了测量误差，增大了测量范围。
文档编号G01L1/22GK102435359SQ201010297800
公开日2012年5月2日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者张俊亮, 林立, 王晓波, 赵冬岩, 陈翠和, 马义来 申请人:中国海洋石油总公司, 中国石油大学(北京), 海洋石油工程股份有限公司