一种缠绕金属内胆的内径收缩量动态监测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种监测方法，尤其是涉及一种缠绕金属内胆的内径收缩量动态监测方法及装置。
背景技术
在缠绕工艺技术领域，缠绕金属内胆是广泛应用于复合材料气瓶、复合材料承压管件等制品的一种生产工艺。通过如纤维材料等用加张力缠绕在金属内胆(如钢质、铝合金和钛合金等)表面，使得金属内胆在初始状态下受压，从而提高制品整体结构弹性工作区间，达到提高制品额定工作压力的目的。但是现有技术中还没有对金属内胆的内径收缩量进行实时监测的方法。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种缠绕金属内胆内径收缩量的动态监测方法，该方法在不影响缠绕生产过程的前提下，可获得内胆直径的实时变形数据，从而实现动态监测缠绕金属内胆的内径收缩量。
本发明的另一个目的是提供一种缠绕金属内胆的内径收缩量动态监测装置，利用该装置配合上述方法，完成对缠绕金属内胆的内径收缩量的时时动态监测。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种缠绕金属内胆的内径收缩量动态监测方法，包括：
电涡流位移传感器通过连接支架固定于基座上，电涡流位移传感器每两个一组，在金属内胆的周围分布多组；
在金属内胆外缠绕纤维前，利用电涡流位移传感器检测金属内胆初始状态下外壁与每组中两个电涡流位移传感器距离分别为d1和d2；
缠绕过程中，在纤维张力作用下，金属内胆产生收缩，金属内胆直径发生变化，利用电涡流位移传感器检测金属内胆初始状态下外壁与每组中两个电涡流位移传感器距离分别为d1’和d2’，该时刻缠绕金属内胆(1)的内径收缩量为d1’+d2’-d1-d2；
通过多组电涡流位移传感器在金属内胆周围分布，可测得同一时刻多组收缩量数据，取其平均值为该时刻测量结果，以及在不同时刻的多组缩量数据的平均值，完成对缠绕金属内胆的内径收缩量动态监测。
每组电涡流位移传感器与金属内胆截面圆心在同一直线上分列两侧。
一种缠绕金属内胆的内径收缩量动态监测装置，包括电涡流位移传感器、连接支架、基座，
所述连接支架的一端连接在所述基座上，另一端设有呈圆环或圆弧状结构的固定支架，该固定支架内设置若干电涡流位移传感器，待检测的金属内胆设置在固定支架所围成的区域内。
所述电涡流位移传感器设有双数个，均布在固定支架的内侧表面，所述电涡流位移传感器每两个构成一个检测组，检测组中的两个电涡流位移传感器分布在金属内胆截面直径的两侧。这种在固定支架上沿环向分布多个电涡流位移传感器，可避免在缠绕过程中金属内胆不同的变形情况，提高实时测量精度，通过对金属内胆在缠绕实时监测用数据对比分析得到金属内胆内径收缩量。实现动态监测缠绕中金属内胆的内径收缩量。
所述金属内胆与所述固定支架所围成区域呈同心设置，这样能够保证监测数据的精确度，在初始阶段使两个电涡流位移传感器与金属内胆外表面之间的距离保持相等，这样在金属内胆缠绕时尺寸发生变化时，能够精确测量出两侧的变化量，这样得到的结果精确度较高。
与现有技术相比，本发明通过电涡流多点测距方法测量缠绕金属内胆实时变化的内径收缩量；在不影响缠绕过程的前提，实时监测出缠绕中金属内胆变形情况，为工艺参数的研究、确定提供帮助；同样可在缠绕制品制作中的实时监控产品的生产质量。本方法实施具有设备简单易行，操作测量简单及测量精确高等特点。
附图说明
图1为缠绕金属内胆的内径收缩量动态监测装置的结构示意图；
图2为电涡流位移传感器在金属内胆外侧的分布示意图；
图3(a)为缠绕工序开始前的测量示意图；
图3(b)为缠绕工序开始后的测量示意图。
图中，1-金属内胆，2-基座，3-连接支架，4-电涡流位移传感器，5-固定支架。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
一种缠绕金属内胆的内径收缩量动态监测装置，其结构如图1所示，该装置包括基座2、连接支架3、电涡流位移传感器4、固定支架5。使用的连接支架3的底端连接在基座2上，顶端设有呈圆环或圆弧状结构的固定支架5，本实施例中使用的固定支架5为圆弧状结构，这样方便放入待检测的金属内胆1并方便将其规定。固定支架5内设置双数个电涡流位移传感器4，均布在固定支架5的内侧表面。待检测的金属内胆1设置在固定支架5所围成的区域内。为了获得更好的检测精度，金属内胆1与固定支架5所围成区域呈同心设置。
使用的电涡流位移传感器4每两个构成一个检测组，分布在金属内胆1截面直径的两侧，如图2所示，这样能够保证监测数据的精确度，在初始阶段使两个电涡流位移传感器与金属内胆外表面之间的距离保持相等，这样在金属内胆缠绕时尺寸发生变化时，能够精确测量出两侧的变化量，这样得到的结果精确度较高。
利用该装置进行缠绕金属内胆的内径收缩量动态监测时，采用以下步骤：
1、按照上述方式，将电涡流位移传感器4通过连接支架3固定于基座2上，电涡流位移传感器4每两个一组，在金属内胆1的周围分布多组；
2、缠绕工序开始前进行测量(如图3(a)所示)，测得金属内胆初始状态下外壁与1#及2#电涡流位移传感器距离分别为d1和d2。
3、缠绕过程中，在纤维张力作用下，金属内胆产生收缩，金属内胆直径发生变化(如图3(b)所示)，1#及2#电涡流位移传感器可精确测得任意时刻传感器与金属内胆外壁距离分别为d1’和d2’，对应该时刻缠绕金属内胆内径收缩量为d1’+d2’-d1-d2。
4、通过多组电涡流位移传感器4在金属内胆周围分布，可测得同一时刻多组收缩量数据，取其平均值为该时刻测量结果，以及在不同时刻的多组缩量数据的平均值，完成对缠绕金属内胆的内径收缩量动态监测。
选择电涡流传感器4线性测量范围为2mm，精度为±0.01mm，测得缠绕前数据为d1＝30+0.45mm、d2＝30+0.26mm，缠绕进行一段时间后测得数据d1’＝30+0.52mm、d2’＝30+0.44mm，从而通过计算可知该时刻内径收缩量为：0.25mm。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语、“底端”、“顶端”、“内表面”、“两侧”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
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实用新型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。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
