[发明专利]高温管件径向变形传感装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温管件径向变形传感装置，属于结构与材料变形测量技术领域。

背景技术

高温高压管道广泛应用于火电厂、石化厂、核电厂等工厂，其安全可靠性是整个生产系统长周期运行的重要保障。对于在高温、高压下长期运行的部件，蠕变是引起其失效的主要因素，对管道进行蠕变测量，进而对管道进行寿命评估及安全监督，既可以避免安全运行的重大隐患，又能做到有计划地安排检修和准备备品，充分发挥现役材料的剩余寿命，明显减少非计划停车，为工厂带来显著的经济和社会效益。

以前对超期服役管道的蠕变检测主要采用定期对管道的蠕变程度进行人工测量，或者从蒸汽管道上割取一典型管段进行高温蠕变或持久强度等鉴定试验，由此推断管道的剩余寿命。这种方法具有需要人工测量记录，精度不高并且工作量大、费用高、试验周期长等明显缺点。实现对高温高压管道蠕变变形的长期在线监测的核心元件是传感器。已有的用于常规变形测量的传感装置较多，比如自夹式引伸计91220430.3、一种石英玻璃高温位移传感器200410100478.8等，但是这些装置一般仅适合短时的监测和实验室应用，用于圆柱形构件径向变形的监测时，安装比较困难。主蒸汽管道防爆破在线监测报警装置(92243585.5)和高温应变片(200520022877.7)可以满足周向变形的监测，但是这些装置受工作环境的影响较大，报警装置的围带对其材料要求很苛刻，成本太高，而直接高温应变片测量技术难以满足长期在线监测的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高温径向变形在线测量传感装置，测量元件的蠕胀情况。该传感装置安装方便，使用寿命长，测量精度高，具有很高的工程应用价值。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种高温管件径向变形传感装置，由夹紧装置及安装在夹紧装置上的定位装置、稳定装置、测量装置构成，其特征在于，所述的夹紧装置由夹具5和夹具13连接而成；有一个定位装置设置在夹具5的正中部并压紧被测元件18；所述的稳定装置由稳定杆15和弹簧16构成，两根可沿被测元件18的径向方向伸缩的稳定杆15，对称安装在夹具5两端并与被测元件18的轴向垂直，稳定杆15借助弹簧16压紧被测元件18；在所述的测量装置中，测量探针7正对着支撑棒4安装在夹具13上，测量探针7的一端借助弹簧17顶紧被测元件18，另一端伸出夹具13并与细牙螺栓8紧密接触相连，一个外壳10安装在夹具13上，两个带有应变计12的弹性元件11固定在外壳里，弹性元件11的两个自由端接触细牙螺栓8，并与套装在细牙螺栓8上的调零片9的水平面紧密贴合，两个应变计12与测试终端19相连接。

上述技术方案中，所说的定位装置可以这样构成的：定位块3通过连接螺栓1安装在夹具5上，设置在定位块3上的支撑棒4，由安装在夹具5正中间的调整螺钉2压紧在被测元件18上。

上述技术方案中，所说的夹紧装置和被测元件之间填充保温材料。

上述技术方案中，两根稳定杆15与测量探针7的总长度大于保温材料的厚度，小于被测元件直径的0.5倍。

上述技术方案中，所说的两根稳定杆15的顶端可以为光滑平面，测量探针7顶紧被测元件18的一端为锥形。

上述技术方案中，所说的两根稳定杆15套装于轴承14内安装在所述的夹具5上，轴承14采用摩擦系数小的自润滑材料，优选聚四氟乙烯。

上述技术方案中，由夹具5和夹具13通过紧固螺栓6相连接。

有益效果

本发明的优点在于：

1、本发明能够在高温环境下对管件进行在线监测，被测元件的表面温度可达1100℃，且测量精度高，具有很高的线性度和分辨率，测试结果准确、可靠、可重复；

2、本发明结构简单，安装方便稳定，避免了被测元件振动对测量结果的影响；

3、由于传感部件与被测元件之间填充保温材料，测量探针采用导热系数小的材料制作，改善了传感部件的工作环境，延长了传感装置的使用寿命，具有较高的工程应用价值。

4、本发明充分考虑了被测元件变形时测点的安装，避免长期运行的被测元件表面氧化皮影响测量效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图1中：1连接螺栓、2调整螺钉、3固定块、4支撑棒、5夹具、6紧固螺栓、7测量探针、8细牙螺栓、9调零片、10外壳、11弹性元件、12应变计、13夹具、14轴承、15稳定杆、16弹簧、17探针弹簧、18被测元件、19测试终端。

图2为稳定杆的结构原理图，其中，15一稳定杆。