[实用新型]一种电站锅炉高温管系宏观位移测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于CCD摄影(Charge-coupledDevice，电荷耦合摄影)的电站锅炉高温管系宏观位移测量装置。

背景技术

电站锅炉蒸汽管道的蠕变变形以及由支吊架晃动造成的蒸汽管道宏观失稳偏移是影响锅炉安全运行重要方面之一，高温管系位移实时监测可以反映锅炉蒸汽管道内部的应力应变情况。随着火力发电厂对设备安全性管理的日益精细，锅炉汽包、下降管、上下联箱、水冷壁和过热器等高温管系受热后膨胀数据的记录，也纳入管理之列，对保障设备的安全运行具有重要意义。各种高温管系在热膨胀时是否受阻？受阻是否均匀？均需监测高温管系的宏观位移。

传统的蒸汽管道位移测量方法多为膨胀指示器，需要在机组停运下实施，安全监测靠人工采集处理数据，周期长，同步性差，尤其在电厂出现紧急情况时，不能及时连续完成数据采集，难以适时监控和评估蒸汽管道的安全状况，安全监测的资料整理分析和信息的反馈都存在严重的滞后；另外，膨胀指示器材质为碳钢，安装后经过一段时间容易腐蚀生锈，长时间使用后，指针的针尖造成面板划伤，导致读数区卡涩，读出的数据不准确；还有就是测量数据不能远传。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种基于CCD摄影的电站锅炉高温管系宏观位移测量装置，采用本实用新型的电站锅炉高温管系宏观位移测量装置，相比传统的膨胀指示器测量，自动采集处理数据，周期短，同步性好，紧急情况时能及时连续完成数据采集，可实时监控和评估蒸汽管道的安全状况；另外，读出数据准确并方便远传。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种的电站锅炉高温管系宏观位移测量装置，其特征是包括：

一固定组件2，由抱箍、支架和平板构成，抱箍上固定有支架、支架上固定有平板，抱箍则箍紧在所述高温管系待测管道1上，用于使管系、固定组件和LED灯组之间不产生相对位移；

十字形LED灯组3，由LED灯组成十字线阵列固定在所述固定组件平板的中心处，用于发出十字光线，标记管系的空间位置；

一CCD相机4，连续采集所述十字形LED灯组3所成的图像；

一不透光金属罩5，罩在所述LED灯和CCD相机上，避免外部环境光对CCD相机成像造成影响；

一图像处理器6，通过信号电缆连接所述CCD相机，把采集获得的每帧图像转换为灰度值矩阵；比较某一图像矩阵与初始时刻记录的图像矩阵，计算十字线在前后两图像矩阵中的位移；结合成像系统放大率，CCD像素的水平和垂直间距条件，计算十字LED灯组在物空间的实际位移。

所述的图像处理器内嵌软件为现有技术的软件。

本实用新型针对膨胀指示器在高温管系位移测量时存在的不足，提出一种十字光线与CCD摄影相结合的高温管系宏观位移测量装置，利用新兴的位移变形测量技术对锅炉蒸汽管道的蠕变变形以及由支吊架晃动造成的蒸汽管道宏观失稳偏移进行在线监测，通过CCD系统连续拍摄带有十字光线的平面，最后利用现有技术将图像信号转换为数字图像，再对发生位移前后的数字信图像进行处理，实现高温管系宏观位移二维测量。

本实用新型基于特殊标记十字线与CCD摄影技术相结合，其基本思路为：发光二极管制作成十字光源作为CCD成像平面的标记物，十字光源发光，利用面阵CCD传感器作为图像探测器对带有十字线光源的平板进行拍摄，获得含有管系位移信息的图像，对CCD拍摄的管道静态及动态发生位移的图像进行处理，即可实现了高温管道的宏观位移光学非接触测量。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：无需人工采集处理数据，监控过程由系统自动完成；与传统的接触式应变测量方法相比，测量装置无需与待测物体接触，不会对待测物体表面产生强化，影响测量结果；在测量高温热应变时，测量装置不用处于高温环境中，因而不会对测量装置产生损害，数字图像处理技术测量热应变可以在高温环境下正常工作，使用范围广；CCD像素的间距为微米级别，测量精度较高。

附图说明

图1为本实用新型所述基于CCD摄影的高温管系宏观位移测量装置的组成和结构示意图；

图2为基于CCD摄影的高温管系宏观位移测量装置图像位移识别图。

其中附图标记的标示为：1-高温管系待测管道，2-固定组件，3-十字形LED灯组，4-CCD相机，5-金属罩，6-图像处理器。

具体实施方式