[发明专利]一种工业设备三维度膨胀测量装置

说明书

本发明涉及一种工业设备三维度膨胀测量装置，包括：远程终端和若干个测距模块；所述测距模块包括激光测距单元、三维度反射架和集成电路单元；所述三维度反射架固定设置在工业设备的固定钢架上；所述激光测距模块固定设置在工业设备的待监测点处，并延伸至所述三维度反射架内；所述激光测距单元发射三个相互垂直的光波至所述三维度反射架，在所述三维度反射架处发生反射，所述激光测距单元接收三个反射回来的反射波；所述集成电路单元基于三个所述光波和三个所述反射波得到三向距离，并发送至所述远程终端。本发明解决了工业设备膨胀监测时效性差和准确性差的问题，降低工作人员的劳动强度，降低了监测装置的维护量。

技术领域

本发明涉及设备形变监测技术领域，特别是涉及一种工业设备三维度膨胀测量装置。

背景技术

当工业设备形变超过部件的承受能力，就会造成设备的损坏、破裂，甚至会造成非计划停炉。工业设备膨胀的监测需求从定时监测发展为实时在线监测。实时连续监测，就能实时掌握设备的运行状况，对工业设备的安全运行具有重大的意义。

通过工业设备膨胀指示器来监视承压设备或部件受热和受压后几何尺寸发生的变化情况，这种改变如果超出设计规定的范围，就说明设备的运行操作出现问题。通过工业设备的膨胀监测可以及时发现点火升温升压不当引起的蒸发设备变形，防止膨胀不均发生裂纹和泄漏等。

以工业锅炉为例，目前常用锅炉膨胀指示器多为指针加刻度板的设计，称为机械式锅炉膨胀指示器。机械式膨胀指示器的指针固定在锅炉上，刻度板上刻有以毫米为单位的田字格刻度，刻度板固定在锅炉钢架上，指针垂直于刻度板。由于锅炉钢架相对静止，而锅炉在温度变化时发生膨胀和收缩，所以指针和刻度板之间发生相对位移的量，就是锅炉的膨胀量。

在锅炉启动、停止和大负荷变动运行时，需要巡检人员到锅炉的每一个监测处就地查看机械式锅炉膨胀指示器的指针所指的刻度值。

随着锅炉体量的增大，膨胀测点也越来越多，各点位的距离较远，人工巡视和记录准确性和时效性差，不利于正确分析锅炉膨胀数据和发现膨胀隐患，无法实时监控并记录锅炉的动态膨胀情况；而且同一次检查的数据并不是同一时刻的数据，这给隐患分析带来难度和增大了分析误差。

由于工业设备的膨胀往往存在三个膨胀方向，以工业锅炉为例，锅炉在机械式膨胀指示器的指针轴向移动，为了避免指针和刻度板接触，需要把指针和刻度板之间保持一定的安全距离，这个距离取决于锅炉在指针轴向的最大膨胀量。这个安全距离降低了指示器的读数准确性和精度。为了提高精度，减小安全距离，把刻度板水平放置，指针改成垂直可伸缩的。但是由于刻度板的刻度为毫米级而指针的顶端面积大于1毫米，且指针的伸缩设计使得指针伸缩后更难以保证1毫米的精度要求。因此机械结构的锅炉三向膨胀指示器的误差是很大的。

由于所有数据记录在纸质版记录本上，统计分析比较困难。需要计算机辅助分析时，往往需要把锅炉的膨胀值手动输入到计算机里，而数据量越大，数据录入工作往往是延迟的，数据一旦延迟，参考价值也会明显降低。

基于上述问题，提出了基于微位移定位技术的锅炉膨胀检测仪。该检测仪使用绝对编码器测量锅炉膨胀情况，将实时膨胀数据通过液晶屏显示并写入存储卡，同时通过总线接口将数据发送到控制室，可为电站运营人员提供准确地、实时地锅炉膨胀信息。但是基于微位移定位技术的锅炉膨胀检测仪所配置的编码器是一种接触式传感器，必须与监测部件接触测量，结构复杂，成本较高；且这种膨胀监测仪器的数据采集到后，仍然需要人工分析，分析的结果往往和个人经验有关，客观性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种工业设备三维度膨胀测量装置，通过周期性的向外发出近红外光调制波，调制波遇物体后反射，产品通过测量调制波往返相位差，得到飞行时间，再计算出产品与被测目标之间的相对距离。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种工业设备三维度膨胀测量装置，包括：远程终端和若干个测距模块；