煤气柜柜形检测装置及方法与流程

本发明属于冶金检测技术领域，具体涉及冶金煤气柜柜形检测方法和装置。

背景技术：

在冶金行业中，煤气柜随着使用的时间加长，其柜体容易产生变形。一旦柜体发生变形，煤气就有泄露的危险，更有甚者发生煤气柜柜体垮塌。煤气的泄露或者煤气柜柜体的垮塌都会给生产与生活带来巨大的安全威胁。为了防范于未然，监视系统需要实时监控煤气柜柜体的柜形，如果发现柜体发生变形并且超过安全值，安全员则需要采取必要的安全措施，例如降低柜容等避免危险事故的发生。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题，提供一种煤气柜柜形检测装置及方法，结构简单安装便捷，能够快捷准确的对煤气柜柜形进行检测。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种煤气柜柜形检测装置，其特征在于包括：

安装于煤气柜活塞中心可绕活塞中心线旋转的测距仪，所述测距仪用于测量煤气柜柜体内壁圆周上任意一点到煤气柜活塞中心的水平距离；

设置于煤气柜活塞中心上、用于检测测距仪旋转角度的角度测量装置；

设置于煤气柜柜体控制中心的柜形检测仪控制器，所述煤气柜柜体控制中心设置于煤气柜柜体之外；

在煤气柜上还设置煤气柜活塞高度检测装置，所述煤气柜活塞高度检测装置用于检测活塞的升降移动距离。

进一步地，煤气柜活塞中心上设置一个旋转平台，旋转平台的中心线与煤气柜的中心线及活塞中心重叠；测距仪固定在旋转平台上随旋转平台同步旋转。

进一步地，所述旋转平台由旋转电机驱动，且电机与齿轮传动机构连接，齿轮轴与旋转平台连接，在与旋转平台连接的齿轮轴中心安装所述角度测量装置。

进一步地，所述角度测量装置为编码器，且编码器采集点朝向活塞中心线。

一种采用上述煤气柜柜形检测装置的柜形检测方法，其特征在于包括如下步骤：

测距仪按照设定的速率绕活塞中心线旋转，旋转过程中，活塞所在水平面上煤气柜柜体内壁圆周每一周向测量点距离中心点的距离均被采样并被保存在柜形检测仪控制器中；角度测量装置在此过程中确定各测量点位于煤气柜柜体圆周方向上的方位；

活塞上下移动，在移动过程中，测得活塞移动距离上不同水平面上的煤气柜柜体内壁各周向测量点距离中心点的距离，当煤气柜活塞完成一次从下到上或者从上到下的运动后，煤气柜柜体上所有的纵向的周向测量点完成取样并保存在柜形检测仪控制器中；此过程中煤气柜活塞高度检测装置用于确定水平面的高度位置；

根据活塞上下移动距离上不同水平面上被保存下来的煤气柜柜体内壁圆周距离中心点的距离，绘制出整个煤气柜柜体柜形。

进一步地，活塞上下移动过程中，测距仪、角度测量装置和煤气柜活塞高度检测装置周而复始的检测下去，不停的刷新各个区域煤气柜柜体内壁测量点的数据并将采集数据保存至柜形检测仪控制器中，从而得到最新的煤气柜柜形。

由此，本发明的煤气柜柜形检测装置主要由以下几部分构成：安装于煤气柜活塞中心的测距仪、旋转平台、旋转电机和编码器，安装于控制中心的柜形检测仪控制器。检测仪的柜形检测方法如下：测距仪检测煤气柜外形上一点a到煤气柜活塞中心的水平距离D，通过编码器确定点a在煤气柜外形的水平位置x。煤气柜活塞由于柜内的煤气量的变化不断上下运动，通过煤气柜活塞的高度检测值H可以确定点a在煤气柜外形纵向位置y。煤气柜活塞的高度检测值H可由煤气柜自带的检测设备获得。在控制器中记录下数据（x,y,D）。当检测仪检测装置旋转一周后，煤气柜外形上水平取值点完成采样；当煤气柜活塞完成一次从下到上或者从上到下的运动后，煤气柜外形上所有的纵向的取值点完成取样。由采集的数据组（x,y,D）形成三维的柜形图。

本发明的装置和方法简单，基于煤气柜柜体设计并利用现有煤气柜的检测装置，简单便捷且测量准确。利用活塞自身动作来实现动态实时监控，能够有效保证煤气柜安全。

附图说明

图1为本发明煤气柜柜形检测方法流程图。

图2为本发明的煤气柜柜形检测装置工作原理图。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图1-2对本专利作进一步说明，但不限定本专利。

本发明涉及一种煤气柜柜形检测装置及方法。其主要包含为：在煤气柜的中心点安装一台测距仪，测距仪安装于一个旋转平台上，旋转平台固定于煤气柜活塞的中心。旋转平台按照一定的速率旋转；旋转一周后，沿煤气柜边缘上活塞所在水平面上每一点距离中心点的距离均被保存。活塞的上下运动，可以测得不同水平面上的煤气柜边缘距离中心点的距离。根据保存下来的距离绘制出整个煤气柜的柜形。

测距仪的选择：为了提高煤气柜柜体的分辨率，选用激光测距仪作为此专利中使用的测距仪。激光测距仪其光斑大小可以小到0.5mm，响应时间为1ms，测量精度为1mm(50米以内)。也就是使用激光测距仪可以实现在圆周上1mm的分辨率，在水平方向上也可以实现1mm的分辨率。实际的煤气柜的直径一般都在几十米以上，可以把圆周方向上的分辨率和纵向的分辨率设置为1cm。

旋转装置：选用精度较高的齿轮传动，可以避免设备旋转的时候“打滑”造成的误差，在与旋转平台连接的齿轮轴中心安装编码器。

编码器：选用增量型编码器，接口形式采用DP接口，这样可以减少信号传递过程中由于干扰差生的误测量。用于检测旋转平台旋转过的角度，从而确定测量点位于煤气柜在圆周方向上的方位。

假若煤气柜的半径为25米，则整个煤气柜圆周长为157米，设置圆周方向上的分辨率为1cm，采样时间为10ms。则旋转一周需要采样15700次，把煤气柜在圆周上分成15700个区间；所以旋转一周需要的时间为157s。控制旋转平台按照157s匀速旋转一周。

假若煤气柜柜高为50米，在煤气柜纵向方向上，设置分辨率为1cm，在纵向上把煤气柜分成50000个区间，为此整个煤气柜外形被分成了15700x50000个区域。每次采集煤气柜圆周上坐标时，同时采集煤气柜位的高度，获得传感器在煤气柜纵向上的坐标。

周而复始的进行下去，不停的刷新各个区域的数据，从而得到最新的煤气柜柜形。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本专利的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本专利进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利方案的精神和范围，其均应涵盖在本专利的权利要求范围当中。