专利名称：旋窑管形窑体轴线动态测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及旋窑动态参数测量装置。
氧化铝和水泥生产过程中，旋窑是重要的烧结设备。不论新、旧旋窑经过一段时间运转后，均会出现筒体轴线偏移，旋窑呈弯曲状态，弯曲变形严重时，可造成旋窑支承零件过早磨损或破坏，功率消耗增加，密封装置损坏失效以及窑衬耐火砖脱落、旋窑钢壳被烧红等事故。为了避免上述情况发生，需要经常对旋窑轴线的偏移程度进行测量，以便及时调整。
现有的轴线动态测量装置一般由三只位移传感器、三只变送器、一个位置传感器、两个固定座、标尺、一个水准仪、一个经纬仪、四个垂线标靶、一个测量尺、模数转换器及一台计算机构成，使用这种装置必须沿旋窑水平及垂直方向共建立三条基准面，即窑体的两侧及底部各建一条，操作难度大，同时，需要三套测量器件，故测量装置造价太高。再之，测量过程的不安全因素大，因其需将位移传感器的测量端点分别触在旋窑的水平直径两侧及底部，水平直径两侧距基础高度一般在3米以上，而底部距基础之间仅一米左右，表面温度高达200℃的旋窑在动态运转时，进行这样的测量操作危险性较大。此外，抗干扰能力差，测量过程中，由于基础振动等因素，都会使基准线产生波动，从而形成测量结果的附加误差。还有，在有档轮的一档，无法测量其垂直方向的偏移量，而这一档一般是负荷较大的一档，最需要知道其偏移量，但现在的方法恰恰是无法测得该偏移量。
本实用新型的目的是提供一种旋窑筒体轴线测量装置，该装置可简化测量手续、提高抗干扰能力和测量精度，降低操作的危险因素。
本实用新型的旋窑管形窑体轴线动态测量装置，由测量仪器组合和基准线测量仪器组合构成，所述测量仪器组合包括位移传感器、转换器、零度定位器、带数模转换器的微机和绘图仪，主要的技术特点是所述的基准线测量仪器组合由激光准直仪、水准仪和光束位移校正器构成。
为了便于测试和提高测试精度，位移传感器和光束位移校正器同时安装在一个专门设计的支架上，该支架有一水平横梁，横梁下面置一升降架，可使该横梁上下平移，横梁上设置一位移传感器竖支撑杆和斜支撑杆，这两个杆上分别有两个定位孔，用于确定斜支撑杆和水平横梁间的夹角(40°和50°)，斜支撑杆顶部设一套管，用于安装位移传感器，水平横梁一边上设一水准器，另一侧置一滑轨，安装光束位移校正器，并可使其沿该滑轨平移。
测量电路组合由一只位移传感器及转换器、一只零度定位器、一台带A／D接口板的微机和一台绘图仪组成。其中，位移传感器固定在专用支架的套筒上，其安装位置可随测量对象的不同，在套筒上作伸缩调节，它是一只电感类传感器，其工作温度为－20℃～80℃，测量灵敏度为5微米；量程为±50mm，零度定位器由一只普通接近开关和磁铁组成。微机是一台普通笔记本式微机，绘图仪有八只绘图笔。
测量电路仪器组合的联接方式是，一只位移传感器，通过一根电缆接至位移转换器，位移转换器的输出信号以及光束位移校正器的输出信号共用一根电缆，送至微机的扩展箱；零度定位器也通过导线接至微机，微机的处理结果送至绘图仪绘图。
测量电路仪器组合的工作过程如下当固定在旋窑筒体上的磁铁靠至接近开关时，微机开始采集位移传感器测出的滚圈位移量数据，当转完三圈，磁铁又靠近开关时，测量过程结束。由微机自动计算出不同角度时的三圈平均值，从而又减小了测量误差。
本实用新型的旋窑管形窑体轴线动态测量装置的设备配置和使用方法如下所述，首先在旋窑筒体尾部一侧安放激光准直仪，接通电源，使光束可不受阻挡地射向窑体另一端，用水准仪测量光束沿窑纵向的斜度，调节激光准直仪，使之与被测旋窑设计或安装时的斜度相等，则这条激光束就作为测量过程中的基准线。显然，在整个测量过程中，不能再移动激光准直仪。然后，在旋窑筒体某一处设置一磁铁，接近开关则设在窑基上，使二者的间距满足接近开关的动作要求。把装好位移传感器的专用支架固定在滚圈一侧，使位移传感器触在滚圈上的C′处，即角度为α1处，光束位移校正器放置在支架上，使激光束尽量照在光束位移校正器的中间位置K上；并调整支架为水平状态。支架横梁与套筒的交点为O′。再用直尺量出KO′的长度，套筒长度O′C。连接好电气线路，接通各仪器电源，用微机对该挡滚圈处的状态进行测量采样，即测得CC′的长度，三圈测完后，更换角度，使位移传感器触到滚圈的D′处，即角度为α2处。再进行采样，即测得DD′的长度，采完三圈后，由微机进行数据处理。
计算该段筒体轴心坐标的公式如下若以O′为座标原点，则滚圈C′处的座标值为C′x＝O′C′·COSα1＝(O′C＋CC′)·COSα1C′y＝O′C′·Sinα1＝(O′C＋CC′)·Sinα1滚圈D′处的座标值为D′x＝O′D′·COSα2＝(O′D＋DD′)·COSα2D′y＝O′D′·Sinα2＝(O′D＋DD′)·Sinα2可得到表达滚圈轴心坐标Ox、Oy的一组方程(Ox－C′x)2＋(Oy－C′y)2＝r2(Ox－D′x)2＋(Oy－D′y)2＝r2其中r为滚圈半径(已知值)解这个方程组，即可得到滚圈轴心的坐标值Ox、Oy，由于筒体的横坐标即是滚圈的横坐标，纵坐标则相差1／2γm，γm为滚圈与筒体的平均间隙，也是已知量，故以激光束为基准时，筒体轴心的横坐标即为O1x＝Ox＋KO′；纵坐标为O1y＝Oy－1／2γm。
在该处测量完后，就把电路测量系统和专用支架分别移至另几档处，按上述方法分别测量出各档的Oix和Oiy，根据这些座标参数，由微机运行程序自动计算出筒体实际轴线相对于基准线的横向、纵向偏移量。以便依此为据进行轴线的调整。
在本实用新型中，设计了一个光束位移校正器，它是一排紧密排列的微型光电管和接收电路，这样，当放置激光准直仪的基础振动而造成光束波动时，其波动量相应地由光电管接收；并将其送至微机，由微机自动将其修正。即使KO′的数值为准确值，从而补偿了基准线的波动量，提高了测量精度。由于只采用一只位移传感器和一条基准线，不需要基准面，所以大大简化了操作过程，降低了仪器成本；由于位移传感器触在滚圈铡面的两个任意位置，从而避免了在滚圈水平直径两侧(高达3米以上)和在滚圈底部安置位移传感器的操作过程。这样既减少了操作的危险因素，而且还能测量有挡轮的滚圈的垂直方向位移量。由于采用了完善的微机数据处理，所以能对测量数据按照需要进行绘图、打印、显示，还大大减少了人为因素造成的测量误差和计算误差。
本实用新型的主要优点是配置简单；操作方便；测量迅速；抗干扰能力强；测量精度高；(系统精度为±1.5mm)；成本低；便于推广。
附图为本实用新型的具体实施例，详述如下
图1为本实用新型动态测量装置的配置示意图。
图2为测量电路仪器组合方框图。
图3为位移传感器支架主视图。
图4为位移传感器安装示意图。
图5为测量方法示意图。
图1和图5中，1激光准直仪，2位移传感器，3光束位移校正器，4零度定位器磁铁，5微机，6绘图仪，7位移传感器支架，8零度定位器接近开关，9旋窑滚圈，10旋窑筒体，11托轮，12激光束。
图3和图4中，13传感器支架横梁，14位移传感器竖支撑杆，15位移传感器斜支撑杆，其顶部设一套筒22，用于安装位移传感器，16α1角定位孔，17、18为α2角定位孔，19为支架横梁的升降架，20为水准器，21为滑轨，用于安装光束位移校正器3，并可使其沿该滑轨平移，23为位移传感器固定螺旋。
权利要求1.一种旋窑管形窑体轴线测量装置，由测量仪器组合和基准线测量仪器组合构成，所述测量仪器组合包括位移传感器、转换器、零度定位器、带模数转换的微机和绘图仪，其特征在于所述的基准线测量仪器组合由激光准直仪、水准仪和光束位移校正器构成，所述激光准直仪安装在旋窑筒体尾部的一侧，位移传感器和光束位移校正器同时安装在一个支架上，该支架有一水平横梁，横梁下面置一升降架，横梁上设一位移传感器竖支撑杆和斜支撑杆，这两个杆上分别有两个定位孔，斜支撑杆顶部设一套筒，将位移传感器装在其中，水平横梁一边安装一水准仪，另一边置一导轨，光束位移校正器安装在该导轨上。
专利摘要本实用新型涉及旋窑动态参数测量装置，由测量仪器组合和基准线测量仪器组合构成，测量仪器组合包括位移传感器、转换器、零度定位器、带模数转换器的微机和绘图仪，特点是基准线测量仪组合由激光准直仪，水准仪和光束位移校正器构成。本实用新型配置简单，操作方便、测量迅速、抗干扰能力强、测量精度高。
文档编号G01B21/22GK2209792SQ9424034
公开日1995年10月11日 申请日期1994年5月3日 优先权日1994年5月3日
发明者宋培凯, 王士钊, 王兵, 任海泳 申请人:山东铝业公司