15的测量不受高温的影响；上、下测 量板11、15选用重量轻而坚硬的薄板，避免因重力影响而产生初始变形，保证结果测量准 确。
[0029] 所述上测量板11、下测量板15及上测量板11上的光学传感器9统一采用封装外 壳16封装起来。避免受到灰尘、雨等因素的干扰，保证测量的准确性。
[0030] 所述封装外壳16用一支撑杆24支撑，该支撑杆24为升降杆，可W在一定范围内 进行升降（W调节到合理的高度）。
[0031] 所述加压装置4为水粟或空气压缩机，分别用于提供液体或气体两种介质。
[0032] 所述电加热装置8的电热丝绕高温法兰的内壁均匀分布。可使介质和高温法兰内 壁均匀受热，在此基础上，更能清楚的评估出法兰连接系统中的温度梯度，可W更深层次的 探测出不同温度、不同温度梯度下法兰偏转角与温度的关系。
[0033] 一种高温法兰偏转角测试系统，它还包括有红外线测温仪25,该红外线测温仪25 用于测试时测量上法兰3和下法兰18各个部位的温度（即法兰盘、锥颈和承接口部分的温 度，可实时得到其外部温度边界条件）。W确定法兰内外的温度梯度。
[0034] 本发明中模拟高温环境的相关原理：所述电加热装置8可用于对介质进行加热， 提供高温环境，同时由温度传感器21来测量介质的温度，由集成电柜19来显示介质温度值 并合理的控制测试温度。
[00巧]本发明中模拟高压环境的相关原理；所述加压装置4可向高温法兰的内部密封空 间内充入足量的介质，提供高压环境，并由压力传感器22的示数来控制压力的具体数值； 设置排气阀6方便在充入液体介质的时候用于排气，设置底流口阀口 23,方便测试结束后 将法兰连接中的介质排出，排气阀6与底流口 23共同作用可用排水法来测量法兰连接系统 的腔内体积。
[0036] 本发明的测试过程：
[0037] (1)工作前，激光测距仪14、集成电柜19开机预热，检查阀口 5、排气阀6、底流口 阀口 23开关状态；
[0038] (2)工作时，加压装置4将介质充入高温法兰的内部密封空间内，通过压力传感器 22显示压力，将压力调节到待测压力；开启电加热装置8,凭借温度传感器21在集成电柜 19上显示介质温度，将介质温度调节到待测温度，在此高温高压工况下，保压足够长的时 间；通过激光测距仪14对上测量板11与下测量板15周边两板间距进行测量记录，对该记 录的数据进行计算得出法兰盘的偏转角；
[0039] (3)法兰盘偏转角的计算公式为：
[0040] 所述上测量板6为正方形，在其四个角处W及四边中点处均设置有激光测距仪的 激光测距传感器，用于测量与下测量板之间的距离。现将上测量板上的8个测量点进行编 号，依次编号为；61、62、63、64、65、66、67、68 (如图3所示）。利用8个测量点测量得到的距 离进行几何分析计算得到各个偏转角：
[00川偏转角1 (日64-65):
[0042] 设正方形的边长为1，则上测量板的对角线长度为，1：测量板测量点65处测 得的垂直于上测量板的的距离为cU，上测量板测量点64处测得的垂直于上测量板的的距 贸为de4
[0043]
【主权项】
1. 一种高温法兰偏转角测试系统，它主要包括为测量、监测对象的高温法兰，所述高 温法兰主要由上法兰（3)和下法兰（18)采用螺栓（1)连接而成，上法兰（3)和下法兰（18) 之间采用垫片（2)进行密封；其特征在于：它还包括高温高压模拟机构和法兰偏转角测试 机构； 所述高温高压模拟机构包括分别焊接在上法兰（3 )和下法兰（18 )端部的上盲板（7 )和 下盲板（20)，并且共同组成高温法兰的内部密封空间；所述上盲板（7)通过管道连接有一 个加压装置（4)，该加压装置（4)用于向密封空间内充入介质加压，并且在该管道上设置有 一个阀门（5 )，所述上盲板（7 )上还设置有一个排气阀（6 );所述下盲板（20 )上设置有一个 底流口阀门（23);所述高温高压模拟机构中还包括温度传感器（21)、压力传感器（22)和电 加热装置（8)，并且都由一个集成电柜（19)来控制和显示；所述电加热装置（8)位于上述密 封空间内，用于给密封空间内的介质加热，并且电加热装置（8)的开关及加热力度均由集成 电柜（19)控制；所述温度传感器（21)和压力传感器（22)安装在下盲板（20)上，分别用于 监控上述密封空间的温度和压力，并且温度传感器（21)和压力传感器（22)监控来的数据 通过集成电柜（19)内的单片机反馈出来； 所述法兰偏转角测试机构包括上延伸圆棒（10)和下延伸圆棒（17)，分别一上一下正 对布置在上、下法兰（3、18)的法兰盘上，所述上、下延伸圆棒（10、17)的一端与法兰盘外沿 焊接连接，并且与法兰盘的直径共线；所述上、下延伸圆棒（1〇、17)的另一端分别焊接有上 测量板（11)和下测量板（15)，上、下测量板（11、15)上下平行对称布置，并且与法兰盘平 行；所述上测量板（11)为正方形，在其四个角处以及四边中点处均设置有激光测距仪（14) 的光学传感器（9)，用于测量与下测量板（15)之间的距离。
2. 根据权利要求1所述的一种高温法兰偏转角测试系统，其特征在于：所述上测量板 (11)、下测量板（15)及上测量板（11)上的光学传感器（9)统一采用封装外壳（16)封装起 来。
3. 根据权利要求2所述的一种高温法兰偏转角测试系统，其特征在于：所述封装外壳 (16)用一支撑杆（24)支撑，该支撑杆（24)为升降杆，可以在一定范围内进行升降。
4. 根据权利要求1、2或3所述的一种高温法兰偏转角测试系统，其特征在于：所述加 压装置（4)为水泵或空气压缩机，分别用于提供液体或气体两种介质。
5. 根据权利要求1、2或3所述的一种高温法兰偏转角测试系统，其特征在于：所述电 加热装置（8 )的电热丝绕高温法兰的内壁均匀分布。
6. 根据权利要求4所述的一种高温法兰偏转角测试系统，其特征在于：所述电加热装 置（8)的电热丝绕高温法兰的内壁均匀分布。
7. 根据权利要求1、2或3所述的一种高温法兰偏转角测试系统，其特征在于：它还包 括有红外线测温仪（25)，该红外线测温仪（25)用于测试时测量上法兰（3)和下法兰（18)各 个部位的温度。
8. 根据权利要求4所述的一种高温法兰偏转角测试系统，其特征在于：它还包括有红 外线测温仪（25)，该红外线测温仪（25)用于测试时测量上法兰（3)和下法兰（18)各个部位 的温度。
9. 根据权利要求5所述的一种高温法兰偏转角测试系统，其特征在于：它还包括有红 外线测温仪（25)，该红外线测温仪（25)用于测试时测量上法兰（3)和下法兰（18)各个部位 的温度。
10.根据权利要求6所述的一种高温法兰偏转角测试系统，其特征在于：它还包括有红 外线测温仪（25)，该红外线测温仪（25)用于测试时测量上法兰（3)和下法兰（18)各个部位 的温度。
【专利摘要】本发明涉及高温法兰偏转角测试领域，具体涉及一种高温法兰偏转角测试系统。一种高温法兰偏转角测试系统，它主要包括为测量、监测对象的高温法兰，所述高温法兰主要由上法兰和下法兰采用螺栓连接而成，上法兰和下法兰之间采用垫片进行密封；其特征在于：它还包括高温高压模拟机构和法兰偏转角测试机构。该测试系统应用于各种工况下的高温法兰，能准确测试法兰盘的偏转角，给出刚度评价，保证生产、施工的顺利进行。
【IPC分类】G01B11-26
【公开号】CN104567746
【申请号】CN201510027420
【发明人】郑小涛, 王明伍, 喻九阳, 林纬, 徐建民, 王成刚
【申请人】武汉工程大学, 武汉金惠科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月20日