空气预热器转子变形量的激光图像检测装置及其检测方法_2

文档序号:8337396阅读:来源:国知局
于不同位置时的光斑图 像,根据所述光斑图像获取空气预热器转子的绝对变化量。
[0028] 上述方案中,该方法为:所述激光发射器发射的一字线激光束经第一L型通道内 拐角处的镜面以及所述第一L型通道垂直部分的内壁相对设置的镜面反射,使一字线激光 束成角度的投射到空气预热器转子的测量基准面上呈现一排光斑图像,图像采集器通过第 二L型通道内拐角处的镜面反射采集到空气预热器转子的测量基准面的处于不同位置时 的一排光斑图像,根据所述一排光斑图像获取空气预热器转子的绝对变化量。
[0029] 上述方案中,该方法为:所述激光发射器发射的一字线激光束经第一L型通道内 拐角处的镜面以及所述第一L型通道垂直部分的内壁相对设置的镜面反射,使一字线激光 束成角度的投射到空气预热器转子的测量基准面和扇形板突出的突出标记物上呈现两排 位置不同的线状光斑图像,图像采集器通过第二L型通道内拐角处的镜面反射采集所述两 排位置不同的线状光斑图像,根据所述两排线状光斑图像的绝对位置、以及两者之间的位 置差,获取扇形板与空气预热器转子相对的密封间隙。
[0030] 上述方案中,所述激光发射器为一字线激光器,所述图像传感器采用面阵图像传 感器。
[0031] 上述方案中,将测量结果传输给控制计算机,通过控制计算机经分析处理后控制 执行机构上的电机动作调节扇形板的高度,使所述扇形板跟踪空气预热器转子的变形量, 控制密封间隙始终维持在设定值附近的容许误差范围内。
[0032] 与现有技术相比,本发明的有益效果:
[0033] 1)本发明的技术方案与探杆式技术相比为非接触式测量,使用过程中没有机械磨 损问题,测量效果可以长期保持稳定。
[0034] 2)本发明的技术方案与电涡流技术相比测量范围大线性度好,测量装置无需随扇 形板移动即可实现空预器转子变形量的全量程检测,因此设备的安装维护更加简便;
[0035] 3)本发明的技术方案可以同时测量转子变形量和密封间隙两个参数,可以为密封 间隙控制系统的控制量计算提供更全面的预热器工作状态信息。
[0036] 4)本发明的激光发射器、图像采集器均安装在空气预热器外部,因此电子设备不 与高温腐蚀性环境直接接触,不存在长期运行中因部件腐蚀引起的参数漂移问题。
[0037] 5)本发明设置在预热器外部的激光器和图像采集器等电子部件发生故障后,无需 等到锅炉停运检修就可以对故障部件进行在线的维修和更换,因此可以提高设备的有效运 行时间和可靠性。
[0038] 6)本发明设置在在空预器内部的部件只是由壳体、密封玻璃以及耐高温反射镜组 成的封闭光路,避免了空预器内部水冲洗和高压蒸汽吹灰对变形量测量装置的影响,设备 的使用寿命更长稳定性更好。
【附图说明】
[0039] 图1为本发明实施例提供的一种检测空预器转子变形量的检测装置结构示意图; [0040] 图2为本发明的测量装置在预热器上安装使用位置的示意图。
[0041] 图3为本发明实现预热器转子变形量的基本原理与光路结构;
[0042] 图4为本发明的激光光斑在图像测量装置视野中的示意图;
[0043] 图5为本发明提供的一种采用一字线激光器同时测量两个参数的原理图;
[0044] 图6为本发明两参数测量的激光光斑在图像测量装置视野中的示意图。
【具体实施方式】
[0045] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0046] 本发明实施例提供一种空气预热器转子变形量的激光图像检测装置,该检测装置 包括激光发射器3、图像采集器4、两路光路通道;
[0047] 所述激光发射器3,用于发射激光束;
[0048] 其中一路光路通道,用于将激光发射器3发射的激光束投射到空气预热器转子的 测量基准面11上,并且呈现光斑位置;
[0049] 另一路光路通道,用于将激光束在空气预热器转子的测量基准面11上呈现的光 斑位置传输到图像采集器4;
[0050] 所述图像采集器4,用于采集测量基准面11上的光斑位置,并且根据不同的光斑 位置获取光斑位置的变化量,将光斑位置的变化量经过数学变换后输出转子变形量信息。
[0051] 实施例I:
[0052] 本发明实施例提供一种空气预热器转子变形量的激光图像检测装置,如图1所 示,该装置包括:第一L型通道1、第二L型通道2、激光发射器3、图像采集器4,所述第一L 型通道1叠加设置在第二L型通道2上方,并且两者水平设置,所述第一L型通道1垂直部 分的内壁相对设置有镜面9,所述第一L型通道1和第二L型通道2的拐角处均设置有玻璃 反射镜10,所述第一L型通道1的出口处设置有与水平方向成角度的第一内密封玻璃12, 所述第二L型通道2的入口处水平设置有第二内密封玻璃13 ;所述第一L型通道1和第二 L型通道2设置在空气预热器转子上方。
[0053] 所述第一L型通道1、第二L型通道2靠近激光发射器3、图像采集器4的一端分 别设置有炉外密封玻璃7,所述激光发射器3、图像采集器4设置在空气预热器炉壁8的外 部。
[0054] 实施例2 :
[0055] 本发明实施例提供一种空气预热器转子变形量的激光图像检测装置,如图1、2所 示,该装置包括:第一L型通道1、第二L型通道2、激光发射器3、图像采集器4,所述第一L 型通道1叠加设置在第二L型通道2上方,并且两者水平设置,所述第一L型通道1垂直部 分的内壁相对设置有镜面9,所述第一L型通道1和第二L型通道2的拐角处均设置有玻璃 反射镜10,所述第一L型通道1的出口处设置有与水平方向成角度的第一内密封玻璃12, 所述第二L型通道2的入口处水平设置有第二内密封玻璃13 ;空气预热器转子测量基准面 11上方的扇形板5上设置有随扇形板5动作的突出标记物6 ;所述第一L型通道1和第二 L型通道2设置在空气预热器顶部的扇形板5 -侧突出的突出标记物6上方。
[0056] 所述第一L型通道1、第二L型通道2靠近激光发射器3、图像采集器4的一端分 别设置有炉外密封玻璃7,所述激光发射器3、图像采集器4设置在空气预热器炉壁8的外 部。
[0057] 为解决激光发射器和图像测量设备的安装环境问题,如图3所示,本发明在一个 封闭的L型光路中,采用玻璃反射镜1将在低温环境中经过炉外密封玻璃水平进入的激光 束向斜下方反射,使其进入L型光路的垂直腔体部分。在垂直腔体两侧装有可适应高温环 境的玻璃反射镜,激光束在玻璃反射镜3和玻璃反射镜4之间经过数次反射,再以一定角度 透过炉内密封玻璃1进入预热器内高温测量环境,并以一定角度投射到空预器转子的待测 量基准面上。激光光斑投射在转子测量基准面上形成的图像透过炉内密封玻璃13,经耐高 温玻璃反射镜10反射,再透过炉外密封玻璃,在炉外的智能摄像机上成像,按照发明点1所 述的原理,实现转子变形量的测量。
[0058] 本发明实施例提供一种用于检测容克式空预器转子变形量与密封间隙的检测装 置,如图1所示,该装置包括:第一L型通道1、第二L型通道2、激光发射器3、图像采集器 4,所述第一L型通道1叠加设置在第二L型通道2上方,并且两者水平设置,所述第一L型 通道竖直部分的两个相对内壁上安装反射镜面,所述第一L型通道1和第二L型通道2的拐 角处均呈角度设置有镜面,所述第一L型通道1的出口处设置有与激光束垂直的密封玻璃, 以上光路用于引导激光束到空预器内部,并以入射角45°投射在空预器转子测量基准面与 扇形板5的凸出标记物上;测量基准面11和突出标记物6的宽度均大于80mm,在45°入射 角条件下,测量装置的极限量程为80mm。本实施实例设定的仪表测量范围为-60~10mm, 量程70mm留有IOmm余量,设定正向测量范围的目的是为实现预热器停机过程中转子反变 形的测量,所述第一L型通道1和第二L型通道2设置在空预器顶部扇形板5 -侧凸出的 标记物6上方,因为扇形板5上突出标记物6与转子的高度不同,所以激光打在转子和标记 物6表面后成像的位置不同。
[0059] 所述图像传感器4通过第二L型通道2内拐角处的镜面采集激光光斑在两个平面 上的图像。由于本实例等效于垂直向下观测,所以等效观测角e=〇°。所述图像传感器4 为一智能相机、智能摄像机是能够采集图像并进行处理的计算机装置。本实施实例中70mm 量程在摄像机上的对应像素范围为1400pix(像素),测量的像素分辨率约为0. 05mm/pix。
[0060] 所述第一L型通道1和第二L型通道
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