锅炉大板梁挠度测试装置及其测试方法

专利名称：锅炉大板梁挠度测试装置及其测试方法
技术领域：
本发明涉及一种锅炉大板梁挠度测试装置及其测试方法，达到了方便快速的对已安装好的锅炉大板梁的挠度进行测试。
背景技术：
大板梁是锅炉最主要的承重部件，承担着锅炉绝大部分部件的重量，对大板梁的挠度进行检测是保证锅炉安全运行的有效手段。但是随着锅炉容量的不断增加，大板梁也越来越长，同时炉顶吊杆很多，还布置着主汽和再热热段管道，使测量工作遇到困难。目前，常采用的测试方法有拉水平线法，或用全站仪等手段，但均存在误差较大和实施复杂的缺点。

发明内容
本发明提供了一种锅炉大板梁挠度测试装置及其测试方法，解决了现有技术存在的测量误差大和实施复杂的问题。一种锅炉大板梁挠度测试装置，包括大板梁、中央处理器、步进电机、激光测距传感器和倾角传感器，步进电机设置在大板梁的中央正下方的水平面上，在步进电机的输出轴上设置有倾角传感器，在倾角 传感器上设置有激光测距传感器，步进电机、倾角传感器和激光测距传感器均分别与中央处理器电连接，在中央处理器上连接有带键盘的显示器。步进电机是设置在大板梁的下翼板中央正下方的水平面上的。一种锅炉大板梁挠度测试方法，包括以下步骤:
第一步、在大板梁的下翼板中央正下方的水平面上设置步进电机，在步进电机的输出轴上安装倾角传感器，在倾角传感器上固定安装好激光测距传感器，将步进电机、倾角传感器、激光测距传感器和带键盘的显示器分别与中央处理器电连接起来；
第二步、在大板梁的下翼板的左端A点做标记，在大板梁的下翼板的右端B点做标记，手动旋转激光测距传感器使其激光光斑分别指向大板梁两侧的A点和B点，将A点和B点的倾角值设为步进电机的旋转角度范围，并通过键盘输入到中央处理器中；
第三步、中央处理器控制步进电机在第二步设置好的角度范围内匀速旋转，使激光光斑由大板梁的下翼板的左端A点连续移动到大板梁的下翼板的右端B点，同时中央处理器以一定的采样率采集激光测距传感器的测距L的数据和倾角传感器的倾角α的数据；第四步、中央处理器进行数据处理后，在显示屏上显示大板梁的挠曲线，并指示出大板梁的挠度最大值所在位置。本发明的步进电机可以将电脉冲信号转变为角位移，它的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。工作时由其带动传感器旋转，保证激光光斑可以由大板梁一侧支点匀速移动到另一侧支点。同时以一定的采样率采集距离和倾角数据，中央处理器收集到距离和倾角数据，通过简单的三角函数即可算出大板梁两支点间每一点与测试仪的高差与水平距离，经过处理即可显示出大板梁的挠曲线，挠度最大值及所在位置。具体计算过程如下:设A、B为两侧支点，C为中间某一点，La、Lb、Lc分别为测距传感器测得的测试仪到该点的距离，αΑ、αΒ、α。分别为倾角传感器在激光指向该点时的测得的倾角。则Α、Β两支点之间的水平距离即为LaXcos a A + LbXcos α Β, Α、Β两支点与测试仪的垂直距离为1^父8；[11€^和LbX sin aB。C点到测试仪的水平距离为LeX cos α。，垂直距离为I^Xsina。。C点处的挠度值即为C点与两支点Α、B所测垂直距离的差值。每一个点的测试值都是一个极坐标(L，α )，将所有测点的坐标点连接起来就得到了该大板梁的挠曲线。本发明的有益效果是，可以快捷准确的测量锅炉大板梁的挠度，并可绘制大板梁的挠曲线。


图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式一种锅炉大板梁挠度测试装置，包括大板梁7、中央处理器1、步进电机2、激光测距传感器3和倾角传感器4，步进电机2设置在大板梁7的中央正下方的水平面上，在步进电机2的输出轴上设置有倾角传感器4，在倾角传感器4上设置有激光测距传感器3，步进电机2、倾角传感器4和激光测距传感器3均分别与中央处理器I电连接，在中央处理器I上连接有带键盘5的显示器6。步进电机2是设置在大板梁7的下翼板中央正下方的水平面上的。一种锅炉大板梁挠度测试方法，包括以下步骤: 第一步、在大板梁7的下翼板中央正下方的水平面上设置步进电机2，在步进电机2的输出轴上安装倾角传感器4，在倾角传感器4上固定安装好激光测距传感器3，将步进电机
2、倾角传感器4、激光测距传感器3和带键盘5的显示器6分别与中央处理器I电连接起来；
第二步、在大板梁7的下翼板的左端A点做标记，在大板梁7的下翼板的右端B点做标记，手动旋转激光测距传感器3使其激光光斑分别指向大板梁两侧的A点和B点，将A点和B点的倾角值设为步进电机2的旋转角度范围，并通过键盘5输入到中央处理器I中；第三步、中央处理器I控制步进电机2在第二步设置好的角度范围内匀速旋转，使激光光斑由大板梁的下翼板的左端A点连续移动到大板梁的下翼板的右端B点，同时中央处理器I以一定的采样率采集激光测距传感器3的测距L的数据和倾角传感器4的倾角α的数据；
第四步、中央处理器I进行数据处理后，在显示屏6上显示大板梁的挠曲线，并指示出大板梁的挠度最大值所在位置。
权利要求
1.一种锅炉大板梁挠度测试装置，包括大板梁(7)、中央处理器(I)、步进电机(2)、激光测距传感器(3)和倾角传感器(4)，其特征在于，步进电机(2)设置在大板梁(7)的中央正下方的水平面上，在步进电机(2)的输出轴上设置有倾角传感器(4)，在倾角传感器(4)上设置有激光测距传感器(3)，步进电机(2)、倾角传感器(4)和激光测距传感器(3)均分别与中央处理器(1)电连接，在中央处理器(I)上连接有带键盘(5 )的显示器(6 )。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉大板梁挠度测试装置，其特征在于，步进电机(2)是设置在大板梁(7)的下翼板中央正下方的水平面上的。
3.—种如权利要求1所述的锅炉大板梁挠度测试方法，包括以下步骤: 第一步、在大板梁(7)的下翼板中央正下方的水平面上设置步进电机(2)，在步进电机(2)的输出轴上安装倾角传感器(4)，在倾角传感器(4)上固定安装好激光测距传感器(3)，将步进电机(2)、倾角传感器(4)、激光测距传感器(3)和带键盘(5)的显示器(6)分别与中央处理器(I)电连接起来； 第二步、在大板梁(7)的下翼板的左端A点做标记，在大板梁(7)的下翼板的右端B点做标记，手动旋转激光测距传感器(3)使其激光光斑分别指向大板梁两侧的A点和B点，将A点和B点的倾角值设为步进电机(2)的旋转角度范围，并通过键盘(5)输入到中央处理器(O中； 第三步、中央处理器(1)控制步进电机(2)在第二步设置好的角度范围内匀速旋转，使激光光斑由大板梁的下翼板的左端A点连续移动到大板梁的下翼板的右端B点，同时中央处理器(1)以一定的采样率采集激光测距传感器(3)的测距L的数据和倾角传感器(4)的倾角α的数据； 第四步、中央处理器(1)进行数据处理后，在显示屏(6)上显示大板梁的挠曲线，并指示出大板梁的挠度最大值所在位置。
全文摘要
本发明公开了一种锅炉大板梁挠度测试装置及其测试方法，解决了现有技术存在的测量误差大和实施复杂的问题。包括大板梁(7)、中央处理器(1)、步进电机(2)、激光测距传感器(3)和倾角传感器(4)，步进电机(2)设置在大板梁(7)的中央正下方的水平面上，在步进电机(2)的输出轴上设置有倾角传感器(4)，在倾角传感器(4)上设置有激光测距传感器(3)，步进电机(2)、倾角传感器(4)和激光测距传感器(3)均分别与中央处理器(1)电连接，在中央处理器(1)上连接有带键盘(5)的显示器(6)。本发明的有益效果是，可以快捷准确的测量锅炉大板梁的挠度，并可绘制大板梁的挠曲线。
文档编号G01M5/00GK103217262SQ20131010794
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者赵建忠, 陈宝骏, 李文亮, 王皓宇 申请人:国家电网公司, 山西省电力公司电力科学研究院