一种金属件热膨胀的位移量的测量装置及测量方法与流程

本发明涉及热膨胀的位移量测量，具体涉及一种金属件热膨胀的位移量的测量装置及测量方法。

背景技术：

1、电厂的容器或者管道在冷态和正常热态运行时，温度差异在几百摄氏度不等，特别是大型的容器和管道，在工作状态，不仅会因为温度的上升而产生形变和位移，还会因为内部介质的压力作用，进一步产生形变和位移。

2、为了确保电厂的容器或管道的可靠性，需要判断其热膨胀的方向和大小是否在设计参数之内，以便对设备的安全状态进行完整的评估。相应地，热膨胀测量的准确与否就会对设备的安全运行有着极大的影响。

3、申请号为cn202310205501.2和cn202310205498.4的两篇中国专利文献，分别公开了一种利用位移传感器对设备的位移量进行测量的装置。但是，对于正常热态运行的电厂的容器或管道而言，由于位移传感器所处的温度较高，位移传感器本身会发生较大热变形，通过发生较大热变形后的位移传感器来测量电厂的容器或管道的热膨胀的位移量，测得的结果将是位移传感器自身的热变形和被测对象的热膨胀的叠加结果，因此，会降低测量结果的准确性。

4、鉴于上述不足，有必要设计一种金属件热膨胀的位移量的测量装置及测量方法。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于通过发生较大热变形后的位移传感器来测量电厂的容器或管道的热膨胀的位移量，会降低测量结果的准确性，从而提供一种金属件热膨胀的位移量的测量装置及测量方法。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种金属件热膨胀的位移量的测量装置，所述测量装置包括：

4、位移计算模块；

5、第一位移传感器，包括第一铁芯以及套设在所述第一铁芯外的第一线圈，所述第一铁芯适于与待测对象相接；

6、第一信号处理器，一端与所述第一线圈电性连接，另一端与位移计算模块电性连接；

7、第二位移传感器，与所述第一位移传感器型号规格相同，第二位移传感器包括第二铁芯以及套设在所述第二铁芯外的第二线圈，所述第二位移传感器适于与所述待测对象间距设置；

8、第二信号处理器，一端与所述第二线圈电性连接，另一端与所述位移计算模块电性连接；其中，

9、所述位移计算模块接收所述第一信号处理器测得的第一位移量和所述第二信号处理器测得的第二位移量，并计算所述第一位移量和所述第二位移量的差值，所述差值为所述待测对象的热膨胀的位移量。

10、进一步地，所述第一铁芯相对所述第一线圈的移动方向适于平行于所述待测对象上与所述第一铁芯相接点的膨胀方向。

11、进一步地，所述第二位移传感器和所述第一位移传感器相互平行设置或相互垂直布置。

12、进一步地，所述第二铁芯上露出所述第二线圈的一端与所述待测对象之间的间距不超过所述测量装置的最大量程。

13、进一步地，所述测量装置包括测量状态，在所述测量状态，所述第一线圈、所述第二铁芯和所述第二线圈的位置保持不变。

14、本发明技术方案，具有如下优点：

15、1.本发明提供的金属件热膨胀的位移量的测量装置，包括：位移计算模块；第一位移传感器，包括第一铁芯以及套设在第一铁芯外的第一线圈，第一铁芯适于与待测对象相接；第一信号处理器，一端与第一线圈电性连接，另一端与位移计算模块电性连接；第二位移传感器，与第一位移传感器型号规格相同，第二位移传感器包括第二铁芯以及套设在第二铁芯外的第二线圈，第二位移传感器适于与待测对象间距设置；第二信号处理器，一端与第二线圈电性连接，另一端与位移计算模块电性连接；其中，位移计算模块接收第一信号处理器测得的第一位移量和第二信号处理器测得的第二位移量，并计算第一位移量和第二位移量的差值，差值为待测对象的热膨胀的位移量，由于第一位移传感器和第二位移传感器的型号规格相同，且第二位移传感器适于与待测对象间距设置，因此，将第一位移传感器和第二位移传感器置于同一环境下，借助未与待测对象相接的第二位移传感器，可间接测得第一位移传感器自身因为待测对象温度引起的热膨胀的位移量，通过位移计算模块比较第一位移量和第二位位移量的差值的形式，可形成对第一位移传感器测得的待测对象的热膨胀的位移量的矫正，进而可提高最终得到的待测对象的热膨胀的位移量的测量准确性。

16、2.本发明提供的金属件热膨胀的位移量的测量装置，第一位移传感器和第二位移传感器相互平行，这样一来，第二铁芯相对第二线圈的移动方向也将平行于待测对象的膨胀方向，进而能更好地反应出第一位移传感器受待测对象温度影响而产生的热膨胀的位移量，这样矫正后的测量结果更加准确。

17、3.本发明提供的金属件热膨胀的位移量的测量装置，第二铁芯上露出第二线圈的一端与待测对象之间的间距不超过测量装置的最大量程，这样一来，可以使第二铁芯尽量地靠近待测对象，进而使第二位移传感器可以更好地反映出第一位移传感器受待测对象温度影响而导致的热膨胀的位移量，进一步提高测量结果的准确性。

18、一种金属件热膨胀的位移量的测量方法，包括如下步骤：

19、安装测量装置：使第一铁芯与待测对象相接，使第一信号处理器的一端与位移计算模块电性连接，另一端与第一线圈电性连接，以及固定第一线圈；将第二位移传感器与所述第一位移传感器置于同一环境下，使所述第二位移传感器与所述待测对象间距设置，所述第二位移传感器与所述第一位移传感器的型号规格相同，使第二信号处理器的一端与所述位移计算模块电性连接，另一端与第二线圈电性连接，以及固定第二铁芯和所述第二线圈；

20、测量热膨胀的位移量：所述待测对象受热膨胀，由所述第一信号处理器根据所述第一铁芯相对所述第一线圈的运动情况测得第一位移量，由所述第二信号处理器根据所述第二铁芯相对所述第二线圈的运动情况测得第二位移量，由所述位移计算模块比较第一位移量和第二位移量的差值，所述差值为所述待测对象的热膨胀的位移量。

21、进一步地，在测量热膨胀的位移量前还包括传感器调零步骤：在常温条件下，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器需静置不少于0.4小时后，再对所述第一位移传感器和所述第二位移传感器进行调零。

22、进一步地，在传感器调零后、测量热膨胀的位移量前，还包括升温升压步骤：使所述待测对象具有目标温度和承受目标压力。

23、进一步地，到达所述目标温度和所述目标压力后需等待不少于0.4小时再进行测量。

24、进一步地，用于针对电厂的容器或管道的热膨胀的位移量的测量。

25、1.本发明提供的金属件热膨胀的位移量的测量方法，包括如下步骤：安装测量装置：使第一铁芯与待测对象相接，使第一信号处理器的一端与位移计算模块电性连接，另一端与第一线圈电性连接，以及固定第一线圈；将第二位移传感器与第一位移传感器置于同一环境下，使第二位移传感器与待测对象间距设置，第二位移传感器与第一位移传感器的型号规格相同，使第二信号处理器的一端与位移计算模块电性连接，另一端与第二线圈电性连接，以及固定第二铁芯和第二线圈；测量热膨胀的位移量：待测对象受热膨胀，由第一信号处理器根据第一铁芯相对第一线圈的运动情况测得第一位移量，由第二信号处理器根据第二铁芯相对第二线圈的运动情况测得第二位移量，由位移计算模块比较第一位移量和第二位移量的差值，差值为待测对象的热膨胀的位移量，这样一来，可借助未与待测对象相接的第二位移传感器，间接测得第一位移传感器自身因为待测对象温度引起的位移量，通过位移计算模块比较第一位移量和第二位移量的差值的形式，可形成对第一位移传感器测得的待测对象的热膨胀的位移量的矫正，进而可提高最终得到的待测对象的热膨胀的位移量的测量准确性。

26、2.本发明提供的金属件热膨胀的位移量的测量方法，在测量热膨胀的位移量前还包括传感器调零步骤：在常温条件下，第一位移传感器和第二位置传感器需静置不少于0.4小时后，再对第一位移传感器、第二位移传感器进行调零，这样一来，可使第一位移传感器和第二位移传感器在调零时与待测对象所受到的环境影响相同，进一步提高测量结果的准确性。

27、3.本发明提供的金属件热膨胀的位移量的测量方法，到达目标温度和目标压力后需等待不少于0.4小时再进行测量，这样一来，一方面可使待测对象发生充分的热膨胀，另一方面可使待测对象对外的热辐射进行的更充分一些，使第二位移传感器所处环境的温度近乎为待测对象的温度，进而使第二位移传感器能更好地反应第一位移传感器受待测对象温度影响而产生的热膨胀的位移量，进一步提高测量结果的准确性。