CN104864824A - 板式热交换器板片波形扫描装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板式热交换器板片波形扫描装置，它由测量龙门支架、板片固定机构、滚珠丝杠直线行走机构、二轴伺服同步系统、激光扫描传感器、研华ARK-3440计算机测控系统组成；激光扫描传感器安装在滚珠丝杠直线行走机构的滑块上，这样板片两侧的两只激光扫描传感器由伺服系统控制同步走位，即可测出板片任何位置正、反两个面的波形及板片厚度等参数。使用本发明测试方便快捷，检测工作效率高，测量精度高，提高了质量检测的工作效率，强化了检验手段，特别是对大型板片，效率提高尤为明显；而且解决了以前无法直接测量的减薄量问题。

Description

板式热交换器板片波形扫描装置

技术领域

本发明属于板式热交换器质量检验技术领域，具体是一种板式热交换器板片波形扫描装置。

背景技术

板式热交换器是石油化工等行业的主要设备之一,其生产厂家的质量检验手段相对落后,目前是采用千分表用人工进行测量波纹深度、减薄量是切开板片测量，测量精度相对较低，数据只能人工记录，然后录入到计算机内进行处理、保存，工作效率较低。更无法精确测量换热面积。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效提高检测工作效率及测量精度，且能实现数据自动显示和存储功能的板式热交换器板片波形扫描装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种板式热交换器板片波形扫描装置，包括测控系统及龙门支架，所述龙门支架横梁下方安装水平直线导轨， U形支架倒置安装在水平直线导轨上，第一、第二垂直直线导轨相对安装在U形支架的两侧臂上，而第一、第二激光扫描器安装在第一、第二垂直直线导轨上；所述U形支架的中央设置板片固定框；所述水平直线导轨第一、第二垂直直线导轨分别由安装在其端头的水平伺服电机、第一、第二垂直伺服电机带动行走；所述水平伺服电机、第一、第二垂直伺服电机依次分别和水平伺服电机驱动器、第一、第二垂直伺服电机驱动器及水平伺服电机控制器、第一、第二垂直伺服电机控制器电连接后分别和测控系统电连接；所述第一、第二激光扫描器依次和第一、第二激光扫描器控制器及测控系统电连接。

所述横向直线导轨的有效行程为14000mm，第一、第二纵向直线导轨的同步有效行程为2000mm。

本发明中激光扫描传感器安装在滚珠丝杠直线行走机构的滑块上，这样板片两侧的两只激光扫描传感器由伺服系统控制同步走位，即可测出板片任何位置正、反两个面的波形及板片厚度等参数而精密扫描板片波纹成形轨迹；能精确测定板片波纹深度、成形厚度、而且解决了以前无法直接测量的减薄量问题；能精确测定波纹展开系数；能精确计算板片换热面积，有效测量面积达14000mm*2000mm。使用本发明测试方便快捷，检测工作效率高，测量精度高，提高了质量检测的工作效率，强化了检验手段，特别是对大型板片，效率提高尤为明显。实现了数据自动显示和存储功能，以Excel、Word格式处理、存储数据，并可上传数据到工厂网络系统,为板片的板型设计、制造提供设计依据。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图中：1-被测板片，2-龙门支架，3-水平伺服电机，4-水平直线导轨，5-水平伺服电机驱动器，6-水平伺服电机控制器，7-第一垂直伺服电机，8-第一垂直直线导轨，9-第一垂直伺服电机驱动器，10-第一垂直伺服电机控制器,11-第二垂直伺服电机，12-第二垂直直线导轨，13-第二垂直伺服电机驱动器，14-第二垂直伺服电机控制器,15-第一激光扫描器，16-第一激光扫描器控制器，17-第二激光扫描器，18-第二激光扫描器控制器，19-U形支架，20-研华ARK-3440计算机测控系统，21-板片固定框。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种板式热交换器板片波形扫描装置，由测量龙门支架、板片固定机构、滚珠丝杠直线行走机构、二轴伺服同步系统、激光扫描传感器、研华ARK-3440计算机测控系统组成；激光扫描传感器安装在滚珠丝杠直线行走机构的滑块上，这样板片两侧的两只激光扫描传感器由伺服系统控制同步走位，即可测出板片任何位置正、反两个面的波形及板片厚度等参数。具体结构为：所述龙门支架2横梁下方安装水平直线导轨4， U形支架19倒置安装在水平直线导轨4的滑块上，第一、第二垂直直线导轨8、12相对安装在U形支架19的两侧臂上，而第一、第二激光扫描器15、17安装在第一、第二垂直直线导轨8、12的滑块上且其电缆拖链安装在U形支架19外侧，调整第一、第二激光扫描器15、17的位置，使两条激光光束在同一水平直线上。龙门支架2横梁的上方安装电缆拖链，活动电缆通过电缆拖链引下龙门架，接入控制台。所述U形支架19的中央设置板片固定框21；所述水平直线导轨4、第一、第二垂直直线导轨8、12分别由安装在其端头的水平伺服电机3、第一、第二垂直伺服电机7、11带动行走；所述水平伺服电机3、第一、第二垂直伺服电机7、11依次分别和水平伺服电机驱动器5、第一、第二垂直伺服电机驱动器9、13及水平伺服电机控制器6、第一、第二垂直伺服电机控制器10、14电连接后分别和研华ARK-3440计算机测控系统20电连接；所述第一、第二激光扫描器15、17依次和第一、第二激光扫描器控制器16、18及研华ARK-3440计算机测控系统20电连接。

所述控制台内安装水平伺服电机驱动器及控制器5、6，第一、第二垂直伺服电机驱动器、控制器9、10及13、14,第一、第二激光扫描控制器16、18，研华ARK-3440计算机测控系统20。

上述的龙门支架2长15000mm，高2800mm，两端门宽1500mm。

所述横向直线导轨4的有效行程达14000mm，第一、第二垂直直线导轨8、12的同步有效行程达2000mm。由此能够测量14000mm*2000mm的大型板片。

本发明信号拾取部分中第一、第二激光扫描器15 、17的量程为0～50mm，精度为10.0um。它将拾取的到板片距离信号转化4~20mA电流信号，通过第一、第二激光扫描器控制器16、18传送至研华ARK-3440计算机控制系统20，同样，研华ARK-3440计算机控制系统20的同步高速数据采集控制信号通过第一、第二激光扫描器控制器16、18送到第一、第二激光扫描器15、17中。

本发明的测量原理是：将被测板片1的厚度看作一段距离，被测板片1放置在倒装的U形支架19中间，首先通过相对安装在U形支架19内侧同一直线上的第一、第二激光扫描器15、17分别测量出其到被测板片1两个面的距离，由于第一、第二激光扫描器15、17之间的距离是恒定的，这个距离值减去第一、第二激光扫描器15、17到被测板片1的距离之和即是被测板片1的厚度。这样，水平直线导轨4作X轴方向行走，第一、第二垂直直线导轨8、12同步作Y轴方向行走，即可测出板片任意位置的成形厚度，计算出板片波纹深度、减薄量几何尺寸、波纹展开系数、板片换热面积，绘出板片波纹成形轨迹。

本发明的工作过程：被测板片1的测点走向轨迹图以数据坐标N₀(0，0)、N₁(x₁，y₁)、N₂(x₂，y₂)······的形式预存储在研华ARK-3440计算机测控系统20中，被测板片1的一个角设为坐标原点N₀(0，0),开始测试时，研华ARK-3440计算机测控系统20按测点走向图的坐标值发出指令给水平伺服电机控制器6、第一、第二垂直伺服电机控制器10、14，然后各控制器分别控制水平伺服电机驱动器5、第一、第二垂直伺服电机驱动器9、13从而驱动水平伺服电机3、第一、第二垂直伺服电机7、11转动而使水平直线导轨4、第一、第二垂直直线导轨8、12按测点图的轨迹行走。同时，研华ARK-3440计算机测控系统20发指令给第一、第二激光扫描器控制器16、18控制第一、第二激光扫描器15、17分别测取其到被测板片1的距离，两个数据的采集同步、高速，并将数据回传研华ARK-3440计算机测控系统20。测量装置按测点图走完一个循环，即完成了板片原始数据的采集，据此研华ARK-3440计算机测控系统20实时计算出所需的参数。

Claims (2)

1.一种板式热交换器板片波形扫描装置，包括测控系统及龙门支架，其特征在于：所述龙门支架（2）横梁下方安装水平直线导轨（4）， U形支架（19）倒置安装在水平直线导轨（4）上，第一、第二垂直直线导轨（8、12）相对安装在U形支架（19）的两侧臂上，而第一、第二激光扫描器（15、17）安装在第一、第二垂直直线导轨（8、12）上；所述U形支架（19）的中央设置板片固定框（21）；所述水平直线导轨（4）、第一、第二垂直直线导轨（8、12）分别由安装在其端头的水平伺服电机（3）、第一、第二垂直伺服电机（7、11）带动行走；所述水平伺服电机（3）、第一、第二垂直伺服电机（7、11）依次分别和水平伺服电机驱动器（5）、第一、第二垂直伺服电机驱动器（9、13）及水平伺服电机控制器（6）、第一、第二垂直伺服电机控制器（10、14）电连接后分别和测控系统（20）电连接；所述第一、第二激光扫描器（15、17）依次和第一、第二激光扫描器控制器（16、18）及测控系统（20）电连接。

2.根据权利要求1所述的板式热交换器板片波形扫描装置，其特征在于：所述横向直线导轨（4）的有效行程为14000mm，第一、第二纵向直线导轨（8、12）的同步有效行程为2000mm。