一种可控压力人字型波纹板壳式换热器应力应变测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可控压力人字型波纹板壳式换热器应力应变测试系统，包括工控机、数据采集系统、控制系统、供水系统，所述的供水系统包括由电机驱动的柱塞泵、第一水箱、过滤器、调节阀、第二压力表，所述第二压力表和第一电磁阀之间的管路上还旁接有依次连接第二电磁阀和第二水箱的泄压通路；所述的数据采集系统包括连接工控机的数据采集模块、分别连接数据采集模块的应变仪和压力传感器、应变片；所述控制系统包括连接工控机控制模块、分别与所述控制模块电路连接的变频器、第一电磁阀、第二电磁阀。本发明专利技术结构简单、使用方便、可广泛用于同时测量高压、超高压状态下应力、应变和压力，以及全自动化的系统实现了操作人员的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种可控压力人字型波纹板壳式换热器应力应变测试系统
本专利技术属于检测领域，特别涉及一种人字型波纹板壳式换热器人字型波纹板壳式换热器的可控压力，应力、应变测试系统。
技术介绍
换热器作为现在工业热能传递的重要设备，对工业发展是必不可少的，换热器一般用于高温高压的恶劣环境中作业，故要求满足各种特殊情况和苛刻的条件，对其的安全性测试尤其显得重要。根据相关经验传统的测试系统需要人工手动调节压力、增压、泄压，暴露在高压的环境下增加了人员的危险性，难以做到缓慢升压的操作。本专利技术公示的测试系统是一种全自动测试系统，操作简单、成本低、智能化能有效的避免由于人员暴露危险的环境所产生的危险因子。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服压力测试中无法实现全自动化的操作测试，有效保障测试人员的安全。本专利技术通过以下技术方案实现：一种可控压力人字型波纹板壳式换热器应力应变测试系统，包括工控机、与工控机信号连接的数据采集系统、控制系统、供水系统，所述的供水系统包括由电机驱动的柱塞泵、连接柱塞泵入口的第一水箱，所述的柱塞泵出口通过高压管路依次连接过滤器、调节阀、第二压力表、第一电磁阀、压力传感器、板壳式换热器，所述第二压力表和第一电磁阀之间的管路上还旁接有依次连接第二电磁阀和第二水箱的泄压通路；所述的数据采集系统包括连接工控机的数据采集模块、分别连接数据采集模块的应变仪和压力传感器、应变片，所述的应变片贴在板壳式换热器周围，并通过导线与应变仪相连；所述的控制系统包括连接工控机控制模块、分别与所述控制模块电路连接的变频器、第一电磁阀、第二电磁阀，所述的变频器与电机电路连接。进一步地，所述的应变仪采用TST动静态应变仪。进一步地，所述的压力传感器压力量程为0-60MPa，灵敏度为0.1%，输出电压为1-5V。进一步地，所述的第一电磁阀、第二电磁阀为常闭型高压电磁阀。进一步地，所述的压力传感器通过高压软管与板壳式换热器一端相连通，所述板壳式换热器另一端密封并设置有第一压力表。进一步地，还包括监控摄像头，用于实时拍摄板壳式换热器的变形情况。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果为是：1、本专利技术采集模块同时收集应力、应变和压力大小传送到工控机，控制模块通过工控机设定和改变压力大小，电磁阀起到开关和泄压的作用，保护设备和人员的安全。2、本专利技术所提供可控压力测试系统装置结构简单，操作方便，寿命长精度高，通过对板壳式换热器测量，为换热器性的设计提供理论支持具有重要的意义，具有广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例的板壳式换热器可控压力测试系统示意图。图中所示为：1-工控机；2-数据采集模块；3-应变仪；4-板壳式换热器板芯；5-第一压力表；6-变频器；7-第一水箱；8-第二压力表；9-控制模块；10-第一电磁阀；11-压力传感器；12-电机；13-柱塞泵；14-过滤器；15-调节阀；16-第二电磁阀；17-第二水箱。具体实施方式下面就结合本专利技术的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整的表述，显然，所描述的实施例仅仅是本实专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。但基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。如图1所示，一种可控压力人字型波纹板壳式换热器应力应变测试系统，包括工控机1、与工控机1信号连接的数据采集系统、控制系统、供水系统，所述的供水系统包括由电机12驱动的柱塞泵13、连接柱塞泵13入口的第一水箱7，所述的柱塞泵13出口通过高压管路依次连接过滤器14、调节阀15、第二压力表8、第一电磁阀10、压力传感器11、板壳式换热器4，所述第二压力表8和第一电磁阀10之间的管路上还旁接有依次连接第二电磁阀16和第二水箱17的泄压通路；所述的数据采集系统包括连接工控机1的数据采集模块2、分别连接数据采集模块2的应变仪3和压力传感器11、应变片，所述的应变片贴在板壳式换热器4周围，并通过导线与应变仪3相连；所述的控制系统包括连接工控机1控制模块9、分别与所述控制模块9电路连接的变频器6、第一电磁阀10、第二电磁阀16，所述的第一电磁阀10、第二电磁阀16为常闭型高压电磁阀。所述的变频器6与电机12电路连接。所述的应变仪3采用TST动静态应变仪。所述的压力传感器11压力量程为0-60MPa，灵敏度为0.1%，输出电压为1-5V。所述的压力传感器11通过高压软管与板壳式换热器4一端相连通，所述板壳式换热器4另一端密封并设置有第一压力表5。还包括监控摄像头，用于实时拍摄板壳式换热器4的变形情况。本实施例提供的可控压力人字型波纹板壳式换热器应力应变测试系统的使用及测试方法，包括如下步骤：步骤一，开始实验时，按照附图1连接好测试系统中各装置，并对板壳式换热器4注满水进行排气。步骤二，将板壳式换热器4整体置于爆破坑中，并将事先贴好的应变片与应变仪3连接；将压力传感器11、应变仪3与数据采集模块2相连，将压力信号转变为电信号传输至工控机1，采集实验加压过程中产生的压力及应力、应变。步骤三，增压：实验系统检查确认无误后，通过控制模块9开启柱塞泵13，将第一水箱7内的水注入板壳式换热器4，并通过变频器6控制电机12转速，控制实验过程中设备的加压速率。步骤四，工控机1记录数据：在泵组升压过程中观察压力上升情况，并通过与应变仪3、压力传感器11相连的数据采集模块2采集不同压力下的应力、应变和压力大小，同时用监控摄像头拍摄板壳式换热器4的变形情况。步骤五，观察到板壳式换热器4整体发生变形后，通过控制模块9调节变频器6的参数使试件压力不断升高，直至通过观察与压力传感器11相连的数据采集模块9的示数骤然下降为止，说明此时板壳式换热器4已失效。步骤六，被试试件泄压：通过打开与控制模块9相连的第二电磁阀16，开启自动泄压，水流入第二水箱17，测试结束。进一步，工控机通过采集模块与应变仪和压力传感器相连，应变仪采用TST动静态应变仪，压力传感器采用量程为0-60MPa，灵敏度为0.1%，输出为1-5V的型号，并将采集的电压信号经研华ADAM-60系列模块传输到工控机。本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控压力人字型波纹板壳式换热器应力应变测试系统，其特征在于，包括工控机（1）、与工控机（1）信号连接的数据采集系统、控制系统、供水系统，所述的供水系统包括由电机（12）驱动的柱塞泵（13）、连接柱塞泵（13）入口的第一水箱（7），所述的柱塞泵（13）出口通过高压管路依次连接过滤器14）、调节阀（15）、第二压力表（8）、第一电磁阀（10）、压力传感器（11）、板壳式换热器（4），所述第二压力表（8）和第一电磁阀（10）之间的管路上还旁接有依次连接第二电磁阀（16）和第二水箱（17）的泄压通路；所述的数据采集系统包括连接工控机1）的数据采集模块（2）、分别连接数据采集模块（2）的应变仪3）和压力传感器（11）、应变片，所述的应变片贴在板壳式换热器（4）周围，并通过导线与应变仪（3）相连；所述的控制系统包括连接工控机（1）控制模块（9）、分别与所述控制模块（9）电路连接的变频器（6）、第一电磁阀（10）、第二电磁阀（16），所述的变频器（6）与电机（12）电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种可控压力人字型波纹板壳式换热器应力应变测试系统，其特征在于，包括工控机（1）、与工控机（1）信号连接的数据采集系统、控制系统、供水系统，所述的供水系统包括由电机（12）驱动的柱塞泵（13）、连接柱塞泵（13）入口的第一水箱（7），所述的柱塞泵（13）出口通过高压管路依次连接过滤器14）、调节阀（15）、第二压力表（8）、第一电磁阀（10）、压力传感器（11）、板壳式换热器（4），所述第二压力表（8）和第一电磁阀（10）之间的管路上还旁接有依次连接第二电磁阀（16）和第二水箱（17）的泄压通路；所述的数据采集系统包括连接工控机1）的数据采集模块（2）、分别连接数据采集模块（2）的应变仪3）和压力传感器（11）、应变片，所述的应变片贴在板壳式换热器（4）周围，并通过导线与应变仪（3）相连；所述的控制系统包括连接工控机（1）控制模块（9）、分别与所述控制模块（9）电路连接的变频器（6）、第一电磁阀（10）、第二电磁阀（16），...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗小平，王兆涛，周建阳，甘冰，冯振飞，吴迪，张霖，郭峰，李海燕，王梦圆，王文，袁伍，廖政标，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44