一种板式换热器波纹板壁厚测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种板式换热器波纹板壁厚测量装置及方法，所述测量装置包括装置架及安装在装置架上的激光扫描仪，所述激光扫描仪用于获取波纹板的侧壁轮廓数据，所述激光扫描仪包括第一激光扫描仪和第二激光扫描仪，所述第一激光扫描仪的扫描端与第二激光扫描仪的扫描端呈正对关系，且第一激光扫描仪的扫描端与第二激光扫描仪的扫描端之间具有用于容纳波纹板的间隙。本方案提供的测量装置的结构设计和测量方法可有效保证波纹板壁厚测量精度，本方案提供的测量装置基于所述测量方法。

A device and method for measuring the wall thickness of corrugated plate in plate heat exchanger

The invention discloses a device and method for measuring the wall thickness of corrugated plate of plate heat exchanger, the measuring device includes a device frame and a laser scanner installed on the device frame, the laser scanner is used to obtain the side wall profile data of corrugated plate, the laser scanner includes a first laser scanner and a second laser scanner, the scanning end of the first laser scanner and the second excitation The scanning end of the optical scanner is positively correlated, and there is a gap for accommodating the corrugated plate between the scanning end of the first laser scanner and the scanning end of the second laser scanner. The structure design and measurement method of the measurement device provided in this scheme can effectively ensure the wall thickness measurement accuracy of the corrugated plate. The measurement device provided in this scheme is based on the measurement method.

【技术实现步骤摘要】
一种板式换热器波纹板壁厚测量装置及方法
本专利技术涉及核电站用板式换热器检测
，特别是涉及一种板式换热器波纹板壁厚测量装置及方法。
技术介绍
板式换热器是一种高效、紧凑换热设备，其波纹板间的网状流道使流体在很低的流速下即可形成高的湍流，流体阻力小，板面不易结垢，还具有占地面积小、节约材料与维护方便等优点，广泛应用于机械、化工、石化、冶金和电力等领域。多年来，国内外核电站一直采用板式换热器作为设备冷却水系统热交换的核心设备。核电站设备冷却系统用板式换热器主要换热元件波纹板片的材料为工业纯钛，经济代价较高。波纹板在海水环境下形成选择性的磨损腐蚀工况，对其使用寿命和设备运行安全有重要影响。对板式换热器定期维护是规范的程序，需要根据波纹板厚度检测数据确定是否需要更换以提高经济性和可靠性。获得服役波纹板厚度检测数据还是认识磨损规律，进一步改善换热器设计的重要参考。由于允许设备维护的时间窗口有限，需要短时间内完成对数百片波纹板壁厚快速测量。常见规格波纹板的厚度检测需要多个厚度测量数据，以上厚度测量数据的数量甚至多达数千万个以上。针对以上厚度测量问题，现有测量方法与装置依靠通用测量技术，在具体实施时，主要有以下三个缺点：一、手工操作，单点测量，测量效率远远不能满足需要。二、双面测量涉及复杂坐标转换，测量精度不高。三、坐标测量方法受测量环境振动的影响较大。对板式换热器波纹板壁厚测量技术做进一步优化，以使得其能够更好的应用于板式换热器，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述提出的对板式换热器波纹板壁厚测量技术做进一步优化，以使得其能够更好的应用于板式换热器，是本领域技术人员亟待解决的技术问题，本专利技术提供了一种板式换热器波纹板壁厚测量装置及方法。本方案提供的测量装置的结构设计和测量方法可有效保证波纹板壁厚测量精度、提高测量效率，本方案提供的测量装置基于所述测量方法。针对上述问题，本专利技术提供的一种板式换热器波纹板壁厚测量装置及方法通过以下技术要点来解决问题：一种板式换热器波纹板壁厚测量装置，包括装置架及安装在装置架上的激光扫描仪，所述激光扫描仪用于获取波纹板的侧壁轮廓数据，所述激光扫描仪包括第一激光扫描仪和第二激光扫描仪，所述第一激光扫描仪的扫描端与第二激光扫描仪的扫描端呈正对关系，且第一激光扫描仪的扫描端与第二激光扫描仪的扫描端之间具有用于容纳波纹板的间隙。现有技术中，虽然基于轮廓激光扫描的方法能够获取到物件的外形轮廓数据，如通过将用于标定物件外形轮廓的数值统一于同一坐标系中的方式，可实现物件的三维尺寸测量。但针对如波纹板壁厚测量，由于波纹板在壁厚测量过程中极易产生振动，这就使得传统的坐标测量方法所获得的波纹板侧面各点相对坐标极不稳定，从而导致基于现有轮廓激光扫描的方法获得的波纹板厚度数值并不准确。本测量装置中，由于设置为所述激光扫描仪包括第一激光扫描仪和第二激光扫描仪，所述第一激光扫描仪的扫描端与第二激光扫描仪的扫描端呈正对关系，且第一激光扫描仪的扫描端与第二激光扫描仪的扫描端之间具有用于容纳波纹板的间隙。在具体运用时，波纹板局部嵌入第一激光扫描仪的扫描端与第二激光扫描仪的扫描端之间的间隙中，且两扫描端的连线与波纹板任意一侧上全部波峰所在的平面或全部波谷所在的平面垂直，这样，如用于标定波纹板厚度的波纹板两侧分别为波纹板的顶侧和底侧(波纹板水平置放)，这样，第一激光扫描仪和第二激光扫描仪两者中，其中一者的扫描端朝上，另一者的扫描端朝下，其中一个激光扫描仪位于另一个激光扫描仪的正方上，且两个扫描端呈正对关系，这样，在任意时刻，波纹板不同侧上与扫描端对应的两个扫描区域形成一组扫描轮廓对，该轮廓对中，其中一个轮廓位于另一个轮廓的正方向，由于各轮廓为一条扫描线，且具有正对的确定位置关系，即使得两轮廓共面，如以上轮廓通过坐标值反映，利用坐标值在同一坐标系下以扫描的方式快速采样获得，同时由于两轮廓的间距方向与波纹板的振动方向接近或完全一致，故通过激光扫描仪所获得的轮廓对位置关系数据受振动的影响非常小，即采用本方案，可有效保证波纹板壁厚测量精度。同时，由于本装置的测量精度具有抗振动干扰的特点，故对波纹板的安装精度要求低，这样，可有效提高波纹板壁厚测量效率。同时，现有激光扫描仪的性能能做到在一秒内获得多达百万个轮廓点数据，且本方案在具体运用时，两激光扫描仪可采用输出或位置相关联，以将波纹板双面轮廓统一于同一坐标系中实现波纹板双面三维建模，故本方案利用波纹板双面同步测量的方式，亦可提升波纹板壁厚测量效率。作为本领域技术人员，以上为解释本装置的使用方法或体现其工作特点，以波纹板水平置放的具体实现方式为例进行说明，但本装置的具体运用并不局限于以上示例：在具体运用时，两扫描端的连线与波纹板任意一侧上全部波峰所在的平面或全部波谷所在的平面垂直即可。作为所述板式换热器波纹板壁厚测量装置进一步的技术方案：如上所述，由于在波纹板完成在空间中的位置固定后，需要设置为第一激光扫描仪与第二激光扫描仪之间具有特定的位置关系，为方便约束激光扫描仪，同时方便同步移动第一激光扫描仪和第二激光扫描仪，使得能够顺利完成波纹板双面上所有测量点的数据采集，设置为：还包括呈U形的组合测头，所述第一激光扫描仪与第二激光扫描仪两者中，其中一者安装在组合测头开口端的一侧，另一者安装在组合测头开口端的另一侧，所述组合测头安装在装置架上。本方案结构简单，在具体运用时，组合测头中部的中空空间为第一激光扫描仪和第二激光扫描仪能够顺利的相对于波纹板运动提供了容纳波纹板的通道或空间。作为一种可实现激光扫描仪相对于波纹板在空间中发生位置改变，以完成波纹板双面各区域数据采集的具体实现方式，设置为：所述装置架上还设置有驱动机构，所述驱动机构包括第一驱动机构及第二驱动机构，第一驱动机构与第二驱动机构两者中，激光扫描仪安装于其中一者上，另一者用于为波纹板提供支撑面或固定工位；用于约束激光扫描仪的驱动机构用于驱动激光扫描仪做直线运动；用于约束波纹板的驱动机构用于驱动波纹板做直线运动；驱动激光扫描仪做直线运动的运动方向与波纹板做直线运动的运动方向垂直。本方案中，设置为驱动激光扫描仪做直线运动的运动方向与波纹板做直线运动的运动方向垂直，这样，便于实现波纹板双面轮廓数据全部扫描。为利于扫描效率和数据可靠性，优选设置为各激光扫描仪的直线运动方向与激光扫描仪扫描端对应的直线扫描区域的长度方向垂直。即如在第一驱动机构的作用下，完成沿着波纹板宽度方向延伸一个测量区域扫描后，实现激光扫描仪在波纹板长度方向上的位置调整，继而进行下一个沿着波纹板宽度方向延伸一个测量区域的扫描。波纹板安装于对应驱动机构上后，激光扫描仪做直线运动的运动方向沿着波纹板的宽度方向，波纹板做直线运动的运动方向沿着波纹板的长度方向，且激光扫描仪任意时刻在波纹板上的扫描区域均为一条沿着波纹板长度方向的直线。本方案针对以上呈U形的组合测头方案，可使得组合测头上的槽体槽深满足能够在波纹板的宽度方向上使得波纹板能够嵌入组合测头中即可。作为装置架的具体实现形式，设置为：所述装置架包括其上设置有驱动导轨的立杆，所述第一驱动机构安装于立杆上，且第一驱动机构可沿着驱动机构在竖直方向上做直线往复运动；所述激光扫描仪安装于第一驱动机构上；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种板式换热器波纹板壁厚测量装置，包括装置架及安装在装置架上的激光扫描仪，所述激光扫描仪用于获取波纹板(1)的侧壁轮廓数据，其特征在于，所述激光扫描仪包括第一激光扫描仪(5)和第二激光扫描仪(6)，所述第一激光扫描仪(5)的扫描端与第二激光扫描仪(6)的扫描端呈正对关系，且第一激光扫描仪(5)的扫描端与第二激光扫描仪(6)的扫描端之间具有用于容纳波纹板(1)的间隙。

【技术特征摘要】
1.一种板式换热器波纹板壁厚测量装置，包括装置架及安装在装置架上的激光扫描仪，所述激光扫描仪用于获取波纹板(1)的侧壁轮廓数据，其特征在于，所述激光扫描仪包括第一激光扫描仪(5)和第二激光扫描仪(6)，所述第一激光扫描仪(5)的扫描端与第二激光扫描仪(6)的扫描端呈正对关系，且第一激光扫描仪(5)的扫描端与第二激光扫描仪(6)的扫描端之间具有用于容纳波纹板(1)的间隙。2.根据权利要求1所述的一种板式换热器波纹板壁厚测量装置，其特征在于，还包括呈U形的组合测头(2)，所述第一激光扫描仪(5)与第二激光扫描仪(6)两者中，其中一者安装在组合测头(2)开口端的一侧，另一者安装在组合测头(2)开口端的另一侧，所述组合测头(2)安装在装置架上。3.根据权利要求1所述的一种板式换热器波纹板壁厚测量装置，其特征在于，所述装置架上还设置有驱动机构，所述驱动机构包括第一驱动机构(3)及第二驱动机构(4)，第一驱动机构(3)与第二驱动机构(4)两者中，激光扫描仪安装于其中一者上，另一者用于为波纹板(1)提供支撑面或固定工位；用于约束激光扫描仪的驱动机构用于驱动激光扫描仪做直线运动；用于约束波纹板(1)的驱动机构用于驱动波纹板(1)做直线运动；驱动激光扫描仪做直线运动的运动方向与波纹板(1)做直线运动的运动方向垂直。4.根据权利要求3所述的一种板式换热器波纹板壁厚测量装置，其特征在于，波纹板(1)安装于对应驱动机构上后，激光扫描仪做直线运动的运动方向沿着波纹板(1)的宽度方向，波纹板(1)做直线运动的运动方向沿着波纹板(1)的长度方向，且激光扫描仪任意时刻在波纹板(1)上的扫描区域均为一条沿着波纹板(1)长度方向的直线。5.根据权利要求4所述的一种板式换热器波纹板壁厚测量装置，其特征在于，所述装置架包括其上设置有驱动导轨的立杆，所述第一驱动机构(3)安装于立杆上，且第一驱动机构(3)可沿着驱动机构在竖直方向上做直线往复运动；所述激光扫描仪安装于第一驱动机构(3)上；所述第二驱动机构包括可在水平方向上做直线往复运动的滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁道成，岳晓斌，任志宏，吉方，王欣，王群，徐猛，于长志，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51