物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置及测量方法，其特征在于，包括：A、B、C三个高防护等级的拉线式长度传感器、传感器底板、物联微功耗测量终端、连接在锅炉本体上的膨胀量导出杆。本发明专利技术物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置、微功耗化(使用电池供电)、可在线测量的锅炉膨胀量装置及其测量方法,已解决现有锅炉测量耗时耗力、实施性差的现况，同时要具备安装简洁、防护完备、现场依赖度低的特点。

【技术实现步骤摘要】
物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置及测量方法
本专利技术涉及锅炉膨胀量在线测量装置
，更为具体地，涉及物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置及测量方法。
技术介绍
目前电厂锅炉体积大，安装机构复杂，并且需要长期监测锅炉运行状态，及时发现安全隐患，避免安全事故发生，测量锅炉膨胀位移是监测锅炉安全运行的一项有效措施，但目前均采用三向位移膨胀指示器进行测量。每台锅炉的监测点较多，大型锅炉大概有40个左右监测点，目前均采用为人工记录并用减法计算获得膨胀量的方法，记录员需要反复攀爬铁架楼梯获取数据。存在问题具体表现如下：1、监测点呈横向和纵向分布，纵向高度为10—70米，工人攀爬需要消耗大量体力，并且工作效率低。2、计算膨胀量方法过于原始，需要经过计算才能得出数值。3、观测点较多，并且需要详细编号，点位的数据容易混乱而导致安全隐患被遗漏。4、现场工况恶劣自动化改造限制繁多，现场粉尘严重，基于光学测量很难保障长期暴露下的光学器件清洁，超声波测量无法避免众多测量点之间的声波干扰，电接触测量很难低成本解决触点磨损和粉尘问题；同时由于工作环境特殊又无法大规模布线虽然在该领域有过相关的专利发表但基于上述工况要么现场布置的可实施性并不高，要么后期难以维系长期运行。专利CN102818251B公开了一种“基于声学原理的电站锅炉热膨胀检测系统及测量方法”，虽然从原理上具有可行性，但现场施工量巨大、无法脱离外接电源运行、布线繁琐、所需辅助设备众多；现场的实际声速对测量结果影响巨大，虽然根据温度对声速进行修正，但分析可得锅炉现场气温梯度比较大，而且在锅炉附近必然有空气对流，所以单纯根据单点温度修正无法精确计算出现场声速。CN205664778U公开了一种“发电厂锅炉膨胀量三维在线测量装置”，该装置就是简单的将机械型膨胀指示器的XYZ的测量方向简单的使用电感位移传感器数字化，没有体系更新，依然为有线系统每个点都需要单独布线，系统工程量依然巨大，而且需要定制用于测量基准的三面体，加工安装复杂，实用性不大。在信息化、智能化、物联化高度普及的当下，急需要一种既满足现场测量要求又可以长期稳定运行的锅炉膨胀量测量装置。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提供物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置及测量方法，该物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置及测量方法具有设计合理，使用方便等特点。本专利技术为实现解决上述技术问题，提供了如下技术方案：物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置，包括：A、B、C三个高防护等级的拉线式长度传感器、传感器底板、物联微功耗测量终端、连接在锅炉本体上的膨胀量导出杆。优选的，所述A、B、C三个高防护等级的拉线式长度传感器，按照预设的位置固定在传感器底板上。优选的，所述传感器底板上安装的A、B、C三个高防护等级的拉线式长度传感器,的钢线与连接在锅炉本体上的膨胀量导出杆同点相连。优选的，所述物联微功耗测量终端与A、B、C三个高防护等级的拉线式长度传感器通过三个航空插头完成电气连接，由物联微功耗测量终端对三个传感器的长度值进行采集、解算、传输、显示。优选的，所述物联微功耗测量终端，采用ST公司32位微功耗处理器STM32L152为主处理器设计；物联部分使用SiliconLabs公司的SI4432芯片完成；显示使用6位8段LCD屏幕输出；使用2节一次性铁锂电池供电，年自放电率低于1％；采集使用STM32L152片上12位AD完成，终端空闲耗低于30uA，发生瞬时功耗约为15mA，时间低于1mS，采集功耗低于1mA，时间低于10mS；每150S(秒)采集传输一次，电池整体寿命超过3年。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置、微功耗化(使用电池供电)、可在线测量的锅炉膨胀量装置及其测量方法，已解决现有锅炉测量耗时耗力、实施性差的现况，同时要具备安装简洁、防护完备、现场依赖度低的特点。本专利技术为实现解决上述技术问题，还提供了物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置的测量方法包括如下步骤：根据传感器底板相关尺寸，设定传感器A到B的安装距离记作b；根据传感器底板相关尺寸，设定传感器B到C的安装距离记作e；根据传感器底板相关尺寸，设定传感器C到A的安装距离记作d；采集、测量传感器A拉线伸出长度，记作a；采集、测量传感器B拉线伸出长度，记作c；采集、测量传感器C拉线伸出长度，记作f；利用四面体公式：(12v)^2＝[a^2*b^2(c^2+d^2+e^2+f^2-a^2-b^2)+c^2*d^2(e^2+f^2+a^2+b^2-c^2-d^2)+c^2*f^2(a^2+b^2+c^2+d^2-e^2-f^2)-a^2*c^2*e^2-b^2*d^2*e^2-b^2*c^2*f^2-a^2*d^2*f^2]计算得出四面体体积记作v；利用海伦-秦九韵公式s^2＝p*(p-b)*(p-e)*(p-d)计算出传感器安装底面三个边b、e、d围成三角形的面积记作s；利用四面体体积公式：v＝s*h/3得出h＝3v/s计算出四面体的高记作h则h就为测量点相对于传感器安装平面Y坐标的数值；利用平面内三角形的相关关系可以解出测点对于A或者B或者C的X坐标值和Y坐标值；此时测点的任何方向的位移变化都可以对于选定的坐标系进行描述测量。采用上述技术方案的本专利技术，与现有技术相比，其有益效果为：通过全新架构测量三维膨胀量，精度高；150秒的测量对于膨胀量变化率而言具有极高的实时性，兼顾了实时性与电池寿命的平衡；使用电池供电，无线传输，系统整体性强，现场安装工作量极低；测量终端、测量传感器全密闭防护等级高可达IP66现场适应性好，后期维护量低。优选的，所述物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置的测量方法根据现场所需测点个数，每个测点布置“物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置”；在现场附近安装用于接收“物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置”数据的数据网关,数据网关具有7寸显示器可现实所有测点数据，观测者可以通过7寸显示器在网关观测数据；可连接数据网关到数据服务器进行数据记录分析，图表生成。附图说明图1为本专利技术物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置及测量方法的结构示意图；具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置其特征在于，包括：A、B、C三个高防护等级的拉线式长度传感器、传感器底板、物联微功耗测量终端、连接在锅炉本体上的膨胀量导出杆。/n

【技术特征摘要】
1.物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置其特征在于，包括：A、B、C三个高防护等级的拉线式长度传感器、传感器底板、物联微功耗测量终端、连接在锅炉本体上的膨胀量导出杆。


2.根据权利要求1所述物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置其特征在于，所述A、B、C三个高防护等级的拉线式长度传感器，按照预设的位置固定在传感器底板上。


3.根据权利要求1所述物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置其特征在于，所述传感器底板上安装的A、B、C三个高防护等级的拉线式长度传感器,的钢线与连接在锅炉本体上的膨胀量导出杆同点相连。


4.根据权利要求1所述物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置其特征在于，所述物联微功耗测量终端与A、B、C三个高防护等级的拉线式长度传感器通过三个航空插头完成电气连接，由物联微功耗测量终端对三个传感器的长度值进行采集、解算、传输、显示。


5.根据权利要求1所述物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置其特征在于，所述物联微功耗测量终端，采用ST公司32位微功耗处理器STM32L152为主处理器设计；物联部分使用SiliconLabs公司的SI4432芯片完成；显示使用6位8段LCD屏幕输出；使用2节一次性铁锂电池供电，年自放电率低于1％；采集使用STM32L152片上12位AD完成，终端空闲耗低于30uA，发生瞬时功耗约为15mA，时间低于1mS，采集功耗低于1mA，时间低于10mS；每150S(秒)采集传输一次，电池整体寿命超过3年。


6.物联微功耗锅炉膨胀量在线测量装置的测量方法其特征在于，包括包括如下步骤：
根据传感器底板相关尺寸，设定传感器A到B的安装距离记作b；
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹雪静，
申请(专利权)人：天津天海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12