本发明专利技术涉及检测装置技术领域，提供了一种不锈钢管道热膨胀检测装置，包括：光源，所述光源用于发出白光；准直透镜，所述准直透镜用于接收所述白光、并将其转化为平行光速；分光镜，所述分光镜用于接收所述平行光速、并将其分为第一光束和第二光束；色散物镜，所述色散物镜用于接收所述第一光束、并对其进行轴向色散，被轴向色散后的所述第一光束投射在不锈钢管道的截面上；聚焦透镜，所述聚焦透镜用于接收所述第二光束，并对其进行聚焦；光谱仪，所述光谱仪用于接收被聚焦后的所述第二光束；CCD相机，所述CCD相机用于采集所述不锈钢管道的截面图像；以及计算机，所述计算机与所述光谱仪和所述CCD相机均电连接。和所述CCD相机均电连接。和所述CCD相机均电连接。
【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢管道热膨胀检测装置
[0001]本专利技术涉及检测装置
，具体涉及一种基于位移传感器的不锈钢管道热膨胀检测装置。
技术介绍
[0002]不锈钢管主要广泛应用于现代石油化工等工业传输领域，一些电力工厂和发电厂往往需要不锈钢管道传输高温、高压的流体，但是由于一些流体独特的物理化学特性，不锈钢管道内部会受到高温高压，导致管道外端发生微膨胀，仅靠人工监测将耗费大量的人力、物力、财力，并且无法及时检测到管道的故障情况，日积月累可能会造成重大事故，对人们的生命财产安全造成威胁。
[0003]因此为了减少事故发生，对不锈钢管道的热膨胀性检测就显得尤为重要。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种不锈钢管道热膨胀检测装置，使其能够精确地对不锈钢管道的热膨胀性进行检测。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术通过如下的技术方案来实现：一种不锈钢管道热膨胀检测装置，包括：
[0006]光源，所述光源用于发出白光；
[0007]准直透镜，所述准直透镜用于接收所述白光、并将其转化为平行光速；
[0008]分光镜，所述分光镜用于接收所述平行光速、并将其分为第一光束和第二光束；
[0009]色散物镜，所述色散物镜用于接收所述第一光束、并对其进行轴向色散，被轴向色散后的所述第一光束投射在不锈钢管道的截面上；
[0010]聚焦透镜，所述聚焦透镜用于接收所述第二光束，并对其进行聚焦；
[0011]光谱仪，所述光谱仪用于接收被聚焦后的所述第二光束；
[0012]CCD相机，所述CCD相机用于采集所述不锈钢管道的截面图像；以及
[0013]计算机，所述计算机与所述光谱仪和所述CCD相机均电连接。
[0014]进一步地，所述不锈钢管道放置于三维位移台上，所述三维位移台与所述计算机电连接。
[0015]进一步地，所述光源为LED灯、氙灯或卤素灯，所述光源发出的白光的波长为 450
‑
650nm。
[0016]进一步地，所述光源与所述准直透镜之间设置有第一孔径光阑，所述聚焦透镜与所述光谱仪之间设置有第二孔径光阑，所述第二孔径光阑和所述第一孔径光阑的调节范围为 1mm
‑
12mm。
[0017]进一步地，所述的准直透镜为焦距为150mm的平凹透镜。
[0018]进一步地，所述色散物镜的入瞳孔径为6mm，所述光束的主波长为550nm。
[0019]进一步地，所述聚焦透镜为焦距为150mm的平凸透镜。
15，有效波段处于200nm
‑
1100nm的范围内，这种光谱仪15的信噪比高，且分辨率高达 0.02nm。
[0036]CCD相机用于采集不锈钢管道16的截面图像。
[0037]计算机与光谱仪15和CCD相机均电连接，用于接收和分析处理光谱仪15和CCD相机传送来的数据。
[0038]在一个实施例中，不锈钢管道16放置于三维位移台上，三维位移台与计算机电连接。
[0039]在一个实施例中，光源10为LED灯、氙灯或卤素灯，光源10发出的白光的波长为 450
‑
650nm。
[0040]在一个实施例中，光源10与准直透镜11之间设置有第一孔径光阑(附图未示出)，聚焦透镜14与光谱仪15之间设置有第二孔径光阑(附图未示出)。第二孔径光阑和第一孔径光阑均为GCT
‑
570101系列可调光阑，调节范围为1mm
‑
12mm。
[0041]在一个实施例中，准直透镜11为焦距为150mm的平凹透镜。
[0042]在一个实施例中，色散物镜13的入瞳孔径为6mm，光束的主波长为550nm。
[0043]在一个实施例中，聚焦透镜14为焦距为150mm的平凸透镜。
[0044]在一个实施例中，所有的元器件均设置在光学防震台上，以防止震动对检测造成影响。
[0045]本装置的工作原理：光源10发出的白光穿过第一孔径光阑后到达准直透镜11、变成平行光束。平行光束到达分光镜12后被分光，一部分光束进入到色散物镜13，并且在不锈钢管道16的一侧发生轴向色散，当不锈钢管道16截面位于测量的范围内时，根据光路的可逆性，聚焦在不锈钢管道16截面表面上的光会按照原路返回，返回的光束再次经过分光镜12和聚焦透镜14，穿过第二孔径光阑后进入光谱仪15，被光谱仪15接收输出特定波长的光谱图。此时光谱仪15会测得该光束的峰值波长，即λ。在相同实验条件下对无热膨胀性的不锈钢管道16截面样品进行相同的步骤检测，会测得一个波长峰值λ0，(λ0‑
λ) 值即为不锈钢管道16截面某一点的热膨胀值。
[0046]接着计算机控制三维位移台工作，以测得不锈钢管道16截面其它点的热膨胀值。光源10发出的白光由于光路的可逆性通过色散物镜13和分光镜12到达光谱仪15，此时分别记录光谱仪15上的对应被测不锈钢管道16截面上各个峰值波长λ
i
(i取值为1、2、3、
…
)，在相同实验条件下对无热膨胀性的不锈钢管道16截面样品进行相同的步骤检测，测得一个波长峰值λ0，最后可得到不锈钢管道16的热膨胀值即λ
i
‑
λ0。CCD相机同时采集不锈钢管道16截面的变化图像，然后导入计算机通过对光谱和图像数据建立出三维膨胀模型，从而实现对不锈钢管道16的热膨胀性检测。
[0047]本装置基于光谱共聚焦检测原理，并结合图像处理技术和计算机算法来实现对不锈钢管道16的热膨胀检测。本装置可检测处于﹣40℃
‑
450℃范围内的管道16流体在不锈钢管道16截面热膨胀的数值，灵敏度可达到2μm，因此能够精确地对不锈钢管道16的热膨胀性进行检测。
[0048]以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点，对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将
实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。
[0049]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种不锈钢管道热膨胀检测装置，其特征在于：包括：光源(10)，所述光源(10)用于发出白光；准直透镜(11)，所述准直透镜(11)用于接收所述白光、并将其转化为平行光速；分光镜(12)，所述分光镜(12)用于接收所述平行光速、并将其分为第一光束和第二光束；色散物镜(13)，所述色散物镜(13)用于接收所述第一光束、并对其进行轴向色散，被轴向色散后的所述第一光束投射在不锈钢管道(16)的截面上；聚焦透镜(14)，所述聚焦透镜(14)用于接收所述第二光束，并对其进行聚焦；光谱仪(15)，所述光谱仪(15)用于接收被聚焦后的所述第二光束；CCD相机，所述CCD相机用于采集所述不锈钢管道(16)的截面图像；以及计算机，所述计算机与所述光谱仪(15)和所述CCD相机均电连接。2.根据权利要求1所述的一种不锈钢管道热膨胀检测装置，其特征在于：所述不锈钢管道(16)放置于三维位移台上，所述三维位移台与所述计算机电连接。3.根据权利要求1所述的一种不锈钢管道热膨胀检测装置，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊毅，王徐坚，孙晓婕，赵斌，高秀敏，
申请(专利权)人：浙江洛丁森智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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