【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管头高度检测定位，尤其涉及一种应用于管头高度检测定位工装及方法。
技术介绍
1、换热器作为工业生产中不可或缺的设备之一，广泛应用于化工、石油、电力、食品等行业，其核心组件管束与管板的连接质量直接影响着换热效率和设备寿命；管板是固定管束的平板，通常有两个，分别位于管束的两端；管板上有多个孔，管束中的每根换热管都会穿过这些孔，管板通过焊接或胀接的方式与换热管连接；所以管头高度的精确控制对于确保管束与管板之间的密封性能和机械强度至关重要。
2、在传统的换热器制造过程中，管头高度的测量和定位主要依赖于人工操作。这种方法存在诸多 问题，人工测量容易受主观因素影响，导致管头高度误差较大，换热管并未安装到理想位置，影响换热器的密封性能和整体质量，而且手工操作耗时较长，尤其是在大规模生产中，这不仅降低了生产效率，还增加了人力成本。
3、鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，提供一种应用于管头高度检测定位工装及方法，提高管头高度检测定位的准确度，提升产品质量。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种应用于管头高度检测定位工装及方法，解决现有技术中没有一种工装能对管头高度检测定位进行精确控制，导致目前管头因人工安装操作而误差较大、换热器密封性能降低的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种应用于管头高度检测定位工装：
3、包括：
4、滑动模块，设置在移动平台上，包括滑块和滑轨，滑轨垂直于地面设置；滑块安装在滑轨上，朝向靠近或远离地面方向运动；
5、夹持杆，设置在滑动模块上，用于伸入换热管内部；夹持杆的周向设置有膨胀组件，用于夹持换热管；
6、激光测距仪，包括激光发射器和接收器，激光发射器和接收器设置在滑块上，用于测量管头高度l1；
7、辅助测距仪，设置于移动平台之上，用于测量管头高度l2；
8、触发传感器，设在滑块上，且靠近夹持杆，用于检测管头是否到达预定位置；
9、处理器，用于接收激光测距仪和触发传感器的原始数据；处理器内部还设置用于评估管头高度是否合格的模型；还用于控制移动平台的移动；还用于控制膨胀组件的膨胀与放松；
10、用户界面，固定设置在移动平台的一侧，用于显示测距结果、合格状态以及操作菜单。
11、进一步地，移动平台设有两个驱动单元，用于控制移动平台水平方向上的移动。
12、进一步地，夹持杆为多节组成的伸缩杆；膨胀组件包括多段式膨胀环，间隔设置在夹持杆的每节上。
13、进一步地，滑块开有接收腔，夹持杆可拆卸式安装在接收腔内。
14、进一步地，触发传感器设置在滑块开设的接收腔端面，与待测换热管接触；激光测距仪与触发传感器处于同一垂直面，接收器和激光发射器朝向换热管方向。
15、本专利技术还提供一种管头高度检测定位方法，步骤包括：
16、s10：将夹持杆装入滑动模块；设定管头理想高度he和偏差的预期值[δ]；利用温湿度复合传感器检测出环境温度t和环境湿度h；
17、s20：将换热管套在夹持杆上；
18、s30：触发传感器检测换热管是否安装到位，到位后发出信号给处理器；处理器控制膨胀组件开始膨胀；膨胀结束后，处理器控制移动平台开始移动；
19、s40：激光测距仪检测管头高度l1并实时传输给处理器；获取辅助测距仪测量管头高度的值l2并实时传输给处理器；
20、s50：计算管头实际高度la并计算出偏差δ，当其到达预期值[δ]时，处理器判断为合格，同时控制移动平台停止移动；
21、s60：用户界面显示测距结果、合格状态；
22、s70：用户发出结束指令，膨胀组件收回；
23、s80：移动平台移走待命。
24、进一步地，在步骤s50中，计算管头实际高度la并计算出偏差δ具体为：
25、la=l1+w·(l2-l1)+δle-δld；
26、δ=|he-la|；
27、w是一个权重因子，其值介于0和1之间；δle是由环境因素引起的测量校正值；δld是由于挠度引起的测量值校正值。
28、进一步地，在步骤s50中，权重因子w取值具体方式为：
29、只使用激光测距仪的结果时，w=0；仅使用辅助测距仪的结果时，w=1；在添加辅助测距仪的测量值，用以调整最终的测量结果的情况下，0<w<1。
30、进一步地，在步骤s50中，δle的具体计算方式为：
31、δle=δltemp+δlhumid；
32、其中，δltemp=αt·(t−-t0)·l；δlhumid=αh·(h-h0)·l；
33、δltemp是温度的测量校正值；δlhumid是湿度的测量校正值；αt是温度引起的线性膨胀系数，αh是湿度引起的线性膨胀系数，t0和h0分别是设定的参考温度和参考湿度；l是测量出的管长。
34、进一步地，在步骤s50中，δld的具体计算方式为：
35、δld=(w·l3)/(48e·i)；
36、其中，w是作用在换热管上的集中载荷或换热管自重产生的等效载荷；e是换热管的弹性模量；i是换热管的截面惯性矩，对于圆管而言，i=(π/64)·(d4-(d-2t)4)；d为测量出的换热管直径；t为测量出的换热管壁厚。
37、通过本专利技术的技术方案，可实现以下技术效果：
38、本专利技术通过结合激光测距仪和辅助测距仪，增加了测量的可靠性和准确性，降低了单一测量点可能带来的误差，能够实现对管头高度的高精度测量；通过处理器控制移动平台、膨胀组件和测量系统，实现了整个测量过程的自动化，减少了手动测量和调整的时间，降低了人为误差，提高了工作效率；为后续对换热器的密封性能和整体质量的处理，打下了良好的基础。
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1.一种应用于管头高度检测定位工装，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的应用于管头高度检测定位工装，其特征在于，所述移动平台设有两个驱动单元，用于控制所述移动平台水平方向上的移动。
3.根据权利要求1所述的应用于管头高度检测定位工装，其特征在于，所述夹持杆为多节组成的伸缩杆；所述膨胀组件包括多段式膨胀环，间隔设置在所述夹持杆的每节上。
4.根据权利要求1所述的应用于管头高度检测定位工装，其特征在于，所述滑块开有接收腔，夹持杆可拆卸式安装在所述接收腔内。
5.根据权利要求4所述的应用于管头高度检测定位工装，其特征在于，所述触发传感器设置在所述滑块开设的所述接收腔端面，与待测换热管接触；所述激光测距仪与所述触发传感器处于同一垂直面，所述接收器和所述激光发射器朝向所述换热管方向。
6.一种应用于管头高度检测定位方法，使用权利要求1~5中任一项所述的应用于管头高度检测定位工装，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的应用于管头高度检测定位方法，其特征在于，在所述步骤S50中，计算管头实际高度La并
8.根据权利要求7所述的应用于管头高度检测定位方法，其特征在于，在所述步骤S50中，权重因子w取值具体方式为：
9.根据权利要求7所述的应用于管头高度检测定位方法，其特征在于，在所述步骤S50中，ΔLe的具体计算方式为：
10.根据权利要求7所述的应用于管头高度检测定位方法，其特征在于，在所述步骤S50中，ΔLd的具体计算方式为：
...【技术特征摘要】
1.一种应用于管头高度检测定位工装，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的应用于管头高度检测定位工装，其特征在于，所述移动平台设有两个驱动单元，用于控制所述移动平台水平方向上的移动。
3.根据权利要求1所述的应用于管头高度检测定位工装，其特征在于，所述夹持杆为多节组成的伸缩杆；所述膨胀组件包括多段式膨胀环，间隔设置在所述夹持杆的每节上。
4.根据权利要求1所述的应用于管头高度检测定位工装，其特征在于，所述滑块开有接收腔，夹持杆可拆卸式安装在所述接收腔内。
5.根据权利要求4所述的应用于管头高度检测定位工装，其特征在于，所述触发传感器设置在所述滑块开设的所述接收腔端面，与待测换热管接触；所述激光测距仪与所述触发传感器处于同一垂直面，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，石正平，刘莺歌，刘茂全，薛峰，
申请(专利权)人：风凯换热器制造常州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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