專利名稱：用于壓力容器封頭形狀偏差測量的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于壓力容器技術領域，具體涉及一種用于壓力容器封頭形狀偏差測
量的裝置。
背景技術：
封頭是構成壓力容器等承壓設備的主要部件之一，常見的形式有球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭等凸形封頭及錐形封頭、變徑段、平板形，其中所述的三種凸形封頭是最常用的封頭。不同形狀的封頭在壓力作用下，應力分布大不一樣，應力水平相差較大；封頭形狀超差，會引起應力增量，從而可能造成其局部應力超過許用極限值，導致封頭失效。現行的壓力容器標準規范都對封頭的形狀偏差提出了規定和要求，封頭和壓力容器的生產廠家必須對成形封頭的形狀進行嚴格的檢查，以確保用于壓力容器的封頭形狀符合標準和規 范的要求。由于封頭形狀的不規則性，目前封頭形狀偏差通常采用樣板進行檢查，即按封頭內表面規定形狀，采用O. 5 lmm鍍鋅鐵皮或厚度為remm的鋁板設計制作內樣板，將內樣板放入封頭通過直尺或塞尺測量樣板與封頭間隙是否符合要求。我國GB150《鋼制壓力容器》和GB/T25198《壓力容器封頭》均規定采用帶間隙的全尺寸的內樣板檢查橢圓形、碟形和球形封頭內表面的形狀偏差。采用樣板來檢查封頭的形狀偏差，雖然簡單易行但并不能直觀和準確量化地反映封頭各處的形狀偏差，且封頭規格不同所需樣板眾多，實際應用中存在很多不便利性。
實用新型內容針對現有技術中存在的上述問題，本實用新型旨在基于激光距離傳感器和角度傳感器測量技術，提供一種用于壓力容器封頭形狀偏差測量的裝置的技術方案，以直觀、準確、量化地檢測封頭斷面的形狀偏差，為封頭形狀偏差檢測提供可靠的科學手段。所述的用于壓力容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于包括與封頭配合連接的定位裝置，定位裝置由導向桿、定位桿、固定桿配合構成，定位桿與導向桿十字相交固定連接，固定桿與導向桿十字相交活動連接，定位裝置上活動連接傳感器裝置，傳感器裝置包括分別與計算機控制連接的激光距離傳感器、角度傳感器、步進電機，角度傳感器與步進電機同軸對接，激光距離傳感器與步進電機同軸轉動。所述的用于壓力容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于所述的角度傳感器與步進電機通過轉動連接工件同軸對接，激光距離傳感器配合設置在轉動連接工件外表面與轉動連接工件構成同軸轉動。所述的用于壓力容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于所述的固定桿與導向桿滑動配合。所述的用于壓力容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于所述定位桿、固定桿的兩端分別采用凹槽結構用于與封頭邊緣卡接配合。[0009]所述的用于壓力容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于所述的導向桿上配合設置長度指示刻度。所述的用于壓力容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于所述的角度傳感器與步進電機分別安裝于固定支架上，固定支架活動連接在定位裝置的導向桿上。上述的用于壓力容器封頭形狀偏差測量的裝置，構思新穎、結構合理，基于激光測量技術，利用激光距離傳感器和角度傳感器的有機結合測定目標點二維極坐標值，經計算機程序實施直角坐標轉化和最小二乘擬合處理以及與封頭標準形狀比對確定形狀偏差的封頭形狀偏差，實現封頭形狀偏差的直觀、準確、量化檢測，為壓力容器封頭形狀偏差測量提供可靠的科學手段。
圖I為本實用新型的結構示意圖； 圖2為圖I的俯視結構示意圖；圖3為所述傳感器裝置的結構示意圖；圖4為應用本實用新型實施檢測時的檢測狀態示意圖；圖中1 一傳感器裝置、101 —步進電機、102 —轉動連接工件、103 —角度傳感器、104 一激光距離傳感器、105 —固定支架、2 —定位裝置、201 —導向桿、202 —定位桿、203 —
固定桿、3 —計算機、4 一封頭。
具體實施方式
現結合說明書附圖，詳細說明本實用新型的具體實施方式
用于壓力容器封頭形狀偏差測量的裝置，如圖1、2、3所示，包括定位裝置2、傳感器裝置I、計算機3，定位裝置2和所測量的封頭4連接并用于安裝傳感器裝置I ;定位裝置2由導向桿201、定位桿202、固定桿203配合構成，導向桿201配合設置長度指示刻度，定位桿202與導向桿201十字相交固定連接，固定桿203與導向桿201十字相交活動連接，固定桿203可在導向桿201上滑動，定位桿202、固定桿203的兩端分別采用凹槽結構用于與所測量的封頭4邊緣卡接，從而使定位裝置2以自緊方式固定于封頭4上。傳感器裝置I包括激光距離傳感器104、角度傳感器103、步進電機101，角度傳感器103與步進電機101分別安裝于固定支架105上，固定支架105活動連接在定位裝置2的導向桿201上；角度傳感器103與步進電機101通過轉動連接工件102同軸對接，激光距離傳感器104配合設置在轉動連接工件102外表面與轉動連接工件102構成同軸轉動，激光距離傳感器104、角度傳感器103和步進電機101分別與含有程序的計算機3控制連接。應用本實用新型所述裝置設施檢測時，如圖4所示，將定位裝置2的導向桿201沿封頭斷面方向擱置在封頭4上，移動導向桿201使定位桿202兩端的凹槽與封頭4的邊緣卡接配合，再移動固定桿203使其兩端凹槽也與封頭4的邊緣卡接配合，從而使定位裝置2以自緊方式固定于封頭4內；通過導向桿201的長度指示刻度確定封頭4連接端口圓截面直徑,計算并確定封頭4連接端口圓截面的圓心刻度值，將傳感器裝置I移動至圓心刻度值位置；激光距離傳感器104使測量目標點為封頭4連接端口圓截面的內表面位置，將此封頭邊緣位置作為測量起點，同時校準角度傳感器103的起始角度，使激光距離傳感器104測量目標點處于測量起點位置時角度傳感器103反饋的旋轉角度為O ;由計算機3控制步進電機101旋轉，角度傳感器103與步進電機101通過轉動連接工件102同軸對接，激光距離傳感器104配合設置在轉動連接工件102外表面與轉動連接工件102構成同軸轉動，激光距離傳感器104從所確定的測量起點開始掃描，旋轉激光距離傳感器104使其測量目標點沿封頭斷面的內表面直至到達封頭4連接端口圓截面的與起始點對應的對向內表面位置時結束，旋轉過程中由激光距離傳感器104測量傳感器到封頭4斷面內表面的間距r，角度傳感器103測量轉動連接工件102的旋轉角度及獲得激光距離傳感器104的旋轉角度Θ，計算機3同步控制激光距離傳感器104、角度傳感器103的測量并實施記錄相應的測量值!■和Θ，即獲得了測量目標點的二維極坐標值；并通過計算機3內置程序實施最小二乘法數據擬合處理，實時繪圖與標準封頭對比確定形狀偏差，自動判斷是否合格，實現直觀、準確、量化地檢測封頭形狀偏差，為壓力容器封頭形狀偏差測量提供可靠的科學手段。本實用新型所述壓力容器封頭形狀偏差測量方法和裝置可廣發應用于半球形封 頭、橢圓形封頭、碟形封頭、球冠形封頭等各種凸形封頭的形狀偏差測量。
權利要求1.用于壓カ容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于包括與封頭(4)配合連接的定位裝置(2),定位裝置(2)由導向桿(201)、定位桿(202)、固定桿(203)配合構成,定位桿(202)與導向桿(201)十字相交固定連接，固定桿(203)與導向桿(201)十字相交活動連接，定位裝置(2 )上活動連接傳感器裝置(I)，傳感器裝置(I)包括分別與計算機(3 )控制連接的激光距離傳感器(104)、角度傳感器(103)、步進電機(101)，角度傳感器(103)與步進電機(101)同軸對接，激光距離傳感器(104)與步進電機(101)同軸轉動。
2.如權利要求I所述的用于壓カ容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于所述的角度傳感器(103)與步進電機(101)通過轉動連接エ件(102)同軸對接，激光距離傳感器(104)配合設置在轉動連接エ件(102)外表面與轉動連接エ件(102)構成同軸轉動。
3.如權利要求I所述的用于壓カ容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于所述的固定桿(203)與導向桿(201)滑動配合。
4.如權利要求I所述的用于壓カ容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于所述定位桿(202)、固定桿(203)的兩端分別采用凹槽結構用干與封頭(4)邊緣卡接配合。
5.如權利要求I所述的用于壓カ容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于所述的導向桿(201)上配合設置長度指示刻度。
6.如權利要求I所述的用于壓カ容器封頭形狀偏差測量的裝置，其特征在于所述的角度傳感器(103)與步進電機(101)分別安裝于固定支架(105)上，固定支架(105)活動連接在定位裝置(2)的導向桿(201)上。
專利摘要用于壓力容器封頭形狀偏差測量的裝置，屬于壓力容器技術領域，其特征在于包括與封頭連接的定位裝置，定位裝置的定位桿與導向桿十字相交固定連接，固定桿與導向桿十字相交活動連接，定位裝置上活動連接傳感器裝置，傳感器裝置包括分別與計算機控制連接的激光距離傳感器、角度傳感器、步進電機，角度傳感器與步進電機同軸對接，激光距離傳感器與步進電機同軸轉動；本實用新型構基于激光測量技術，利用激光距離傳感器和角度傳感器的有機結合測定目標點二維極坐標值，應用本裝置的測量數據經計算機程序實施數據處理、標準比對，可實現封頭形狀偏差的直觀、準確、量化檢測，為壓力容器封頭形狀偏差測量提供可靠的科學手段。
文檔編號G01B21/20GK202547630SQ20122013587
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者張迪, 盛水平, 邢璐, 陳海云 申請人:杭州市特種設備檢測院