CN102411014A - 管道热损测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管道热损测量系统，包括：机械臂、超声波风速风向仪、温度变送器、测温元件、无线信号发送模块、无线信号接收模块、工业计算机、电源和旋钮；所述机械臂顶端设有夹爪，夹爪上设有测温元件，机械臂的杆体部分固定超声波风速风向仪、温度变送器和无线信号发送模块，测温元件与温度变送器连接；机械臂的杆体底部设有控制夹爪张开和闭合的旋钮；所述工业计算机上连接无线信号接收模块，无线信号接收模块接收无线信号发送模块传送的无线信号；所述电源为超声波风速风向仪、温度变送器、测温元件和无线信号发送模块提供电能。本发明提高了管道热损测量的实时性和准确性，加快了测量速度，提高了工作效率，操作更简单快捷。

Description

管道热损测量系统
技术领域
本发明涉及一种测量系统，特别是涉及一种管道热损测量系统。
背景技术
在许多工业领域广泛应用的蒸汽或物料等输热管道的热损值, 不仅是综合反映输热管道热设计、保温材料、施工工艺等总体水平的关键参数, 而且是评估待改造管道或新建管道保温节能状况的主要依据。管道热损值还影响由蒸汽加热的化工反应装置的工艺温度, 从而对反应物的得率产生重大影响。因此, 对输热管道热损进行现场测试方法的工程研究, 具有十分明显的工程价值。
目前国内测量管道热损的表面温度法有很大的局限性，其必须将测温元件贴在管道表面，测出供热管道表面温度，以及测量当地风速、环境温度等数据，并将数据进行人工计算得出管道截面热流密度，操作复杂繁琐，工作人员的效率很低；对于高空管道的测量，贴测温元件时还有一定的危险性。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种管道热损测量系统。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所述的一种管道热损测量系统，包括：机械臂、超声波风速风向仪、温度变送器、测温元件、无线信号发送模块、电源、旋钮、夹爪、无线信号接收模块和工业计算机；
所述机械臂包括：机械臂臂头、机械臂体壳、固定连接件、底部传动件、中间传动杆、顶部传动件、蜗杆、夹爪固定件；
所述机械臂中机械臂臂头固定于机械臂体壳上部，机械臂臂头内部为中空结构，罩住蜗杆和夹爪固定件；机械臂中底部传动件与旋钮固定连接，固定连接件与机械臂体壳之间采用螺纹连接，固定连接件与底部传动件紧配连接，中间传动杆连接在底部传动件的上方，顶部连接件连接在中间传动杆的上方，蜗杆固定于顶部连接件顶端；夹爪固定件采用螺纹连接方式固定于蜗杆杆体上；夹爪采用活动连接方式固定于夹爪固定件上同一水平位置；所述机械臂臂头两侧同一水平位置设有开口，夹爪底端从开口进入机械臂臂头内与夹爪固定件活动连接；
所述夹爪上设有测温元件，机械臂体壳外部固定超声波风速风向仪、温度变送器、无线信号发送模块；测温元件与温度变送器连接，温度变送器与无线信号发送模块连接；所述工业计算机上连接无线信号接收模块，无线信号接收模块接收无线信号发送模块传送的无线信号；所述电源为超声波风速风向仪、温度变送器、测温元件和无线信号发送模块提供电能。
本发明中所述测温元件优选采用热电阻。
本发明所述机械臂体壳为伸缩杆，可根据管道的高度调节机械臂的长度，使用方便。
本发明中所述夹爪内侧设有应力弹簧，应力弹簧的设置使夹爪上的测温元件贴合在待测量热损的管道的表面，有效的保护了测温元件，使夹爪上的测温元件不因夹爪的机械力而损伤，延长了整个系统的使用寿命。
有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）本发明通过机械臂的使用，使对管道的热损测量更为简便，可进行连续操作，避免每次测量反复贴热电偶的过程，加快了测量速度，提高了测量工作效率；
（2）由于机械臂的使用，工作人员可通过机械臂直接站在地面测量，提高了操作的安全性，特别是对于高空管道，无需工作人员攀爬贴热电偶；机械臂上的应力弹簧可有效保证测试过程中测温元件的应力稳定，确保测试精度。
（3）本发明提高了管道热损测量的实时性和准确性，加快了测量速度，提高了工作效率，操作更简单快捷。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中机械臂底端的剖视图。
图3为本发明中中间传动杆和顶端传动杆连接剖视图。
图4为本发明中机械臂顶端的剖视图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例
如图1所示的一种管道热损测量系统，包括：机械臂2、超声波风速风向仪3、温度变送器4、测温元件5、无线信号发送模块6、电源9、旋钮10、夹爪11、无线信号接收模块7和工业计算机8。
本实施例中所述机械臂2包括：机械臂臂头21、机械臂体壳22、固定连接件23、底部传动件24、中间传动杆25、顶部传动件26、蜗杆27、夹爪固定件28和销钉29。
本实施例中所述测温元件5为热电阻；夹爪11内侧设有应力弹簧。
上述各部件的连接关系如下：
所述机械臂2中机械臂臂头21固定于机械臂体壳22上部，机械臂臂头21内部为中空结构，罩住蜗杆27和夹爪固定件28；机械臂2中底部传动件24与旋钮10通过销钉29固定连接在一起，固定连接件23与机械臂体壳22之间采用螺纹连接，固定连接件23与底部传动件24紧配连接，中间传动杆25连接在底部传动件24的上方，中间传动杆25于底部传动件24之间采用卡扣连接；顶部连接件26连接在中间传动杆25的上方，顶部连接件26与中间传动杆25之间也采用卡扣连接；蜗杆27固定于顶部连接件26顶端；夹爪固定件28采用螺纹连接方式固定于蜗杆27杆体上；夹爪11采用活动连接方式固定于夹爪固定件28上同一水平位置；所述机械臂臂头21两侧同一水平位置设有开口，夹爪11底端从开口进入机械臂臂头21内与夹爪固定件28活动连接；
所述夹爪11上设有热电阻5和应力弹簧，机械臂体壳22外部固定超声波风速风向仪3、温度变送器4、无线信号发送模块6；热电阻5与温度变送器4连接，温度变送器4与无线信号发送模块6连接；所述工业计算机8上连接无线信号接收模块7，无线信号接收模块7接收无线信号发送模块6传送的无线信号；所述电源9为超声波风速风向仪3、温度变送器4、热电阻5和无线信号发送模块6提供电能。
本实施例所述管道热损测量系统的工作原理如下：
当需要测量时，伸出机械臂2，顺时针转动旋钮10，旋钮10带动底部传动件24顺时针转动，底部传动件24通过卡扣连接带动中间传动杆25顺时针转动，中间传动杆25带动顶部传动件26顺时针转动，顶部传动件26带动蜗杆27顺时针转动，而蜗杆27的转动带动夹爪固定件28沿着蜗杆27向下运动，夹爪固定件28向下运动带动夹抓11闭合，转动转动旋钮10直至夹爪11卡住待测管体1；
夹爪11内侧的应力弹簧在夹爪11卡住待测管体1时，贴合在测管体1的外表面上，在应力弹簧的减震和保护下，使贴合在贴合在管道1外表面的热电阻5不受夹爪作用力损伤，夹爪夹角设置完毕后，将机械臂2取下，测量出夹爪11的张角角度，并将张角角度值输入工业计算机8，业计算机8自动生成待测管体1的管直径值，夹爪11上的热电阻5测量待测管道1外表面的温度，与热电阻5相连的温度变送器4将热电阻5测量的温度值变为可传送的信号送至无线信号发送模块6；超声波风速风向仪3测量待测管道1周围环境的风速以及风速与管道的夹角，并将测量的数据送至无线信号发送模块6；无线信号发送模块6将各数据信号传送出，无线信号接收模块7接收从无线信号发送模块6传送来的数据，然后将接收的信号送至工业计算机8内，工业计算机8将接收到的温度值、风速值、风速与管道的夹角值存储；工业计算机8对存储的数据进行处理并生成管道热损测量报告。
本实施例管道热损测量系统的工作方式如下：
（1）、选定待测管体1，根据待测管体1的高度调节机械臂的长度；
（2）、将夹爪抵住管道，旋动机械臂底部的旋钮，直到夹爪抱紧管道，保持夹爪抱紧管道一段时间，取下机械臂，测量出机械臂上夹爪张角值并输入工业计算机；机械臂上的超声波风速风向仪3、温度变送器4、测温元件5、无线信号发送模块6开始工作，将实时的温度值、风速值、风速与管道的夹角值通过无线信号发送模块6和无线信号接收模块7送入工业计算机8，整个测量时间大约1分钟，在此过程中，数据将会实时输入计算机，直至管道截面测量结束，将旋钮松开，测量下一截面；
（3）、测量完全部截面，保存测量数据，生成管道热损测量报告。

Claims (4)

1.一种管道热损测量系统，其特征在于：包括：机械臂（2）、超声波风速风向仪（3）、温度变送器（4）、测温元件（5）、无线信号发送模块（6）、电源（9）、旋钮（10）、夹爪（11）、无线信号接收模块（7）和工业计算机（8）；
所述机械臂（2）包括：机械臂臂头（21）、机械臂体壳（22）、固定连接件（23）、底部传动件（24）、中间传动杆（25）、顶部传动件（26）、蜗杆（27）、夹爪固定件（28）；
所述机械臂（2）中机械臂臂头（21）固定于机械臂体壳（22）上部，机械臂臂头（21）内部为中空结构，罩住蜗杆（27）和夹爪固定件（28）；机械臂（2）中底部传动件（24）与旋钮（10）固定连接，固定连接件（23）与机械臂体壳（22）之间采用螺纹连接，固定连接件（23）与底部传动件（24）紧配连接，中间传动杆（25）连接在底部传动件（24）的上方，顶部连接件（26）连接在中间传动杆（25）的上方，蜗杆（27）固定于顶部连接件（26）顶端；夹爪固定件（28）采用螺纹连接方式固定于蜗杆（27）杆体上；夹爪（11）采用活动连接方式固定于夹爪固定件（28）上同一水平位置；所述机械臂臂头（21）两侧同一水平位置设有开口，夹爪（11）底端从开口进入机械臂臂头（21）内与夹爪固定件（28）活动连接；
所述夹爪（11）上设有测温元件（5），机械臂体壳（22）外部固定超声波风速风向仪（3）、温度变送器（4）、无线信号发送模块（6）；测温元件（5）与温度变送器（4）连接，温度变送器（4）与无线信号发送模块（6）连接；所述工业计算机（8）上连接无线信号接收模块（7），无线信号接收模块（7）接收无线信号发送模块（6）传送的无线信号；所述电源（9）为超声波风速风向仪（3）、温度变送器（4）、测温元件（5）和无线信号发送模块（6）提供电能。
2.根据权利要求1所述的一种管道热损测量系统，其特征在于：所述测温元件（5）为热电阻。
3.根据权利要求1所述的一种管道热损测量系统，其特征在于：所述机械臂体壳（22）为伸缩杆。
4.根据权利要求1所述的一种管道热损测量系统，其特征在于：所述夹爪（11）内侧设有应力弹簧。
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