CN203465199U - 用于快速预测高温金属部件受热面失效趋势的手持式探头 - Google Patents

Abstract

一种快速预测高温金属部件受热面失效趋势的手持式探头：探头形如手枪状，枪身内前部从上往下设有等离子体光谱收光透镜(3)和脉冲激光聚焦透镜(2)，两者焦点重合于一点，脉冲激光聚焦透镜后设有激光头(1)，激光头的开关(6)设在手柄(5)上，等离子体光谱收光透镜后的焦点处设有带光纤(4)的光纤头，光纤头的收光方向与激光头的出光方向之间成一定角度，光纤和电源线(8)套有保护套管(9)后外接处理分析模块和电源。本探头利用激光诱导击穿光谱技术预测分析受热面材料的失效趋势，避免了传统割管检测造成的损伤，实现了对受热面材料的无损、快速预测，该探头结构简单，操作灵活，携带方便。

Description

用于快速预测高温金属部件受热面失效趋势的手持式探头

技术领域

本实用新型涉及一种检测设备的分析探头，尤其涉及一种基于激光诱导击穿光谱技术预测高温金属部件受热面失效趋势的手持式探头。

背景技术

随着电厂机组大容量、高参数的发展，受热面需要在更高的温度和压力条件下长期运行，受热面的运行状态已成为直接影响锅炉安全、经济运行的重要因素之一。同时，随着超（超）临界机组的应用，锅炉的安全运行对电网的安全可靠至关重要。受热面材料在高温高压下的长时间运行会导致金属材料的特性发生变化，逐渐发生老化和损伤，产生裂纹和内伤，使得锅炉爆管的几率大大增加。

目前国内外对高温金属部件的状况检测主要是在停炉检修时进行，利用具有破坏性的割管检测和无损检测等技术。割管检测对受热面管造成永久性损伤；而目前采用的无损检测监测技术主要有射线检测、交流电位降法检测、电磁感应涡流检测、磁检测、渗透检测、超声和红外检测等。现有的无损检测技术主要是对高温受热面已有的缺陷进行检测，难以对现役的锅炉受热面进行全面监测。对于高温受热面，当缺陷出现时，就存在巨大的安全隐患。如果能在缺陷出现前，分析预测受热面材料的失效趋势，针对性的重点监督相关受热面，快速准确地判断受热面的使用状态，失效严重的可以提前更换部件，避免出现重大的安全事故，减少机组的非计划停机，提高机组可用率，进而保障电网的安全可靠运行。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种用于快速预测高温金属部件受热面失效趋势的手持式探头，其能在缺陷出现前，分析预测受热面材料的失效趋势，针对性的重点监督相关受热面，快速准确地判断受热面的使用状态，失效严重的可以提前更换部件，避免出现重大的安全事故，减少机组的非计划停机，提高机组可用率，进而保障电网的安全可靠运行。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种快速预测高温金属部件受热面失效趋势的手持式探头，其特征是：探头形如手枪状，枪身内的前部从上往下设有等离子体光谱收光透镜3和脉冲激光聚焦透镜2，脉冲激光聚焦透镜和等离子体光谱收光透镜的焦点重合于一点，脉冲激光聚焦透镜2后设有激光头1，激光头1的开关6设在手柄5上，等离子体光谱收光透镜后的焦点处设有带光纤4的光纤头，光纤头的收光方向与激光头的出光方向之间成一定角度，光纤4和电源线8套有保护套管9后外接处理分析模块和电源。

所述的脉冲激光聚焦透镜为平凸透镜，起聚焦脉冲激光的作用。

所述的等离子体光谱收光透镜为双凸透镜，起聚焦等离子体信号的作用。 

激光头是微型脉冲激光器的激光头，具有体积小、重量轻的特点，用于提供激光诱导击穿光谱技术分析的光源；光纤用于接收聚焦之后的激光与受热面材料作用所产生等离子体信号；开关按钮用于控制探头的工作状态，向下按按钮为开，向上按按钮为关；电源线用于提供激光头工作所需电流。

在上述基础上，本实用新型还可以做如下的进一步的改进：

所述的保护套管9外表为波浪形，柔韧性好，抗扭曲，内包裹电源线8和光纤4，起绝缘保护作用；

所述的手柄5上刻有握手凹槽7。

所述的光纤头的收光方向与激光头的出光方向之间角度在30-45度。

本实用新型的有益效果是：避免了传统的割管检测造成的损伤，提供了一种基于激光诱导击穿光谱的快速预测受热面失效趋势的手持式探头，实现了对受热面材料的无损、快速预测，结构简单，操作灵活，携带方便。

附图说明

附图为本实用新型的手持式探头的结构示意图。

图中：1-激光头；2-脉冲激光聚焦透镜；3-等离子体光谱收光透镜；4-光纤；5-手柄；6-开关按钮；7-握手块；8-电源线，9-保护套管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

在附图中，本实用新型的手持式探头，包括激光头1，脉冲激光聚焦透镜2，等离子体光谱收光透镜3，光纤4，手柄5，开关按钮6，握手块7，电源线8和保护套管9。

探头形如手枪状，枪身内的前部从上往下设有等离子体光谱收光透镜3和脉冲激光聚焦透镜2，脉冲激光聚焦透镜和等离子体光谱收光透镜的焦点重合于一点，脉冲激光聚焦透镜2后设有激光头1，激光头1的开关6设在手柄5上，等离子体光谱收光透镜后的焦点处设有带光纤4的光纤头，光纤头的收光方向与激光头的出光方向之间成一定角度，光纤4和电源线8套有保护套管9后外接分析模块和电源。

激光头1是微型脉冲激光器的激光头，具有体积小，重量轻的特点，置于手持式探头水平段，激光头1通过电源线8供电，用于提供激光诱导击穿光谱技术分析的脉冲激光。脉冲激光聚焦透镜2置于激光头前，是平凸透镜，起聚焦脉冲激光的作用，等离子体光谱收光透镜3置于光纤头前，是双凸透镜，起聚焦等离子体信号的作用；且脉冲激光聚焦透镜2和等离子体光谱收光透镜3的焦点重合于一点。光纤4的收光方向与激光头的出光方向成一定的角度，且光纤头位于等离子体光谱收光透镜3的焦点处。开关按钮6用于控制检测的开始和结束。握手块7符合人体设计，便于携带和操作。电源线8用于提供激光头工作所需电流。保护套管9外表为波浪形，柔韧性好，抗扭曲，内包裹电源线8和光纤4，起绝缘保护作用。

具体工作方式如下：首先按下开关按钮6时，激光头1发出脉冲激光，脉冲激光经脉冲激光聚焦透镜2聚焦后作用于被检测的受热面材料上，受热面材料受激发形成等离子体，等离子体信号经过等离子体光谱收光透镜3聚焦后被光纤4接收并传输至后续的处理分析模块中留待分析处理。在上述操作情况下，再次按下开关按钮，检测结束。

Claims (4)

1.一种用于快速预测高温金属部件受热面失效趋势的手持式探头，其特征是：探头形如手枪状，枪身内前部从上往下设有等离子体光谱收光透镜(3)和脉冲激光聚焦透镜(2)，两者焦点重合于一点，脉冲激光聚焦透镜后设有激光头(1)，激光头的开关(6)设在手柄(5)上，等离子体光谱收光透镜后的焦点处设有带光纤(4)的光纤头，光纤头的收光方向与激光头的出光方向之间成一定角度，光纤和电源线(8)套有保护套管(9)后外接处理分析模块和电源。

2.根据权利要求1所述的用于快速预测高温金属部件受热面失效趋势的手持式探头，其特征是：所述的脉冲激光聚焦透镜为平凸透镜，起聚焦脉冲激光的作用；所述的等离子体光谱收光透镜为双凸透镜，起聚焦等离子体信号的作用。

3.根据权利要求2所述的用于快速预测高温金属部件受热面失效趋势的手持式探头，其特征是：所述的保护套管外表为波浪形，柔韧性好，抗扭曲，内包裹电源线和光纤，起绝缘保护作用；所述的手柄上刻有握手凹槽。

4.根据权利要求3所述的用于快速预测高温金属部件受热面失效趋势的手持式探头，其特征是: 所述的光纤头的收光方向与激光头的出光方向之间角度在30-45度。

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