CN208282853U - 发电厂支吊架检测系统 - Google Patents

Abstract

一种发电厂支吊架检测系统包括荷载检测装置、振动检测装置、位移检测装置、信息处理模块、通信模块、电源模块、固定壳体，所述荷载检测装置、振动检测装置、位移检测装置、信息处理模块、通信模块、电源模块设置在固定壳体上，信息处理模块包括数模转换单元、微控制单元，数模转换单元将荷载检测装置、振动检测装置、位移检测装置传输的模拟信号转换成对应的数字信号，数模转换单元将转换的对应的数字信号提供给微控制单元，微控制单元根据数模转换单元提供的数字信号产生对应的荷载信息、振动频率信息、位移信息，并将产生的荷载信息、振动频率信息、位移信息提供给通信模块，通信模块将荷载信息、振动频率信息、位移信息发送给监控人员。

Description

发电厂支吊架检测系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉检测技术领域，尤其涉及一种发电厂支吊架检测系统。

背景技术

火力发电厂的锅炉和管道，均悬吊在各钢架结构的钢梁上，中间连接部分就是支吊架。支吊架一端固定在钢架结构的钢梁上，另一端有序连接着管道、锅炉设备、或运行中产生热位移的设备装置，起着承受重量、限制位移和控制振动的重要作用，是各设备安全运行的基础，决定着锅炉及其管道的安全性和使用寿命。

目前，发电厂的自动化程度、自动检测程度已经很高，实现了对温度、压力、流量、液位、电压、电流、转数、振动、气体成分、汽水品质等的自动检测、实时监测。然而，对支吊架的检测、监测还停留在人工低水平层级。因此常导致支吊架异常而发生事故或部件损伤，比如：炉外汽水管道爆破，锅炉炉膛内爆管，汽水管线三通、弯头焊缝产生裂纹，锅炉联箱与管排间焊缝产生裂纹，锅炉四角产生裂纹等。为了保证机组运行更安全，必须提高支吊架的安全等级，实现支吊架状态的数字化。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种检测精度高、反馈信息及时稳定的发电厂支吊架检测系统。

一种发电厂支吊架检测系统包括荷载检测装置、振动检测装置、位移检测装置、信息处理模块、通信模块、电源模块、固定壳体，所述荷载检测装置、振动检测装置、位移检测装置、信息处理模块、通信模块、电源模块设置在固定壳体上，荷载检测装置、振动检测装置、位移检测装置与信息处理模块电性连接，荷载检测装置用于感应支吊架的微应变，并根据支吊架的微应变生成模拟信号传输至信息处理模块，振动检测装置感应采集支吊架的振动频率，并根据支吊架的振动频率生成模拟信号传输至信息处理模块，位移检测装置用于感应支吊架的位移，并根据支吊架发生的位移生成模拟信号传输至信息处理模块，信息处理模块包括数模转换单元、微控制单元，数模转换单元将荷载检测装置、振动检测装置、位移检测装置传输的模拟信号转换成对应的数字信号，数模转换单元将转换的对应的数字信号提供给微控制单元，微控制单元根据数模转换单元提供的数字信号产生对应的荷载信息、振动频率信息、位移信息并存储，并将产生的荷载信息、振动频率信息、位移信息提供给通信模块，通信模块将荷载信息、振动频率信息、位移信息发送给监控人员，以使监控人员根据通信模块提供的荷载信息、振动频率信息、位移信息来了解支吊架的使用状态。

优选的，所述通信模块包括无线发射单元和远程接收单元，微控制单元与无线发射单元电性连接，以将微控制单元产生的荷载信息、振动频率信息、位移信息通过无线发射单元和远程接收单元传输至监控平台，监控平台在显示屏上显示出实时荷载信息、振动频率信息、位移信息图像以及数值。

优选的，所述测量支吊架荷载的荷载检测装置包括弹性载体、四个应变片，所述弹性载体包括环状体、两个防滑体，环状体、防滑体一体成型，所述两个防滑体分别位于环状体的两侧，防滑体一侧的表面设有防滑纹，以增大弹性载体与支吊架之间的摩擦力，四个应变片设置在环状体上，且四个应变片按照惠斯通电桥的方式电性连接，并将应变片受力后生成的电压信号传输至数模转换单元，其中，两个应变片位于环状体的内壁上，两个应变片位于环状体的外壁上，且环状体的内壁上的两个应变片与环状体的外壁上的两个应变片分别相正对，以感应支吊架的应变。

优选的，所述防滑体为矩形的片状，防滑体的一侧的表面设有若干条状凸起，以形成防滑纹，防滑体与环状体之间设有一段预定宽度的条状体，以使防滑体与环状体稳固连接。

优选的，所述防滑体上设有固定孔，外界的固定装置穿过防滑体上的固定孔并固定在支吊架上，以防止弹性载体与支吊架发生相对移动。

优选的，所述固定壳体包括固定卡座、两个U型卡具，所述固定卡座的内侧设有安置槽，荷载检测装置设置在安置槽中，安置槽的顶端为弧形，以便与支吊架固定连接，固定卡座的内部设有空腔，以安放振动检测装置、信息处理模块、通信模块、电源模块，固定卡座还设有四个通孔，U型卡具的开口端先后穿过支吊架和固定卡座的通孔，U型卡具的开口端设有外螺纹，螺母套设在开口端上，以使固定卡座与支吊架固定连接，所述振动检测装置的一端与固定卡座固定连接。

优选的，所述固定卡座包括盒体和盖体，所述盒体和盖体上分别设有螺纹孔，以使盒体和盖体通过螺栓固定连接，振动检测装置、信息处理模块、通信模块、电源模块安放在盒体中。

优选的，所述固定卡座还设有两个螺纹孔，螺纹孔与防滑体的固定孔相对应，螺栓穿过固定卡座的螺纹孔和防滑体的固定孔，以防止弹性载体与支吊架发生相对移动。

有益效果：本实用新型的发电厂支吊架检测系统包括测量支吊架荷载的荷载检测装置、测量支吊架振动频率的振动检测装置、测量支吊架位移的位移检测装置、信息处理模块、通信模块、电源模块、固定壳体，能够实时检测支吊架的运行状态，监控人员可以随时调阅支吊架的检测数据，通过对检测数据的比对，能够及时发现支吊架的异常，并对支吊架的异常进行预警，大大降低了事故发生的可能性。同时，由于不需要工作人员进入现场检测，因此人员劳力成本得到降低，人员的检测安全性也能够得到保障。

附图说明

图1为本实用新型的发电厂支吊架检测系统的功能模块图。

图2为本实用新型的测量支吊架荷载的荷载检测装置的结构示意图。

图3为本实用新型的测量支吊架荷载的荷载检测装置的一较佳实施方式的平面结构图。

图4为本实用新型的测量支吊架荷载的荷载检测装置的另一较佳实施方式的平面结构示意图。

图5为本实用新型的测量支吊架荷载的荷载检测装置与支吊架的位置关系图。

图6为本实用新型的固定卡座与荷载检测装置的位置关系图。

图7为本实用新型的固定壳体与支吊架的连接关系图。

图8为另一较佳实施方式的固定壳体与支吊架的连接关系平面图。

图9为再一较佳实施方式的固定壳体与支吊架的连接关系平面图。

图中：发电厂支吊架检测系统10、荷载检测装置20、弹性载体201、环状体2011、防滑体2012、防滑纹20121、固定孔20122、应变片202、振动检测装置30、位移检测装置40、信息处理模块50、数模转换单元501、微控制单元502、通信模块60、无线发射单元601、远程接收单元602、固定壳体70、固定卡座701、安置槽7011、盒体7012、盖体7013、U型卡具702、支吊架703。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

请参看图1，发电厂支吊架检测系统10包括荷载检测装置20、振动检测装置30、位移检测装置40、信息处理模块50、通信模块60、电源模块、固定壳体70，所述荷载检测装置20、振动检测装置30、位移检测装置40、信息处理模块50、通信模块60、电源模块设置在固定壳体70上，荷载检测装置20、振动检测装置30、位移检测装置40与信息处理模块50电性连接，荷载检测装置20用于感应支吊架703的微应变，并根据支吊架703的微应变生成模拟信号传输至信息处理模块50，振动检测装置30用于感应支吊架703的振动频率，并根据支吊架703的振动频率生成模拟信号传输至信息处理模块50，位移检测装置40用于感应支吊架703发生的位移，并根据支吊架703的位移生成模拟信号传输至信息处理模块50，信息处理模块50包括数模转换单元501、微控制单元502，数模转换单元501将荷载检测装置20、振动检测装置30、位移检测装置40传输的模拟信号转换成对应的数字信号，数模转换单元501将转换的对应的数字信号提供给微控制单元502，微控制单元502根据数模转换单元501提供的数字信号产生对应的荷载信息、振动频率信息、位移信息并存储，并将产生的荷载信息、振动频率信息、位移信息提供给通信模块60，通信模块60将荷载信息、振动频率信息、位移信息发送给监控人员，以使监控人员根据通信模块60提供的荷载信息、振动频率信息、位移信息来了解支吊架703的使用状态。

在一较佳实施方式中，所述振动检测装置30为加速度传感器。

在一较佳实施方式中，所述位移检测装置40为红外位移传感器。

在另一较佳实施方式中，所述位移检测装置40为雷达。

发电厂支吊架检测系统10通过实时采集支吊架703的荷载大小、实时采集支吊架703的振动数据，并将支吊架703的振动数据通过微控制单元502散列成每小时的振动数据，并将支吊架703的荷载数据通过微控制单元502散列成每天四次的支吊架703荷载的数据，并存储在微控制单元502中。管理人员可以实时查看支吊架703的相关检测数据，确定支吊架703的使用状态。上传的检测数据包括支吊架703的荷载、振动频率、位移。管理人员通过与预定的支吊架的基准安全数据进行对比，来对支吊架703的安全状态进行预警，防止事故的发生。

在发电厂支吊架检测系统10中，还可设置常规的温度传感器、电压计，以检测环境温度和电源电压，从而达到更好的使用效果。

在一较佳实施方式中，所述通信模块60以LoRa局域网的形式进行数据传输。

在另一较佳实施方式中，所述通信模块60以NB-loT网的形式，即基于蜂窝的窄带物联网进行数据传输。

进一步的，通信模块60包括无线发射单元601和远程接收单元602，微控制单元502与无线发射单元601电性连接，以将微控制单元502产生的荷载信息、振动频率信息、位移信息通过无线发射单元601和远程接收单元602传输至监控平台，监控平台在显示屏上显示出实时荷载信息、振动频率信息、位移信息图像以及数值。

进一步的，请参看图2至图8，所述测量支吊架703荷载的荷载检测装置20包括弹性载体201、四个应变片202，所述弹性载体201包括环状体2011、两个防滑体2012，环状体2011、防滑体2012一体成型，所述两个防滑体2012分别位于环状体2011的两侧，防滑体2012一侧的表面设有防滑纹20121，以增大弹性载体201与支吊架703之间的摩擦力，四个应变片202设置在环状体2011上，且四个应变片202按照惠斯通电桥的方式电性连接，并将应变片202受力后生成的电压信号传输至数模转换单元501，其中，两个应变片202位于环状体2011的内壁上，两个应变片202位于环状体2011的外壁上，且环状体2011的内壁上的两个应变片202与环状体2011的外壁上的两个应变片202分别相正对，以感应支吊架703的应变。

当支吊架703产生应力变化时，由于防滑体2012附着在支吊架703上，因此防滑体2012产生形变，从而带动环状体2011发生形变。由于是环状体2011且带有弹性，因此形变更加明显，从而使应变片202的感应更加敏感，从而提高了荷载检测装置20检测的灵敏度。

决定支吊架703的荷载的因素有：支吊架703的微应变系数ε、支吊架703的直径D、支吊架703的弹性模量E、弹性载体201的长度L，由于支吊架703的直径、支吊架703的弹性模量和弹性载体201的长度都能够确定，因此只需要荷载检测装置20检测出支吊架703的微应变即可计算出支吊架703的荷载值。

在一较佳实施方式中，所述四个应变片202按照惠斯通电桥中的环形全桥，即四应变片法连接电路，支吊架703产生的微应变会使应变片202所在的电路产生电压信号，与应变片202连接的信息处理模块50根据电压信号产生相应的数值。

在一较佳实施方式中，所述弹性载体201为弹性良好的合金钢，例如40CrNiMoA。合金钢作为弹性载体201，能够使应变片202的感应更加灵敏，如果使用弹性较差的金属等作为应变片202的载体，那么检测误差将比较大。

进一步的，所述防滑体2012为矩形的片状，防滑体2012的一侧的表面设有若干条状凸起，以形成防滑纹20121，防滑体2012与环状体2011之间设有一段预定宽度的条状体，以使防滑体2012与环状体2011稳固连接。

进一步的，所述防滑体2012上设有固定孔20122，外界的固定装置穿过防滑体2012上的固定孔20122并固定在支吊架703上，以防止弹性载体201与支吊架703发生相对移动。

进一步的，所述固定壳体70包括固定卡座701、两个U型卡具702，所述固定卡座701的内侧设有安置槽7011，荷载检测装置20设置在安置槽7011中，安置槽7011的顶端为弧形，以便与支吊架703固定连接，固定卡座701的内部设有空腔，以安放振动检测装置30、信息处理模块50、通信模块60、电源模块，固定卡座701还设有四个通孔，U型卡具702的开口端先后穿过支吊架703和固定卡座701的通孔，U型卡具702的开口端设有外螺纹，螺母套设在开口端上，以使固定卡座701与支吊架703固定连接，所述振动检测装置30的一端与固定卡座701固定连接。

在一较佳实施方式中，荷载检测装置20也可设置在固定卡座701的外侧，由于固定卡座701与支吊架703连接很紧密，因此支吊架703与固定卡座701能够同步发生微应变，从而带动弹性载体201发生微应变，以使荷载检测装置20产生电压信号。

在另一较佳实施方式中，固定壳体70支吊架703焊接。

进一步的，所述固定卡座701包括盒体7012和盖体7013，所述盒体7012和盖体7013上分别设有螺纹孔，以使盒体7012和盖体7013通过螺栓固定连接，振动检测装置30、信息处理模块50、通信模块60、电源模块安放在盒体7012中。

进一步的，所述固定卡座701还设有两个螺纹孔，螺纹孔与防滑体2012的固定孔20122相对应，螺栓穿过固定卡座701的螺纹孔和防滑体2012的固定孔20122，以防止弹性载体201与支吊架703发生相对移动。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种发电厂支吊架检测系统，其特征在于：发电厂支吊架检测系统包括荷载检测装置、振动检测装置、位移检测装置、信息处理模块、通信模块、电源模块、固定壳体，所述荷载检测装置、振动检测装置、位移检测装置、信息处理模块、通信模块、电源模块设置在固定壳体上，荷载检测装置、振动检测装置、位移检测装置与信息处理模块电性连接，荷载检测装置用于感应支吊架的微应变，并根据支吊架的微应变生成模拟信号传输至信息处理模块，振动检测装置感应采集支吊架的振动频率，并根据支吊架的振动频率生成模拟信号传输至信息处理模块，位移检测装置用于感应支吊架的位移，并根据支吊架发生的位移生成模拟信号传输至信息处理模块，信息处理模块包括数模转换单元、微控制单元，数模转换单元将荷载检测装置、振动检测装置、位移检测装置传输的模拟信号转换成对应的数字信号，数模转换单元将转换的对应的数字信号提供给微控制单元，微控制单元根据数模转换单元提供的数字信号产生对应的荷载信息、振动频率信息、位移信息并存储，并将产生的荷载信息、振动频率信息、位移信息提供给通信模块，通信模块将荷载信息、振动频率信息、位移信息发送给监控人员，以使监控人员根据通信模块提供的荷载信息、振动频率信息、位移信息来了解支吊架的使用状态。

2.如权利要求1所述的发电厂支吊架检测系统，其特征在于：所述通信模块包括无线发射单元和远程接收单元，微控制单元与无线发射单元电性连接，以将微控制单元产生的荷载信息、振动频率信息、位移信息通过无线发射单元和远程接收单元传输至监控平台，监控平台在显示屏上显示出实时荷载信息、振动频率信息、位移信息图像以及数值。

3.如权利要求1所述的发电厂支吊架检测系统，其特征在于：所述荷载检测装置包括弹性载体、四个应变片，所述弹性载体包括环状体、两个防滑体，环状体、防滑体一体成型，所述两个防滑体分别位于环状体的两侧，防滑体一侧的表面设有防滑纹，以增大弹性载体与支吊架之间的摩擦力，四个应变片设置在环状体上，且四个应变片按照惠斯通电桥的方式电性连接，并将应变片受力后生成的电压信号传输至数模转换单元，其中，两个应变片位于环状体的内壁上，两个应变片位于环状体的外壁上，且环状体的内壁上的两个应变片与环状体的外壁上的两个应变片分别相正对，以感应支吊架的应变。

4.如权利要求3所述的发电厂支吊架检测系统，其特征在于：所述防滑体为矩形的片状，防滑体的一侧的表面设有若干条状凸起，以形成防滑纹，防滑体与环状体之间设有一段预定宽度的条状体，以使防滑体与环状体稳固连接。

5.如权利要求3所述的发电厂支吊架检测系统，其特征在于：所述防滑体上设有固定孔，外界的固定装置穿过防滑体上的固定孔并固定在支吊架上，以防止弹性载体与支吊架发生相对移动。

6.如权利要求1所述的发电厂支吊架检测系统，其特征在于：所述固定壳体包括固定卡座、两个U型卡具，所述固定卡座的内侧设有安置槽，荷载检测装置设置在安置槽中，安置槽的顶端为弧形，以便与支吊架固定连接，固定卡座的内部设有空腔，以安放振动检测装置、信息处理模块、通信模块、电源模块，固定卡座还设有四个通孔，U型卡具的开口端先后穿过支吊架和固定卡座的通孔，U型卡具的开口端设有外螺纹，螺母套设在开口端上，以使固定卡座与支吊架固定连接，所述振动检测装置的一端与固定卡座固定连接。

7.如权利要求6所述的发电厂支吊架检测系统，其特征在于：所述固定卡座包括盒体和盖体，所述盒体和盖体上分别设有螺纹孔，以使盒体和盖体通过螺栓固定连接，振动检测装置、信息处理模块、通信模块、电源模块安放在盒体中。

8.如权利要求6所述的发电厂支吊架检测系统，其特征在于：所述固定卡座还设有两个螺纹孔，螺纹孔与防滑体的固定孔相对应，螺栓穿过固定卡座的螺纹孔和防滑体的固定孔，以防止弹性载体与支吊架发生相对移动。