CN209027678U - 管道焊接温度监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及管道焊接的温度监测技术领域，是一种管道焊接温度监测装置，其包括控制电路、终端节点、用于测量管道温度的测温装置和用于控制包裹在管道焊接口的加热保温毯启闭的电源开关，控制电路包括微控制单元、驱动电路、显示器、模数转换单元、接口单元和电源管理单元，测温装置通过模数转换单元将测量的温度值转换为数字信号并发送至微控制单元，微控制单元用于判断测量温度是否在管道焊接的预加热温度工艺要求范围内等。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其红外测温传感器测量并将预加热管道的实际温度上传至微控制单元，由微控制单元判断测量温度是否在该管道焊接的预加热温度工艺要求范围内，提高了管道的焊接质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及管道焊接的温度监测技术领域，是一种管道焊接温度监测装置。
背景技术
目前，我国火电机组一般是由现场的安装单位进行就地组装，在机组安装过程中，由于大量的单体设备需要通过压力管道及压力容器进行连接，从而组成火电厂实现不同功能的系统，比如汽机侧的汽水系统、旁路系统、疏水系统等，锅炉侧包括风烟系统等。在火电厂内，推动汽轮发电机转动产生电能的工质是高温、高压的饱和蒸汽。生产出这高能蒸汽需要将化学处理合格的水经过除氧器、给水泵、高低压加热器、锅炉炉膛、汽水分离器、过热器最终至汽轮机做功，做完功的乏汽还要回收再利用。这整个过程，有的阶段使不同系统相互联系的是水，有的阶段使系统相互联系的是蒸汽。在进行焊接前需要对工件温度进行监测，当温度高于要求时，需停止施焊加温，当温度低于要求时，应当加温。虽然连接不同设备的管道内工质不同，但连接处的管道须结实牢固。因此，保证管道的焊接质量是必要的，主管道在机组运行过程中出现泄漏或者爆管，将会严重威胁工作人员的生命以及设备的安全。
发明内容
本实用新型提供了一种管道焊接温度监测装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的焊接前温度的测量装置不能正确反应实际温度值的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种管道焊接温度监测装置，包括控制电路、终端节点、用于测量管道温度的测温装置和用于控制包裹在管道焊接口的加热保温毯启闭的电源开关，控制电路包括微控制单元、驱动电路、显示器、模数转换单元、接口单元和电源管理单元，测温装置通过模数转换单元将测量的温度值转换为数字信号并发送至微控制单元，微控制单元用于判断测量温度是否在管道焊接的预加热温度工艺要求范围内，以用于控制电源开关的启闭，使加热保温毯温度升高或降低，微控制单元与驱动电路连接，驱动电路驱动显示器显示测量的温度，微控制单元通过串口单元与终端节点连接，电源管理单元用于向微控制单元和终端节点供电。
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
上述还包括协调器和上位机，终端节点通过无线通信网络与协调器连接，协调器通过串口通信与上位机连接。
上述还包括感测环境温度的环境温度测量计，所述测温装置包括多个红外温度传感器，多个红外温度测量传感器分别用于测量管道焊接预热温度和焊接过程中管道的接口温度，环境温度测量计用于测量环境的实际温度，每个红外温度传感器均通过模数转换单元与微控制单元连接，环境温度测量计与微控制单元连接。
上述控制电路还包括声光报警器，所述驱动电路与声光报警器连接，微控制单元的输出端与声光报警器连接。
上述显示器为数码管显示器。
上述控制电路还包括移位缓存器和存储器，移位缓存器的输入端连接微控制单元，移位缓存器的输出端与显示器连接，存储器与微控制单元连接。
本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其红外测温传感器测量并将预加热管道的实际温度上传至微控制单元，由微控制单元判断测量温度是否在该管道焊接的预加热温度工艺要求范围内，若高于工艺要求的预加热温度，则降低加热火焰的强度使管道受热减少，最终使待焊接管道焊接口各部位的温度达到工艺要求时再进行下一步正式焊接操作；在压力管道焊接过程中仍然要保持焊接部件接口处的温度，保证焊接应力的释放，保证焊接质量的提高。具体实现是：通过红外测温传感器测量焊接管道接口处的温度来判断实时温度是不是满足焊接的工艺要求，如果温度过低不满足焊接的工艺要求，则通过微控制单元打开加热保温毯的电源开关，使包裹在管道焊接口的加热保温毯升温，直至温度升高至满足焊接的工艺要求为止。如此，循环往复直至压力管道完成结合，再不断降低保温毯的设定温度，经过一段时间使焊接口恢复到室温状态，应力得到缓慢足量的释放，焊接的质量得到了充分的保证。
附图说明
附图1为本实用新型最佳实施例的电连接控制框图。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：
如附图1所示，该管道焊接温度监测装置包括控制电路、终端节点、用于测量管道温度的测温装置和用于控制包裹在管道焊接口的加热保温毯启闭的电源开关，控制电路包括微控制单元、驱动电路、显示器、模数转换单元、接口单元和电源管理单元，测温装置通过模数转换单元将测量的温度值转换为数字信号并发送至微控制单元，微控制单元用于判断测量温度是否在管道焊接的预加热温度工艺要求范围内，以用于控制电源开关的启闭，使加热保温毯温度升高或降低，微控制单元与驱动电路连接，驱动电路驱动显示器显示测量的温度，微控制单元通过串口单元与终端节点连接，电源管理单元用于向微控制单元和终端节点供电。
本实用新型作为监测焊接预热温度及焊接过程中的加热温度的装置，微控制单元可采用ATmega128主控芯片，通过串行通信Uart实现不同设备间的数据交互，通过模数转换单元实现采集的4Ma至20Ma模拟信号的数字量转换。电源管理模块集成了电源模块WB2405D-6，能够将火电厂DCS系统的24V直流电降压为微控制单元工作的5V直流电源，向微控制单元提供工作电压。本实用新型的微控制单元配置了串行通讯口，能够实现对单个焊接作业点的工艺流程中温度的控制，也能进行组网，对多个焊接作业点进行实时温度检测并控制。
上述的终端节点是指一个焊接作业点的终端节点，在本实用新型中可设置有多个终端节点，每个终端节点均可通过ZigBee无线网络与协调器相连接，实现通信交互信息。
本实用新型的测温装置能够在1300摄氏度以下的工况下对管道进行预加热及焊接操作，对于超临界火电机组，主蒸汽管道的温度不会超过600摄氏度，因此完全能够胜任火电厂的焊接工艺要求。
锅炉及汽机主管道焊接预热温度及焊接过程管道的接口温度均可由微控制单元实现控制，具体工作过程如下：测温装置测量并将预加热管道的实际温度上传至微控制单元，由微控制单元判断测量温度是否在该管道焊接的预加热温度工艺要求范围内，若高于工艺要求的预加热温度，则降低加热火焰的强度使管道受热减少，最终使待焊接管道焊接口各部位的温度达到工艺要求时再进行下一步正式焊接操作；在压力管道焊接过程中仍然要保持焊接部件接口处的温度，保证焊接应力的释放，保证焊接质量的提高。具体实现是：微控制单元通过测温装置测量焊接管道接口处的温度来判断实时温度是不是满足焊接的工艺要求，如果温度过低不满足焊接的工艺要求，则通过微控制单元打开加热保温毯的电源开关，使包裹在管道焊接口的加热保温毯升温，直至温度升高至满足焊接的工艺要求为止。如此，循环往复直至压力管道完成结合，再不断降低保温毯的设定温度，经过一段时间使焊接口恢复到室温状态，应力得到缓慢足量的释放，焊接的质量得到了充分的保证。
可根据实际需要，对上述管道焊接温度监测装置作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，还包括协调器和上位机，终端节点通过无线通信网络与协调器连接，协调器通过串口通信与上位机连接。
如附图1所示，还包括感测环境温度的环境温度测量计，所述测温装置包括多个红外温度传感器，多个红外温度测量传感器分别用于测量管道焊接预热温度和焊接过程中管道的接口温度，环境温度测量计用于测量环境的实际温度，每个红外温度传感器均通过模数转换单元与微控制单元连接，环境温度测量计与微控制单元连接。
如附图1所示，控制电路还包括声光报警器，所述驱动电路与声光报警器连接，微控制单元的输出端与声光报警器连接。
当管道的预加热温度不在工艺流程要求的温度范围内时，则微控制单元控制声光报警器报警，提示工作人员不要再进行焊接，降低损失。
如附图1所示，显示器为数码管显示器。数码管显示器用于显示红外温度传感器测量的管道的实时温度，方便工作人员查看管道温度。
如附图1所示，控制电路还包括移位缓存器和存储器，移位缓存器的输入端连接微控制单元，移位缓存器的输出端与显示器连接，存储器与微控制单元连接。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种管道焊接温度监测装置，其特征在于包括控制电路、终端节点、用于测量管道温度的测温装置和用于控制包裹在管道焊接口的加热保温毯启闭的电源开关，控制电路包括微控制单元、驱动电路、显示器、模数转换单元、接口单元和电源管理单元，测温装置通过模数转换单元将测量的温度值转换为数字信号并发送至微控制单元，微控制单元用于判断测量温度是否在管道焊接的预加热温度工艺要求范围内，以用于控制电源开关的启闭，使加热保温毯温度升高或降低，微控制单元与驱动电路连接，驱动电路驱动显示器显示测量的温度，微控制单元通过串口单元与终端节点连接，电源管理单元用于向微控制单元和终端节点供电。
2.根据权利要求1所述的管道焊接温度监测装置，其特征在于还包括协调器和上位机，终端节点通过无线通信网络与协调器连接，协调器通过串口通信与上位机连接。
3.根据权利要求1或2所述的管道焊接温度监测装置，其特征在于还包括感测环境温度的环境温度测量计，所述测温装置包括多个红外温度传感器，多个红外温度测量传感器分别用于测量管道焊接预热温度和焊接过程中管道的接口温度，环境温度测量计用于测量环境的实际温度，每个红外温度传感器均通过模数转换单元与微控制单元连接，环境温度测量计与微控制单元连接。
4.根据权利要求1或2所述的管道焊接温度监测装置，其特征在于控制电路还包括声光报警器，所述驱动电路与声光报警器连接，微控制单元的输出端与声光报警器连接。
5.根据权利要求3所述的管道焊接温度监测装置，其特征在于控制电路还包括声光报警器，所述驱动电路与声光报警器连接，微控制单元的输出端与声光报警器连接。
6.根据权利要求1或2所述的管道焊接温度监测装置，其特征在于显示器为数码管显示器。
7.根据权利要求3所述的管道焊接温度监测装置，其特征在于显示器为数码管显示器。
8.根据权利要求4所述的管道焊接温度监测装置，其特征在于显示器为数码管显示器。
9.根据权利要求5所述的管道焊接温度监测装置，其特征在于显示器为数码管显示器。
10.根据权利要求1或2或5或7或8或9所述的管道焊接温度监测装置，其特征在于控制电路还包括移位缓存器和存储器，移位缓存器的输入端连接微控制单元，移位缓存器的输出端与显示器连接，存储器与微控制单元连接。
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