CN2127490Y - 气动位置测量探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及采用流体测量距离的装置，具体 说是一种气动位置测量探头。它由固定在一起的两 个气动位置传感器组成，所述气动位置传感器由进气 管、与进气管连接的发射管、位于发射管中的反射管 以及安装在发射管上并与反射管连接的输出管组成， 所述固定在一起的两个气动位置传感器中的发射管 互相斜交。它解决了已有技术结构复杂、可靠性差、 易出现故障的缺点。可用于在高温、湿度、强电磁场 干扰的条件下监测微小距离。

Description

本实用新型涉及一种采用流体测量距离的装置，具体说是一种气动位置测量探头。

有缝钢管内侧焊缝的刮削质量监测是有缝钢管生产中的一个重要问题。刮削毛刺或残留物太高，钢管就要报废，造成很大损失。已有的监测手段都是从钢管外侧以某种方式收集其内侧焊缝的刮削质量信息，这类监测设备往往很复杂、昂贵、操作麻烦、监测结果解释不易掌握、可靠性差、易出现故障。例如国内外广为使用的一种监测器是用超声波从钢管外侧探测，使用时要不间断地在超声探头和快速移动的钢管表面间加超声传播介质，得到的内侧焊缝或刮削残留物高度信息显示在屏幕上为一抖动的曲线，极难解释，其准确率只有60～70％，实际上达不到有效监测焊缝刮削质量的目的。也有人试图用光学方法，在钢管内侧装一光学装置，如光纤成像装置、摄像机等直接观察或测量焊缝刮削质量，但因钢管内空间狭小、强电磁场干扰、焊缝温度、湿度太高、尘埃太强而难以探测出钢管内侧焊缝的刮削质量，且这种探测装置的维护也比较困难。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点而提供一种可以在狭小、高温、强电磁场干扰、潮湿、尘埃大的钢管内直接测量钢管内侧焊缝刮削残留物高度的非接触式气动位置测量探头。

完成上述目的的技术解决方案是：一种气动位置测量探头，它由固定在一起的两个气动位置传感器组成，所述气动位置传感器由进气管、与进气管连接的发射管、位于发射管中的反射管以及安装在发射管上并与反射管连接的输出管组成，所述固定在一起的两个气动位置传感器中的发射管相互斜交。

上述技术解决方案中固定在一起的两个气动位置传感器可以是通过一个密封室联接在一起，其发射管均在密封室上开口，密封室与一个共用的进气管相连。

上述技术解决方案中的反射管和输出管可以是连接在一起的一个整体，直接固定在所述的发射管上或密封室上。

附图描述了本实用新型的一个优选实施例。

图1是该实施例的外观结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是该实施例中一个气动位置传感器的剖视结构图；

图4是本实用新型的气动位置传感器输出管中压力Po与物体和发射管端面之间距离的关系图。

参照图1～3知，该气动位置测量探头由两个气动位置传感器组成，这两个气动位置传感器通过一个固定体1固定在一起，每个气动位置传感器均由进气管2、与进气管2连接的发射管3，位于发射管内的反射管4以及安装在发射管3上并与反射管4连接的输出管5组成，所述两个气动位置传感器的发射管3在空间上相互斜交。

参见图3，当压缩空气Ps由进气管2进入发射管3中，从发射管3前端面的环形口射出。若发射管3的端面前无物体或物体很远，从发射管3射出的气流流动通畅，反射管4内的气压由于引射作用而降低，输出管5中的气压Po也随着降低。若发射管3的端面前有一物体且距离很近，从发射管3射出的气流受到阻碍，一部分气体就返回反射管4中，从而使输出管5中的气压Po升高。随着发射管3前物体与发射管端面间的距离变小，输出管5中的压力Po就逐渐升高。到物体完全紧靠发射管3的端面时，输出管5内的压力Po就与发射管3内的气压相同，同为气源气压Ps，即Po＝Ps。

图4所示为输出管5中压力Po与物体和发射管端面之间距离的关系。纵座标为压力差（Ps－Po），横座标为距离X。（Ps－Po）与X的关系可用来测量物体的位置，在进气管2中输入压力稳定的气流，若在发射管3前面有物体时，在输出管5中就有一相应的气压Po，测出（Ps－Po）的大小，就可由该传感器的（Ps－Po）－X特性曲线找出该物体与发射管3端面的距离X，就知道了物体的位置。这种反射式气动位置传感器一般可测量0～5mm范围内物体的位置，根据实际需要和工作环境条件，这种传感器可作成不同尺寸和外形，进气管和输出管也可因环境作不同的安排。

图1中6为有缝钢管7内焊缝刮削后焊缝部分的横断面，图中CC″为焊缝的毛刺，即刮削残留物的高度，C′C″和D′D在通过钢管横断面圆心的两直线上，C′D′在同一圆弧上，C″D同在另一圆弧上，显然，毛刺高度C″C＝C′C″－C′C。由于C′C″＝D′D，所以C″C＝D′D－C′C。本实用新型就是专门来测量D′D和C′C的。

在实际使用时，固定体1紧固在内焊缝刮刀头上或刮刀壁上，使其中右侧即第一个气动位置传感器的轴线通过内焊缝的中心部位，左侧即第二个气动位置传感器的轴线通过焊缝外不远处一点D，D点应尽量接近内焊缝，但又不致使该第二个传感器的发射管射出的气流受到内焊缝毛刺的干扰，即应该以毛刺不会对其输出管内压力P₀₂产生影响为宜。两个传感器的发射管端面应处于以钢管轴线为轴线的同一圆柱面上，以满足C′C″＝D′D的条件。

参照图1、图2，从钢管7的轴线方向看，两个传感器一前一后错开了一个角度，从钢管的侧面看，两个传感器一左一右固定在一个固定体1中。

固定体1也可作成一密封室，两传感器的发射管均在密封室上开口，作为进气口，密封室再接到一个共用的压缩空气源上，此时两传感器的压缩空气源相同，即P_S1＝P_S2＝P_S，此时可测定第一个传感器的P₀₁和压缩空气源之间的压力差（P_S－P₀₁）及第二个传感器的P₀₂和压缩空气源之间的压力差（P_S－P₀₂）。也可将两传感器的输出管5接上小型力敏传感器，整个安放在密封室内，测量两传感器各自相对于气源气压的压差并将它们转换为电信号从密封室中输出。

以上说明仅是作为举例而进行的简单描述，并不构成对本实用新型的任何限定，对于熟悉本领域的专业技术人员来说，显然可在不脱离所附权利要求限定范围的情况下实现各种各样的变更。

结合上述实例可以看出，本实用新型相比现有技术具有如下优点：

1、可在温度达500℃、相对湿度接近饱和，尘埃很重、有极强电磁场干扰、有振动的环境下可靠工作，长期保持其测量准确性；

2、由于本实用新型在使用时是非接触测量，不接触被测对象；

3、本实用新型可按使用场合和工作条件，做成各种尺寸，以适合不同的要求，达到不同的使用效果和精度；

4、本实用新型用在有缝钢管内侧焊缝刮削质量监测时，维护工作量极小。

Claims (3)

1、一种气动位置测量探头，其特征在于：它由固定在一起的两个气动位置传感器组成，所述气动位置传感器由进气管、与进气管连接的发射管、位于发射管中的反射管以及安装发射管上并与反射管连接的输出管组成，所述固定在一起的两个气动位置传感器中的发射管互相斜交。

2、根据权利要求1所述的气动位置测量探头，其特征在于：所述固定在一起的两个气动位置传感器是通过一个密封室联接在一起，其发射管均在密封室上开口，密封室与一个共用的进气管连接。

3、根据权利要求1或2所述的气动位置测量探头，其特征在于：所述反射管和输出管是一个连接在一起的整体，直接固定在发射管上或密封室上。

Images