一种基于LABVIEW的非均布型换热器自清洁系统及其方法，包括计算机、数据采集卡、信号调理模块、温度传感器、压力传感器、位移传感器；三维移动平台、换热器密封底板、固态继电器、水泵、水箱、喷嘴清洗支架、不锈钢喷嘴，计算机和数据采集卡通过USB进行数据通讯，计算机依据接受到的温度传感器和压力传感器信号，判断到换热器需要清洁时，通过数据采集卡发出控制信号，控制步进电机三维模组平台和喷嘴清洗支架清洗换热器内部，在清洗的同时采集位移传感器信号判定清洗程度。本发明专利技术解决了换热器热管非均匀分布的清洗问题，实现了换热器的自动清洁，有效提高了换热器的工作效率。有效提高了换热器的工作效率。有效提高了换热器的工作效率。
【技术实现步骤摘要】
一种基于LABVIEW的非均布型换热器自动清洁系统及其方法
[0001]本专利技术属于工业清洗控制
，具体涉及一种基于LABVIEW的换热器自动清洁系统及其方法。
技术介绍
[0002]换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器，换热器在化工、石油、能源及其它许多工业中占有重要地位，换热器可作为加热器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，且在纺织印染行业中换热器常用于回收纺织过程中产生的废气热量。一般地，为进行余热回收，热管蒸发段浸泡在高温废气中，而热管冷凝段浸泡在低温、较干净的空气或液体中，由于流入换热器热管蒸发段的废气中带有各类杂质，换热器长期使用后杂质沉积在换热器热管上，热回收效率降低，在使用过程中需要定期进行清洗工作，以保证换热器的高效换热和生产的正常进行。因此有必要设计一种换热器清洗装置。
[0003]近年来，换热器清洗装置得到了较快的发展，中国专利技术专利(申请号：202010310643.1)、中国专利技术专利(申请号：201922438777.7)公开了两种不同的换热器清洗方法，并对各自的清洗装置机械和几何结构进行了详细的描述。
[0004]然而，中国专利技术专利(申请号：202010310643.1)中换热器的清洗需要人工拆卸换热器，对于工业中的大型换热器或有害废气热回收过程中人工拆卸换热器存在对人体产生危害的可能性，中国专利技术专利(申请号：201922438777.7)中换热器的清洗存在清洗程度难以判断或换热器的四周清洗不干净的问题。
[0005]因此，为了实现换热器的清洗，提高换热器的工作效率，有必要专利技术一种自动清洗且清洗程度可判断的换热器清洗系统。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种热管换热器清洗的方法，以解决上述现有技术存在的问题，使换热器的清洗实现自动化操作。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种基于LABVIEW的非均布型换热器自动清洁系统，包括计算机、数据采集卡、三维移动平台、固态继电器、水泵、水箱、导轨、换热器密封底板、喷嘴清洗支架、不锈钢喷嘴、信号调理模块、换热器，所述数据采集卡与所述三维移动平台、所述固态继电器、所述信号调理模块相连，所述计算机与数据采集卡相连并通过LABVIEW程序控制三维移动平台和固态继电器，所述换热器包括设置所述换热器两端的第一流通道入风口、第二流通道入风口、第一流通出风口、第二流通出风口、设置在所述换热器内部的换热器热管、以及用于密封换热器热管的换热器密封底板，所述第一流通道入风口和所述第一流通出风口上分别设置有第一压力传感器和第二压力传感器，所述第二流通出风口上设置有温度传感器，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述温度传感器均与所述信号调理模块连接，所述换热器密封底板与所述导轨螺纹连接；所述喷嘴清洗支架与所述步进电机三维移动平台相连
接，所述喷嘴清洗支架包括喷嘴清洗管，所述喷嘴清洗管一端设置有位移传感器且端口与所述不锈钢喷嘴固定连接，另一端与所述水泵相连；所述水泵与所述固态继电器相连，所述水泵通过水管与所述水箱相连。
[0009]在一个实施方式中，所述位移传感器与所述喷嘴清洗管螺纹连接。
[0010]在一个实施方式中，所述位移传感器与所述信号调理模块相连。
[0011]在一个实施方式中，所述三维移动平台包括XYZ轴步进电机、底座，所述XYZ轴步进电机设置在所述底座上。
[0012]在一个实施方式中，所述导轨上设置有丝杆步进电机，所述丝杆步进电机与所述换热器密封底板螺纹连接。
[0013]在一个实施方式中，所述换热器的内部设置有隔板。
[0014]本专利技术又一方面提供一种基于LABVIEW的非均布型换热器自动清洁方法，自动清洁方法如下：
[0015]设定换热器需要清洗的阀值，通过数据采集卡采集所述第一压力传感器、所述第一压力传感器和所述温度传感器信号，然后通过USB通讯将采集的电压信号传输到计算机上的LABVIEW程序，并通过LABVIEW程序自动换算成温度值、压力值和距离值；当LABVIEW程序检测到电压信号超过设定的阀值后触发清洗程序，所述计算机中LABVIEW程序通过数据采集卡发出脉冲信号控制导轨上的丝杆步进电机转动，使得换热器密封底板下降，由导轨将换热器密封底板移到换热器右侧，再通过数据采集卡发出脉冲信号控制三维移动平台和固态继电器的开关；三维移动平台按照计算机中存储的运动路线程序运行，在三维移动平台运动的同时喷嘴清洗支架也跟随运动，喷嘴清洗支架先从换热器左侧移动到换热器的下方，然后喷嘴清洗支架向换热器内部移动，当到达设定位置后，计算机通过USB与数据采集卡通讯，由数据采集卡发出高电平信号，使固态继电器开关打开，固态继电器与水泵相连，水泵运行，不锈钢喷嘴开始喷水清洗换热器热管，同时喷嘴清洗支架跟随着三维移动平台的运动在换热器内部围绕热管做画圆运动进行对换热器热管进行清洗，在清洗换热器的同时，位移传感器测量其与换热器隔板的距离，并通过所述位移传感器获取隔板与所述位移传感器的距离值，判断换热器热管清洗程度；数据采集卡采集到位移传感器的电压信号，由计算机上的Lab VIEW程序将电压信号换算成距离与Lab VIEW程序中设定的换热器干净时的距离值对比，判断换热器热管是否清洗干净；当距离值和设定的换热器干净时的距离值相差过大时说明该位置热管的污垢厚度很大，减小电机的速度实现该位置热管的清洗时间延长，保证热管能清洗干净；当距离值和设定的换热器干净时的距离值相差很小时说明该位置热管的污垢厚度很小，加快电机的速度实现该位置热管的清洗时间减少，提高热管清洗效率；
[0016]当换热器热管清洗完成后，固态继电器开关关闭，水泵停止运行，喷嘴清洗支架跟随三维移动平台移出到换热器左侧，然后导轨将换热器密封底板向左移动到换热器热管下方，然后通过丝杆步进电机转动使得换热器密封底板上升到指定位置将换热器密封。
[0017]进一步地，画圆运动过程如下：以热管的圆心为原点建立XY坐标系，将热管分成若干等份，由三角函数关系式计算出每个等分点的坐标，相邻两个坐标点的X和Y值分别相减得到一组关于X方向上的坐标差值和一组关于Y方向上的坐标差值，将X方向上的坐标差值和Y方向上的坐标差值分别计算成电机频率输入到控制X方向上的步进电机和控制Y方向上
的步进电机，使得两个步进电机合速度方向在两个等份坐标点连线的直线上，当走过一个半圆后需要半圆直径方向上的步进电机改变运动方向，通过程序判断该方向上的坐标差值是否过零点来实现步进电机运动方向的转变，最终实现多边形运动来近似拟合画圆运动。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0019]1.本专利技术的自清洁系统可根据程序设定自动完成换热器的清洗与去污，无需人工拆卸换热器，有效减低了劳动强度，提高了工作效率；
[0020]2.本专利技术的自清洁系统中安装了位移传感器，测量喷嘴和换热器隔板的距离，得到热管清洁度，从而系统自动根据热管清洁度调节清洗速度，从而减少无效清洗本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于LABVIEW的非均布型换热器自动清洁系统，其特征在于：包括计算机(1)、数据采集卡(2)、三维移动平台(3)、固态继电器(4)、水泵(5)、水箱(6)、导轨(7)、换热器密封底板(8)、喷嘴清洗支架(9)、不锈钢喷嘴(11)、信号调理模块(19)、换热器，所述数据采集卡(2)与所述三维移动平台(3)、所述固态继电器(4)、所述信号调理模块(19)相连，所述计算机(1)与数据采集卡(2)相连并通过LABVIEW程序控制三维移动平台(3)和固态继电器(4)，所述换热器包括设置所述换热器两端的第一流通道入风口(12)、第二流通道入风口、第一流通出风口(15)、第二流通出风口(17)、设置在所述换热器内部的换热器热管、以及用于密封换热器热管的换热器密封底板(8)，所述第一流通道入风口(12)和所述第一流通出风口(15)上分别设置有第一压力传感器(13)和第二压力传感器(14)，所述第二流通出风口(17)上设置有温度传感器(18)，所述第一压力传感器(13)、所述第二压力传感器(14)、所述温度传感器(18)均与所述信号调理模块(19)连接，所述换热器密封底板(8)与所述导轨(7)螺纹连接；所述喷嘴清洗支架(9)与所述步进电机三维移动平台(3)相连接，所述喷嘴清洗支架(9)包括喷嘴清洗管，所述喷嘴清洗管一端设置有位移传感器(10)且端口与所述不锈钢喷嘴(11)固定连接，另一端与所述水泵(5)相连；所述水泵(5)与所述固态继电器(4)相连，所述水泵(5)通过水管与所述水箱(6)相连。2.根据权利要求1所述的一种基于LABVIEW的非均布型换热器自动清洁系统，其特征在于：所述位移传感器(10)与所述喷嘴清洗管螺纹连接。3.根据权利要求1所述的一种基于LABVIEW的非均布型换热器自动清洁系统，其特征在于：所述位移传感器(10)与所述信号调理模块(19)相连。4.根据权利要求1所述的一种基于LABVIEW的非均布型换热器自动清洁系统，其特征在于：所述三维移动平台包括XYZ轴步进电机、底座，所述XYZ轴步进电机设置在所述底座上。5.根据权利要求1所述的一种基于LABVIEW的非均布型换热器自动清洁系统，其特征在于：所述导轨(7)上设置有丝杆步进电机，所述丝杆步进电机与所述换热器密封底板(8)螺纹连接。6.根据权利要求1所述的一种基于LABVIEW的非均布型换热器自动清洁系统，其特征在于：所述换热器的内部设置有隔板(16)。7.一种基于LABVIEW的非均布型换热器自动清洁方法，其特征在于：自动清洁方法如下：设定换热器需要清洗的阀值，通过数据采集卡(2)采集所述第一压力传感器(13)、所述第一压力传感器(14)和所述温度传感器(18)信号，然后通过USB通讯将采集的电压信号传输到计算机(1)上的LABVIEW程序，并通过LABVIEW程序自动换算成温度值、压力值和距离值...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱淼，李俊，向忠，魏鹏郦，马成章，胡旭东，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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