【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热力工程，具体地涉及一种基于激光定位模式的膨胀监测装置、系统及方法。
技术介绍
1、膨胀指示器广泛应用于电力、石油、化工、制药、航天、消防、冶金、造船、燃气、城建水暖及环境保护等行业。其作用是在热力设备工况变化或扰动时，通过巡视检查或在线监测能够及时发现热力部件状态异常和膨胀受阻的地方，并及时采取措施，避免设备损坏。其原理是利用热胀冷缩的自然物理效应，通过监测热力部件上指定位置相对于静态参考点的位移变化来监测其膨胀量。
2、当前热力设备使用的膨胀指示器大部分是机械接触指针式膨胀指示器。其主要包括固定支架(又称作支撑杆)、指针卡槽、指针套筒、指针和位移刻度盘。固定支架安装在被测热力部件的端部，其另一端用连接件或称指针卡槽安装指针套筒，指针插入指针套筒内，正常情况下指针可以在套筒内沿轴向移动，位移刻度盘一般直接或间接安装在不受热力作用影响而相对静止的钢架或设备平台上，一般一个指针可以完成两维测量，再增加一个指针则可以进行三维测量，也有的指针上画有刻度，一个指针和一个刻度盘就可实现三维测量。有的部位采用两维测量模式即可满足膨胀监测的需要，有的部位则需要采用三维测量模式。例如燃煤火电锅炉汽包的膨胀测量，一般采用一个指针，指针向下指向一个水平放置的位移刻度盘，可以测量汽包沿锅炉前后和左右方向的膨胀位移量，有的也采用两个指针，除了前述向下的指针之外，还有一个横向指向的指针，指向一个竖直放置的位移刻度盘，可以测量上下膨胀的位移量。三维测量时的两个指针可以装在一个固定支架上，也可以装在两个固定支架上，这要根据现场空间和
3、但是机械接触指针式膨胀指示器存在较多的不足：1)热力设备大多处于高温、粉尘、雨林或腐蚀等恶劣环境，套筒和指针的缝隙内易进入粉尘和水，套筒和指针内进入粉尘和水以后，很容易造成套筒和指针粘着和卡涩，维护不及时会造成指针弯曲、指针脱落、固定支架弯曲、固定支架脱落等，也易造成指针挤压位移刻度盘，使得位移刻度盘歪斜、位移刻度盘损伤、位移刻度盘脱落、指针划刻损伤刻度盘等情况，一方面影响测量的准确性和可靠性，严重者可能在固定支架根部造成热力承压部件损伤，甚至发生泄漏或爆破，另一方面膨胀指示器损坏后失去测量功能，即使损坏后进行了修复，也难以恢复到初始状态，原始的“零”点数据也就难以确定，造成测量误差过大；2)固定支架弯曲、指针弯曲、位移刻度盘变形倾斜等，都会影响测量的可靠性和准确性；3)因为是机械模式，需要人工巡检读数并记录，读数的误差受人为因素影响比较大，有的膨胀指示器安装位置狭窄，不利于在正向方位观察，再加上热力部件安装膨胀指示器的位置温度较高，检察人员难于靠近，通常在远处读数，数据误差会很大；4)当前电力发展到智慧电站模式，机械接触指针式膨胀指示器难以实现自动监测和测量，达不到热力部件膨胀的智能监督和预警水平。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例的目的是提供一种基于激光定位模式的膨胀监测装置、系统及方法，用以克服现有技术中，采用机械接触指针式膨胀指示器进行热力设备膨胀量监测所存在的一项或多项缺陷。
2、为了实现上述目的，本专利技术实施例的第一方面提供一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，包括至少一个膨胀指示单元，所述膨胀指示单元包括固定杆、激光器、位移刻度盘、数据采集通信模块和不受热力作用的第一架体，固定杆的一端用于连接至热力设备的端部，固定杆的另一端与激光器连接，位移刻度盘安装在第一架体上，固定杆垂直或平行于热力设备设置；
3、所述位移刻度盘与激光器发出的光束垂直；
4、当位移刻度盘为光敏位移刻度盘时，膨胀指示单元还包括第一采集模块，所述第一采集模块用于根据光敏位移刻度盘上的光斑位置生成光束偏移数据，并将光束偏移数据发送至数据采集通信模块；
5、当位移刻度盘为非光敏位移刻度盘时，膨胀指示单元还包括图像采集模块，所述图像采集模块用于采集位移刻度盘上的光斑位置图像，并将光斑位置图像发送至数据采集通信模块；
6、数据采集通信模块用于接收激光器的定位数据、以及接收光束偏移数据或光斑位置图像，并将定位数据发送至外部上位机，以及将光束偏移数据或光斑位置图像发送至外部上位机。
7、可选的，所述膨胀指示单元还包括保护罩，所述保护罩设置在激光器的正上方。
8、可选的，所述激光器包括第一激光定位传感器和第二激光定位传感器；
9、所述第一激光定位传感器和第二激光定位传感器发出的光束相互垂直，所述位移刻度盘的数量为两个，各个位移刻度盘一一对应地垂直于各个光束设置。
10、可选的，所述膨胀监测装置还包括现场测试开关按钮，所述现场测试开关按钮用于开启或关闭所述膨胀指示单元。
11、可选的，所述膨胀监测装置还包括现场测试遥控器，所述现场测试遥控器用于开启或关闭所述膨胀指示单元。
12、可选的，所述图像采集模块为摄像机。
13、可选的，所述数据采集通信模块包括相互连接的mcu模块和无线通讯模块；
14、所述mcu模块用于采集激光器的定位数据，以及采集光束偏移数据或光斑位置图像，并将采集到的激光器的定位数据发送至无线通讯模块，以及将采集到的光束偏移数据或光斑位置图像发送至无线通讯模块；
15、所述无线通讯模块用于将接收到的激光器的定位数据发送至外部上位机，以及将接收到的光束偏移数据或光斑位置图像发送至外部上位机。
16、可选的，所述数据采集通信模块包括相互连接的mcu模块和有线通讯模块；
17、所述mcu模块用于采集激光器的定位数据，以及采集光束偏移数据或光斑位置图像，并将采集到的激光器的定位数据发送至有线通讯模块，以及将采集到的光束偏移数据或光斑位置图像发送至有线通讯模块；
18、所述有线通讯模块用于将接收到的激光器的定位数据发送至外部上位机，以及将接收到的光束偏移数据或光斑位置图像发送至外部上位机。
19、可选的，所述无线通讯模块为蓝牙通信模块。
20、可选的，所述装置还包括支撑底座，所述支撑底座上开设有安装孔，固定杆穿过所述安装孔，且固定杆的外壁与所述安装孔的内壁间隙配合。
21、本专利技术实施例的第二方面提供一种基于激光定位模式的膨胀监测系统，所述系统包括本专利技术实施例的第一方面所述的基于激光定位模式的膨胀监测装置和上位机；
22、所述上位机用于根据接收到的激光器的定位数据、以及光束偏移数据或光斑位置图像计算热力设备的膨胀量。
23、本专利技术实施例的第三方面提供一种基于激光定位模式的膨胀监测方法，所述方法包括：
24、启动基于激光定位模式的膨胀监测装置；
25、记录热力设备冷态时激光器与位移刻度盘之间的初始定位值，以及位移刻度盘的零点位置，所述零点位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，包括至少一个膨胀指示单元，所述膨胀指示单元包括固定杆、激光器、位移刻度盘、数据采集通信模块和不受热力作用的第一架体，固定杆的一端用于连接至热力设备的端部，固定杆的另一端与激光器连接，位移刻度盘安装在第一架体上，固定杆垂直或平行于热力设备设置；
2.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述膨胀指示单元还包括保护罩，所述保护罩设置在激光器的正上方。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述激光器包括第一激光定位传感器和第二激光定位传感器；
4.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述膨胀监测装置还包括现场测试开关按钮，所述现场测试开关按钮用于开启或关闭所述膨胀指示单元。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述膨胀监测装置还包括现场测试遥控器，所述现场测试遥控器用于开启或关闭所述膨胀指示单元。
6.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的
7.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述数据采集通信模块包括相互连接的MCU模块和无线通讯模块；
8.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述数据采集通信模块包括相互连接的MCU模块和有线通讯模块；
9.根据权利要求7所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述无线通讯模块为蓝牙通信模块。
10.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述装置还包括支撑底座，所述支撑底座上开设有安装孔，固定杆穿过所述安装孔，且固定杆的外壁与所述安装孔的内壁间隙配合。
11.一种基于激光定位模式的膨胀监测系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1-10中任一项所述的基于激光定位模式的膨胀监测装置和上位机；
12.一种基于激光定位模式的膨胀监测方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，包括至少一个膨胀指示单元，所述膨胀指示单元包括固定杆、激光器、位移刻度盘、数据采集通信模块和不受热力作用的第一架体，固定杆的一端用于连接至热力设备的端部，固定杆的另一端与激光器连接，位移刻度盘安装在第一架体上，固定杆垂直或平行于热力设备设置；
2.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述膨胀指示单元还包括保护罩，所述保护罩设置在激光器的正上方。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述激光器包括第一激光定位传感器和第二激光定位传感器；
4.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述膨胀监测装置还包括现场测试开关按钮，所述现场测试开关按钮用于开启或关闭所述膨胀指示单元。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光定位模式的膨胀监测装置，其特征在于，所述膨胀监测装置还包括现场测试遥控器，所述现场测试遥控器用于开启或关闭所述膨胀指示单元。
【专利技术属性】
技术研发人员：谢航云，
申请(专利权)人：国能南京电力试验研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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