专利名称：用于压力容器封头形状偏差测量的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于压力容器技术领域，具体涉及一种用于压力容器封头形状偏差测
量的装置。
背景技术：
封头是构成压力容器等承压设备的主要部件之一，常见的形式有球形封头、椭圆形封头、碟形封头等凸形封头及锥形封头、变径段、平板形，其中所述的三种凸形封头是最常用的封头。不同形状的封头在压力作用下，应力分布大不一样，应力水平相差较大；封头形状超差，会引起应力增量，从而可能造成其局部应力超过许用极限值，导致封头失效。现行的压力容器标准规范都对封头的形状偏差提出了规定和要求，封头和压力容器的生产厂家必须对成形封头的形状进行严格的检查，以确保用于压力容器的封头形状符合标准和规 范的要求。由于封头形状的不规则性，目前封头形状偏差通常采用样板进行检查，即按封头内表面规定形状，采用O. 5 lmm镀锌铁皮或厚度为remm的铝板设计制作内样板，将内样板放入封头通过直尺或塞尺测量样板与封头间隙是否符合要求。我国GB150《钢制压力容器》和GB/T25198《压力容器封头》均规定采用带间隙的全尺寸的内样板检查椭圆形、碟形和球形封头内表面的形状偏差。采用样板来检查封头的形状偏差，虽然简单易行但并不能直观和准确量化地反映封头各处的形状偏差，且封头规格不同所需样板众多，实际应用中存在很多不便利性。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型旨在基于激光距离传感器和角度传感器测量技术，提供一种用于压力容器封头形状偏差测量的装置的技术方案，以直观、准确、量化地检测封头断面的形状偏差，为封头形状偏差检测提供可靠的科学手段。所述的用于压力容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于包括与封头配合连接的定位装置，定位装置由导向杆、定位杆、固定杆配合构成，定位杆与导向杆十字相交固定连接，固定杆与导向杆十字相交活动连接，定位装置上活动连接传感器装置，传感器装置包括分别与计算机控制连接的激光距离传感器、角度传感器、步进电机，角度传感器与步进电机同轴对接，激光距离传感器与步进电机同轴转动。所述的用于压力容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于所述的角度传感器与步进电机通过转动连接工件同轴对接，激光距离传感器配合设置在转动连接工件外表面与转动连接工件构成同轴转动。所述的用于压力容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于所述的固定杆与导向杆滑动配合。所述的用于压力容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于所述定位杆、固定杆的两端分别采用凹槽结构用于与封头边缘卡接配合。[0009]所述的用于压力容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于所述的导向杆上配合设置长度指示刻度。所述的用于压力容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于所述的角度传感器与步进电机分别安装于固定支架上，固定支架活动连接在定位装置的导向杆上。上述的用于压力容器封头形状偏差测量的装置，构思新颖、结构合理，基于激光测量技术，利用激光距离传感器和角度传感器的有机结合测定目标点二维极坐标值，经计算机程序实施直角坐标转化和最小二乘拟合处理以及与封头标准形状比对确定形状偏差的封头形状偏差，实现封头形状偏差的直观、准确、量化检测，为压力容器封头形状偏差测量提供可靠的科学手段。
图I为本实用新型的结构示意图； 图2为图I的俯视结构示意图；图3为所述传感器装置的结构示意图；图4为应用本实用新型实施检测时的检测状态示意图；图中1 一传感器装置、101 —步进电机、102 —转动连接工件、103 —角度传感器、104 一激光距离传感器、105 —固定支架、2 —定位装置、201 —导向杆、202 —定位杆、203 —
固定杆、3 —计算机、4 一封头。
具体实施方式
现结合说明书附图，详细说明本实用新型的具体实施方式
用于压力容器封头形状偏差测量的装置，如图1、2、3所示，包括定位装置2、传感器装置I、计算机3，定位装置2和所测量的封头4连接并用于安装传感器装置I ;定位装置2由导向杆201、定位杆202、固定杆203配合构成，导向杆201配合设置长度指示刻度，定位杆202与导向杆201十字相交固定连接，固定杆203与导向杆201十字相交活动连接，固定杆203可在导向杆201上滑动，定位杆202、固定杆203的两端分别采用凹槽结构用于与所测量的封头4边缘卡接，从而使定位装置2以自紧方式固定于封头4上。传感器装置I包括激光距离传感器104、角度传感器103、步进电机101，角度传感器103与步进电机101分别安装于固定支架105上，固定支架105活动连接在定位装置2的导向杆201上；角度传感器103与步进电机101通过转动连接工件102同轴对接，激光距离传感器104配合设置在转动连接工件102外表面与转动连接工件102构成同轴转动，激光距离传感器104、角度传感器103和步进电机101分别与含有程序的计算机3控制连接。应用本实用新型所述装置设施检测时，如图4所示，将定位装置2的导向杆201沿封头断面方向搁置在封头4上，移动导向杆201使定位杆202两端的凹槽与封头4的边缘卡接配合，再移动固定杆203使其两端凹槽也与封头4的边缘卡接配合，从而使定位装置2以自紧方式固定于封头4内；通过导向杆201的长度指示刻度确定封头4连接端口圆截面直径,计算并确定封头4连接端口圆截面的圆心刻度值，将传感器装置I移动至圆心刻度值位置；激光距离传感器104使测量目标点为封头4连接端口圆截面的内表面位置，将此封头边缘位置作为测量起点，同时校准角度传感器103的起始角度，使激光距离传感器104测量目标点处于测量起点位置时角度传感器103反馈的旋转角度为O ;由计算机3控制步进电机101旋转，角度传感器103与步进电机101通过转动连接工件102同轴对接，激光距离传感器104配合设置在转动连接工件102外表面与转动连接工件102构成同轴转动，激光距离传感器104从所确定的测量起点开始扫描，旋转激光距离传感器104使其测量目标点沿封头断面的内表面直至到达封头4连接端口圆截面的与起始点对应的对向内表面位置时结束，旋转过程中由激光距离传感器104测量传感器到封头4断面内表面的间距r，角度传感器103测量转动连接工件102的旋转角度及获得激光距离传感器104的旋转角度Θ，计算机3同步控制激光距离传感器104、角度传感器103的测量并实施记录相应的测量值!■和Θ，即获得了测量目标点的二维极坐标值；并通过计算机3内置程序实施最小二乘法数据拟合处理，实时绘图与标准封头对比确定形状偏差，自动判断是否合格，实现直观、准确、量化地检测封头形状偏差，为压力容器封头形状偏差测量提供可靠的科学手段。本实用新型所述压力容器封头形状偏差测量方法和装置可广发应用于半球形封 头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头等各种凸形封头的形状偏差测量。
权利要求1.用于压カ容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于包括与封头(4)配合连接的定位装置(2),定位装置(2)由导向杆(201)、定位杆(202)、固定杆(203)配合构成,定位杆(202)与导向杆(201)十字相交固定连接，固定杆(203)与导向杆(201)十字相交活动连接，定位装置(2 )上活动连接传感器装置(I)，传感器装置(I)包括分别与计算机(3 )控制连接的激光距离传感器(104)、角度传感器(103)、步进电机(101)，角度传感器(103)与步进电机(101)同轴对接，激光距离传感器(104)与步进电机(101)同轴转动。
2.如权利要求I所述的用于压カ容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于所述的角度传感器(103)与步进电机(101)通过转动连接エ件(102)同轴对接，激光距离传感器(104)配合设置在转动连接エ件(102)外表面与转动连接エ件(102)构成同轴转动。
3.如权利要求I所述的用于压カ容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于所述的固定杆(203)与导向杆(201)滑动配合。
4.如权利要求I所述的用于压カ容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于所述定位杆(202)、固定杆(203)的两端分别采用凹槽结构用干与封头(4)边缘卡接配合。
5.如权利要求I所述的用于压カ容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于所述的导向杆(201)上配合设置长度指示刻度。
6.如权利要求I所述的用于压カ容器封头形状偏差测量的装置，其特征在于所述的角度传感器(103)与步进电机(101)分别安装于固定支架(105)上，固定支架(105)活动连接在定位装置(2)的导向杆(201)上。
专利摘要用于压力容器封头形状偏差测量的装置，属于压力容器技术领域，其特征在于包括与封头连接的定位装置，定位装置的定位杆与导向杆十字相交固定连接，固定杆与导向杆十字相交活动连接，定位装置上活动连接传感器装置，传感器装置包括分别与计算机控制连接的激光距离传感器、角度传感器、步进电机，角度传感器与步进电机同轴对接，激光距离传感器与步进电机同轴转动；本实用新型构基于激光测量技术，利用激光距离传感器和角度传感器的有机结合测定目标点二维极坐标值，应用本装置的测量数据经计算机程序实施数据处理、标准比对，可实现封头形状偏差的直观、准确、量化检测，为压力容器封头形状偏差测量提供可靠的科学手段。
文档编号G01B21/20GK202547630SQ20122013587
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者张迪, 盛水平, 邢璐, 陈海云 申请人:杭州市特种设备检测院
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
