CN108759647A - 一种磁体联动挂件及工业管道三维位移监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁体联动挂件及工业管道三维位移监测装置，所述磁体联动挂件包括：T型结构、磁铁以及环形管夹；所述T型结构包括T型头以及连接柄；所述T型头设于所述连接柄的一端，所述环形管夹设于所述连接柄的另一端；所述连接柄内设有凹槽；所述磁铁嵌入所述连接柄内。将本发明所提供的磁体联动挂件应用到工业管道三维位移监测装置中，形成一种新的工业管道三维位移监测装置，采用一种非接触式测量方法，以磁场信号作为测量介质，在不使用接触式运动电极的情形下即可实现工业管道三维位移的测量，从而实现工业管道三维位移监测装置能够在高温高湿环境下进行监测。
Description
技术领域
本发明涉及工业管道监测领域，特别是涉及一种磁体联动挂件及工业管道三维位移监测装置。
背景技术
工业管道监测主要针对供热管网、供水管网的特定监测点的做三维位移在线监测。通常在管道连接处会因为管道的热胀冷缩或者其他外力的影响，导致管道之间发生三维方向上的相对位移，当相对位移过大时，会造成管道连接处损坏、管道的附属设备损坏，因此需要在管道连接处需要对管道的三维位移做重点在线监测，在管道相对位移超限时，提前发出预警信号，及时维修，避免发生管道损坏。
现有技术的工业管道监测装置包括激光式三维位移传感器以及拉线式电阻位移传感器；现有的激光式三维位移传感器是由光学***组成，在高温或高湿场合下，光学镜头部分易受到水汽或者凝结水雾的影响；拉线式电阻位移传感器的运动电极触头相互接触部分在高温或高湿环境下容易氧化腐蚀使得传感器失效。因此，现有的工业管道监测装置无法在高温或高湿环境下监测，而绝大部分工业管道均处于一个高温或高湿的环境下工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁体联动挂件及工业管道三维位移监测装置，以解决现有的工业管道监测装置无法在高温高湿环境下进行监测的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种磁体联动挂件，包括：T型结构、磁铁以及环形管夹；所述T型结构包括T型头以及连接柄；
所述T型头设于所述连接柄的一端，所述环形管夹设于所述连接柄的另一端；所述连接柄内设有凹槽；所述磁铁嵌入所述连接柄内。
一种工业管道三维位移监测装置，包括：固定支架、联动杆、活动摆杆、转动支座、磁体联动挂件、直线位移检测传感器A、直线位移检测传感器B以及角位移检测传感器；所述固定支架包括第一固定支架以及第二固定支架；所述磁体联动挂件包括T型结构、磁铁以及环形管夹；所述T型结构包括T型头以及连接柄；所述T型头设于所述连接柄的一端，所述环形管夹设于所述连接柄的另一端；所述连接柄内设有凹槽；所述磁铁嵌入所述连接柄内；
所述第一固定支架以及所述第二固定支架分别设于两段工业管道的连接处的两端；所述第一固定支架的长度大于所述第二固定支架的长度；所述第一固定支架与所述第二固定支架相互平行；
所述第二固定支架固定所述工业管道以及所述转动支座；所述角位移检测传感器设于所述转动支座上；
所述活动摆杆固定在所述第二固定支架上；所述活动摆杆上设有并行的第一空心室以及第二空心室；所述磁体联动挂件的T型头设于第一空心室内；所述直线位移检测传感器B设于所述第二空心室内；
所述联动杆的一端与所述第一固定支架的一端相连接；所述联动杆的另一端穿过所述磁体联动挂件的环形管夹；所述直线位移检测传感器A设于所述联动杆内。
可选的，所述联动杆与所述工业管道相互平行；所述联动杆穿过所述环形管夹，且未与所述环形管夹的内表面相接触。
可选的，所述第一空心室内设有滑动轨道；所述T型头沿所述滑动轨道滑动。
可选的，所述联动杆与所述活动摆动杆相互垂直。
可选的，所述联动杆的材料为刚性材料。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种磁体联动挂件，将该磁体联动挂件应用到工业管道三维位移监测装置后，当两端管道的位移发生变化时，磁体联动挂件内的强磁体为管道轴向伸缩的直线位移检测传感器A以及直线位移检测传感器B共同使用，T型头嵌入到活动摆杆内，可以很好地保证管道间的同心度偏移中的角位移传递到活动摆杆的联动精度；环形管夹使得封装直线位移传感器的管体可以随着管道伸缩做伸缩位移，同心度偏移时牵动活动摆杆。本发明使用磁场信号作为测量介质，采用一种非接触式的测量方法实现电路部分的隔离密封，从而实现在高温或高湿环境下的监测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的截面为圆形的两段工业管道同心度偏差为零的情况下的示意图；
图2为本发明所提供的截面为圆形的两段工业管道同心度偏差存在偏差的情况下的示意图；
图3为本发明所提供的磁体联动挂件结构图；
图4为本发明所提供的工业管道三维位移监测装置结构图；
图5为本发明所提供的活动摆杆结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种磁体联动挂件及工业管道三维位移监测装置，能够实现在高温高湿环境下进行工业管道监测。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
供暖管道同心度偏差成因：供暖管道多使用金属结构，管道传输介质多为热水，管道的热胀冷缩性质，热水使管道发生膨胀并带动补偿器做伸缩位移；因为存在安装的精度误差，不能保证相连接的两个管道的中心绝对一致，在受热膨胀时就会伴随有两管道之间的同心度偏差。同心度偏差过大超过管道负荷时，会引起管道破裂、补偿器损坏等，造成管道泄漏事故。
在管道转弯处，热胀冷缩对管道的伸缩位移影响更大，由于受力方向不同，同心度偏差的现象更容易发生。
供暖管道中心轴向位移成因：供暖管道在使用时候，热水管道中传输的热水温度较高，有的可以到110℃左右，传输管道受热膨胀并带动补偿器做伸缩位移，如果发生过位移，会导致补偿器过度压缩或拉伸，从而引起补偿器损坏，造成管道泄露。
在传输管道安装和使用过程中，要求两管道同心度偏差为零，如图1所示，使得热胀冷缩的产生的应力，均有地作用在补偿器上，补偿器吸收应力，保护管道不发生歪斜、折弯等；如果偏差过大，就会在热胀冷缩的应力作用下损坏补偿器或者管道，如图2所示，两个圆同心度偏差不为零。
装置安装要求：被监测的两管道默认是水平，而且同心度偏差为零；传动导杆使用刚性材料，导杆与管道平行；活动摆杆竖直向上与传动导杆垂直，可以在管道圆周截面上沿圆周左右摆动。
两管道在管道中心线方向的伸缩位移时，不会引起摆杆发生角位移，在摆杆上的位置相对固定。
当两管道在圆径向上发生位移时候，管道截面圆的圆心就会发生偏移。
下面分别以发生竖直方向和非竖直方向发生同心度偏差时，说明本装置的测量计算方法。
竖直方向的同心度偏差：当发生竖直方向上的同心度偏差时，传动导杆在活动摆杆的导孔内上下运动，没有发生引起活动摆杆的角位移；传动导杆的沿活动摆杆导孔的直线位移被活动摆杆上的直线位移检测传感器测量计算出来，而在转动支座上的角位移检测传感器检测角度为零；此时发生的同心度偏差可以安照Y轴(竖直)方向向上偏差和Y轴(竖直)方向向下偏差计算。
非竖直方向的同心度偏差：当发生非竖直方向上的同心度偏差时，传动导杆在活动摆杆上不仅产生沿导孔的直线位移，也会带动摆杆产生角位移；直线位移被活动摆杆上的直线位移检测传感器测量计算出来；角位移被转动支座上的角位移检测传感器检测到。
图3为本发明所提供的磁体联动挂件结构图，如图3所示，一种磁体联动挂件，包括：T型结构、磁铁1以及环形管夹2；所述T型结构包括T型头3以及连接柄4。
所述T型头3设于所述连接柄4的一端，所述环形管夹2设于所述连接柄4的另一端；所述连接柄4内设有凹槽；所述磁铁1嵌入所述连接柄4内。
T型头设计，嵌入到活动摆杆的导孔内，可以很好地保证管道间的同心度偏移中的角位移传递到活动摆杆的联动精度；使用凹形设计，嵌入强磁体，使得强磁体为测量管道轴向伸缩的位移传感器和在摆杆上的直线位移传感器共同使用；环形管夹使得封装直线位移传感器的管体可以随着管道伸缩做伸缩位移，同心度偏移时牵动活动摆杆。
磁体联动挂件是工业管道三维位移监测装置的关键部分，在组合式应用中不仅连接了直线位移传感器，还连接了同心度偏移测量的传感器，使得传感器以简单的结构实现三维位移测量。
图4为本发明所提供的工业管道三维位移监测装置结构图，如图4所示，一种工业管道三维位移监测装置，包括：固定支架5、联动杆6、活动摆杆7、转动支座8、磁体联动挂件9、直线位移检测传感器A、直线位移检测传感器B以及角位移检测传感器10；所述固定支架包括第一固定支架以及第二固定支架；所述磁体联动挂件包括T型结构、磁铁以及环形管夹；所述T型结构包括T型头以及连接柄；所述T型头设于所述连接柄的一端，所述环形管夹设于所述连接柄的另一端；所述连接柄内设有凹槽；所述磁铁嵌入所述连接柄内；所述第一固定支架以及所述第二固定支架分别设于两段工业管道的连接处的两端；所述第一固定支架的长度大于所述第二固定支架的长度；所述第一固定支架与所述第二固定支架相互平行；所述第二固定支架固定所述工业管道以及所述转动支座；所述角位移检测传感器设于所述转动支座上；所述活动摆杆固定在所述第二固定支架上；图5为本发明所提供的活动摆杆结构图，如图5所示，所述活动摆杆上设有并行的第一空心室以及第二空心室；所述磁体联动挂件的T型头设于第一空心室内；所述直线位移检测传感器B设于所述第二空心室内；所述联动杆的一端与所述第一固定支架的一端相连接；所述联动杆的另一端穿过所述磁体联动挂件的环形管夹；所述直线位移检测传感器A设于所述联动杆内。
在实际应用中，所述联动杆与所述工业管道相互平行；所述联动杆穿过所述环形管夹，且未与所述环形管夹的内表面相接触。
在实际应用中，所述第一空心室内设有滑动轨道11；所述T型头沿所述滑动轨道滑动。
在实际应用中，所述联动杆与所述活动摆动杆相互垂直。
在实际应用中，所述联动杆的材料为刚性材料。
本发明使用磁场信号作为测量介质，采用一种非接触式测量方式可以实现电路部分的隔离密封；电子部分器件可以工作在150℃高温环境下。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种磁体联动挂件，其特征在于，包括：T型结构、磁铁以及环形管夹；所述T型结构包括T型头以及连接柄；
所述T型头设于所述连接柄的一端，所述环形管夹设于所述连接柄的另一端；所述连接柄内设有凹槽；所述磁铁嵌入所述连接柄内。
2.一种工业管道三维位移监测装置，其特征在于，包括：固定支架、联动杆、活动摆杆、转动支座、磁体联动挂件、直线位移检测传感器A、直线位移检测传感器B以及角位移检测传感器；所述固定支架包括第一固定支架以及第二固定支架；所述磁体联动挂件包括T型结构、磁铁以及环形管夹；所述T型结构包括T型头以及连接柄；所述T型头设于所述连接柄的一端，所述环形管夹设于所述连接柄的另一端；所述连接柄内设有凹槽；所述磁铁嵌入所述连接柄内；
所述第一固定支架以及所述第二固定支架分别设于两段工业管道的连接处的两端；所述第一固定支架的长度大于所述第二固定支架的长度；所述第一固定支架与所述第二固定支架相互平行；
所述第二固定支架固定所述工业管道以及所述转动支座；所述角位移检测传感器设于所述转动支座上；
所述活动摆杆固定在所述第二固定支架上；所述活动摆杆上设有并行的第一空心室以及第二空心室；所述磁体联动挂件的T型头设于第一空心室内；所述直线位移检测传感器B设于所述第二空心室内；
所述联动杆的一端与所述第一固定支架的一端相连接；所述联动杆的另一端穿过所述磁体联动挂件的环形管夹；所述直线位移检测传感器A设于所述联动杆内。
3.根据权利要求2所述的工业管道三维位移监测装置，其特征在于，所述联动杆与所述工业管道相互平行；所述联动杆穿过所述环形管夹，且未与所述环形管夹的内表面相接触。
4.根据权利要求2所述的工业管道三维位移监测装置，其特征在于，所述第一空心室内设有滑动轨道；所述T型头沿所述滑动轨道滑动。
5.根据权利要求2所述的工业管道三维位移监测装置，其特征在于，所述联动杆与所述活动摆动杆相互垂直。
6.根据权利要求2所述的工业管道三维位移监测装置，其特征在于，所述联动杆的材料为刚性材料。
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