CN211085522U - 一种管状结构炉腔温场分布检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种管状结构炉腔温场分布检测装置，包括提升步进电机、法兰、联轴器、固定支架、导轨、滑块、丝杆、移动支架、旋转步进电机、转轴、探测器安装平台、探头一和探头二；提升步进电机安装于固定支架的上部法兰上，通过联轴器与丝杆相连，滑块串联于丝杆上且其侧面与安装在固定支架背面的导轨相连；移动支架的一端安装于滑块的侧面，另一端其上部设置旋转步进电机，旋转步进电机与转轴的一端相连，另一端连接有探测器安装平台；本装置操作简单、结构紧凑、测量过程精确；适用范围广，具有较高的定位准确度；可对不同腔径大小的炉腔温场分布进行测量；能够满足不同类型具备管状炉腔的温度计量器具检测与校准的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及计量技术领域，尤其涉及一种可用于对具备管状结构炉腔的温度计量器具如热电偶检定炉或恒温槽等设备温场分布进行校准和测试的自动化检测装置。
背景技术
随着工农业不断发展与进步，尤其是冶金、化学工业的发展，对温度计量的要求越来越高，而热电偶检定炉或恒温槽等温度计量设备被众多计量技术机构作为标准器广泛应用于温度计量器具的检定校准中，因其在温度计量溯源体系中的地位，其量值的准确可靠与否直接关系着众多工作用温度计量器具的量值准确。
根据国家计量校准规范JJF1184-2007《热电偶检定炉温度场测试技术规范》和JJF1030-2010《恒温槽技术性能测试规范》，热电偶检定炉和恒温槽的温场分布是非常重要性能指标，直接决定其性能合格与否。温场分布的测量主要包括轴向温度分布测量和径向温度分布测量。目前常用的测量方式是人工位移法。人工位移法需要的测量设备较少,但温场分布的测量需要多点、逐次在炉腔内测量，手动操作难以精准定位，测量中产生的误差比较大，而且高温测量时，若操作不当还会给检测人员造成身体伤害。
在现有技术中，温场测量装置所采用的技术方案，如专利号为CN201520363993.9“一种炉腔温场测量装置”，上述现有技术存在以下的缺点：
1、采用多组测温热电偶固定于炉腔内的上固定模块上的结构设计，结构较为复杂，且众多测温热电偶本身一致性的差异对测量结果的影响很难排除
2、多组测温热电偶固定式结构不利于对不同腔径大小炉腔的测量，拓展性不佳。
因此，该领域迫切需要一种能够简便、快捷地对膛内温场进行多点自动测量的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种管状结构炉腔温场分布检测装置，克服现有装置的缺陷。
为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种管状炉腔温场分布检测装置，检测装置包括提升步进电机、法兰、联轴器、固定支架、导轨、滑块、丝杆、移动支架、旋转步进电机、转轴、探测器安装平台、探头一和探头二；
提升步进电机安装于固定支架的上部法兰上，通过联轴器与丝杆相连，滑块串联于丝杆上且其侧面与安装在固定支架背面的导轨相连，随着丝杆的转动，滑块沿导轨上下移动；
移动支架的一端安装于滑块的侧面，另一端其上部设置旋转步进电机，旋转步进电机与转轴的一端相连，另一端连接有探测器安装平台，探头一和探头二设置在探测器安装平台上，旋转步进电机通过转轴使探测器安装平台转动角度。
探测器安装平台的平台中心设置有探头一，平台中心的外侧设置有探头二，探头一和探头二保持在同一水平面上，探头一和探头二之间的距离适配检测规范要求。
转轴为中空结构，探头一和探头二的信号线从中引出。
探头一和探头二为热电偶或热电阻。
本实用新型探测器安装平台以及转轴与旋转步进电机的连接处均为耐高温陶瓷材质。
本实用新型提升步进电机和旋转步进电机的控制均通过外部控制器或电脑信号控制实现，探头一和探头二的测量数据也传送至电脑主机采集。
本实用新型工作原理如下：
对于立式炉，即炉腔姿态竖直，首先调整探测器安装平台中热电偶测量探头二的位置，使两个热电偶探头间的距离满足测量要求。调整移动平台的高度，将热电偶测量探头所在平面调整到炉腔工作区域的下限，根据炉腔工作区域的长度或国家校准规范的要求设置轴向移动的步长、测量点数以及径向分布的测量点数。
待炉腔内温度稳定后，电脑分别读取两支热电偶测量探头的数据，后旋转步进电机控制转轴旋转至下一个径向测量点位，同样待温度稳定后再次读数，直到将所有径向测量点全部测完回到初始位置，此过程不仅可以读取径向温场差异还可以通过固定于探测器安装平台中心的热电偶测量探头一的测量数据获取炉腔温度的稳定性，然后提升步进电机控制丝杆旋转提升滑块的高度至第二个轴向测量点，重复进行径向点扫描测量，需注意的是，此时旋转步进电机控制转轴逆向旋转，以防止将热电偶测量探头信号线绕断，直到所有的轴向测量点和径向测量点全部完成后，将测量数据汇总处理后，生成相应的检测报告。
对卧式炉即炉腔水平设置，可将固定支架转向90°，测量过程与立式炉相同。
本实用新型的有益效果是本装置操作简单、结构紧凑、测量过程精确；适用范围广，具有较高的定位准确度；可对不同腔径大小的炉腔温场分布进行测量；能够满足不同类型具备管状结构炉腔的温度计量器具检测与校准的需求。
附图说明
图1为本实用新型自动化温场分布检测装置的结构示意图；
其中：1.提升步进电机； 2.法兰 ； 3.联轴器 ； 4.固定支架 ；5.导轨 ； 6.滑块； 7.丝杆； 8. 旋转步进电机；9.移动支架； 10. 转轴；11. 探测器安装平台；12.探头一；13.探头二；14.立式炉。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
实施例如图1所示，本实施例提供一种自动化温场分布检测装置，包括提升步进电机1（40规格）通过法兰2安装于固定支架4的上部，通过联轴器3与丝杆7（500mm）相连，可带动丝杆7转动，滑块6串联于丝杆7上且其侧面安装在固定支架4背面的导轨5上，随着丝杆7的转动，滑块6沿导轨5上下移动。
移动支架9安装于滑块6的侧面，其上部设置旋转步进电机8，旋转步进电机8与中空转轴10相连，通过旋转步进电机8控制转轴10的转动角度。
转轴10的下部设置探测器安装平台11，探头一和探头二采用热电偶探头，平台中心固定安装热电偶测量探头一12，热电偶测量探头二13设置于探测器安装平台11的外侧，其位置设置可沿平台直径方向上微调，热电偶测量探头一12，热电偶测量探头二13设置于同一水平面上。热电偶测量探头一12和热电偶测量探头二13的信号线从转轴中引出，探头一12和探头二13之间的距离按检测需要设置。
探测器安装平台11以及转轴10与旋转步进电机8的连接处均为耐高温陶瓷材质。
步进电机的控制均通过电脑程序实现，热电偶探头的测量数据也由电脑程序采集。
本最佳实施例主要技术指标如下：
轴向最大调节范围：500mm，定位精度优于0.05mm
径向转角定位精度优于0.1°
其工作流程简述如下：
对于立式炉14，即炉腔姿态竖直，首先调整探测器安装平台11中热电偶测量探头二13的位置，使两个热电偶探头间的距离满足径向测量要求。调整移动平台9的高度，将热电偶测量探头所在平面调整到炉腔工作区域的下限，后将电脑平台中轴向坐标示值清零，根据炉腔工作区域的长度或国家校准规范的要求在电脑平台中设置轴向移动的步长、测量点数以及径向分布的测量点数。
待炉腔内温度稳定后，电脑平台分别读取两支热电偶测量探头的数据，后旋转步进电机8控制转轴10旋转至下一个径向测量点位，同样待温度稳定后再次读数，直到将所有径向测量点全部测完回到初始位置，获取炉腔此断面温场差异及温场温度的稳定性，然后提升步进电机1控制丝杆7旋转提升滑块6的高度至第二个轴向测量点，重复进行径向点扫描测量，需注意的是，此时旋转步进电机8控制转轴10逆向旋转，以防止将热电偶测量探头信号线绕断，直到所有的轴向测量点和径向测量点全部完成后，将测量数据汇总处理后，生成相应的检测报告。
对卧式炉即炉腔水平设置，可将固定支架转向90°，测量过程与立式炉14相同。
本实用新型实施例的有益效果是提供一种操作简单、结构紧凑、测量过程可设置、自动化程度高的温场分布检测装置；适用范围广，具有较高的定位准确度。可对不同腔径大小的炉腔温场分布进行测量；能够满足不同类型具备管状结构炉腔的温度计量器具检测与校准的需求。
Claims (4)
1.一种管状结构炉腔温场分布检测装置，其特征在于：检测装置包括提升步进电机、法兰、联轴器、固定支架、导轨、滑块、丝杆、移动支架、旋转步进电机、转轴、探测器安装平台、探头一和探头二；
提升步进电机安装于固定支架的上部法兰上，通过联轴器与丝杆相连，滑块串联于丝杆上且其侧面与安装在固定支架背面的导轨相连，随着丝杆的转动，滑块沿导轨上下移动；
移动支架的一端安装于滑块的侧面，另一端其上部设置旋转步进电机，旋转步进电机与转轴的一端相连，另一端连接有探测器安装平台，探头一和探头二设置在探测器安装平台上，旋转步进电机通过转轴使探测器安装平台转动角度。
2.根据权利要求1所述的一种管状结构炉腔温场分布检测装置，其特征在于：
探测器安装平台的平台中心设置有探头一，平台中心的外侧设置有探头二，探头一和探头二保持在同一水平面上，探头一和探头二之间的距离适配检测规范要求。
3.根据权利要求1或2所述的一种管状结构炉腔温场分布检测装置，其特征在于：转轴为中空结构，探头一和探头二的信号线从中引出。
4.根据权利要求1或2所述的一种管状结构炉腔温场分布检测装置，其特征在于：探头一和探头二为热电偶或热电阻。
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| CN114354017A (zh) * | 2022-01-10 | 2022-04-15 | 江苏省计量科学研究院(江苏省能源计量数据中心) | 一种温场特征参数检测装置及其检测方法 |
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| CN114354017B (zh) * | 2022-01-10 | 2023-10-20 | 江苏省计量科学研究院(江苏省能源计量数据中心) | 一种温场特征参数检测装置及其检测方法 |
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