DE4226804A1

DE4226804A1 - Vorrichtung zur ermittlung der position von zu pruefenden rohren von rohrbuendelwaermeaustauschern

Info

Publication number: DE4226804A1
Application number: DE19924226804
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl Ing Niemann; Stefan Dipl Ing Winkler; Ulrich Von Dipl Ing Behr
Original assignee: DELTA TEST GmbH
Current assignee: DELTA TEST GmbH
Priority date: 1991-08-14
Filing date: 1992-08-13
Publication date: 1993-05-19

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Position von zu prüfenden Rohren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Bereich der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung von Wärmetauschern hat das Wirbelstromverfahren zur Detektion lokaler Schäden an den eingebauten Wärmetauscherrohren eine große Bedeutung. Mit moderner Prüftechnik können so wohl latente als auch flächige Schäden an der Innen- und Außenwand der Rohre in nur einem Prüfdurchgang lokalisiert und analysiert werden. Die Kenntnis der aufgetretenen Schäden gibt den Anlagenbetreibern die Möglichkeit, einer seits der Schadensausbreitung präventiv entgegenzuwirken und andererseits durch geeignete Maßnahmen die Entstehung neuer Schäden zu vermeiden. Hierzu ist es notwendig, den Ort einmal erkannter Schäden eindeutig und reproduzierbar zu bestimmen.

Für eine reguläre Messung, wie sie dem derzeitigen Stand der Technik entspricht, sind zwei Meßtechniker erfor derlich. Dabei ist einer der sog. Operator, für die Aus wertung des Wirbelstromsignals und die computergestützte Dokumentation der in den Prüfrohren auftretenden Schäden verantwortlich, während der andere direkt am zu prüfenden Objekt für die Bedienung der Prüfspule zuständig ist. Die räumliche Trennung bringt es mit sich, daß beide Prüfer nur über Sprechverbindungen miteinander kommunizieren kön nen. Die vom Operator vorgegebene Prüfabfolge der einzel nen Rohre wird dem Meßtechniker am Prüfobjekt mitgeteilt, der daraufhin das zu prüfende Rohr mittels eines vor der Messung festgelegten Bezugskoordinatensystems identifiziert und die Meßsonde in das Prüfrohr einführt. Dieses übliche Verfahren birgt die Gefahr der Fehlidenti fikation einer Prüfkoordinate, da die visuelle Überprüfung durch den Operator nicht möglich ist. Eine Fehlmessung kann nur durch gewissenhafte Zusammenarbeit beider Meß techniker weitgehend ausgeschlossen werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Ermittlung der Position von zu prü fenden Rohren von Rohrbündelwärmeaustauschern anzugeben, die genau und ohne Gefahr von Fehlmessungen arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung gemäß Kennzei chen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Aufgabenlösung gibt eine Vorrich tung an, mit der alle Koordinaten in einer Bezugsebene mittels Längen und Winkelmessung von einem frei in der Bezugsebene ausgewählten Punkt erfaßt werden können. Die Koordinaten des zu prüfenden Rohres werden also durch Polar koordinaten erfaßt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet nur eine Meßtrommel; sie bietet eine gute Hand lichkeit, weil eine kompakte Bauweise möglich ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine hohe Meßgenauigkeit und ein großer Meßbereich erreichbar bei entsprechend ho her Auflösung des Winkelgebers. Insgesamt sind nur zwei Drehgeber erforderlich.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der er findungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Er mittlung der Position von zu prüfenden Rohren von Rohrbündelwärmeaustauschern und

Fig. 2 einen Schnitt D-E durch die Vorrichtung nach Fig. 1.

Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung PG zur Ermittlung der Position von zu prüfenden Rohren von Rohrbündelwärme austauschern. Diese Vorrichtung PG wird mit Hilfe eines Rahmens R über zwei in Führungsnuten beweglichen Rohradap tern 11 mittels Vierkantschrauben 33 auf einer Rohrplatte des Wärmeaustauschers (nicht dargestellt) verspannt.

Die Erfassung der beim Anfahren der Prüfkoordinaten hervorgerufenen Längenänderungen erfolgt um die Achse A, während die Registrierung der Drehwinkeländerungen um die Achse B erfolgt.

Eine massiv gefertigte, mit gewindeförmigen Seilrillen 40 versehene Seiltrommel 14 ist fest mit einer Kugelmutter 13 verschraubt. Ein Kugelgewindetrieb, bestehend aus einer rechtsgängigen, gerollten Gewindespindel 12 und der Kugel mutter 13, ist über eine Passung in einer rechten Gehäuse scheibe 6 gelagert. Die Spindel wird mittels einer Wellen sicherungsmutter 27 über sich an der Spindelschulter ab stützenden Radialrillenkugellager 24 und eine Distanzhülse 19 mit der Gehäusescheibe 6 verschraubt. Der Seilzug be sitzt durch die gleiche, aber gegensinnige Steigung der Gewindespindel und der Seilrillen (p = 2 mm) einen festge legten Ablaufpunkt C in der senkrecht zur Meßebene stehen den Drehachse B. Beim Abwickeln des Seiles 21 verfährt der Trommelkörper axial, während das Seil, bedingt durch die linksgängig in den Trommelkörper geschnittene Seilrillen steigung, in diesem Punkt auf- bzw. abgewickelt wird. Die Seilzugkraft wird über eine am Trommelgehäuse 7 und an der Nabe einer Federaufnahme 15 eingehängte Triebfeder 16 auf gebracht. Durch die Rotation der Seiltrommel wird die vor gespannte Feder 16 über zwei Linearführungsstangen 17 und ein Linearkugellager 26 tordiert. Das von der Triebfeder aufgebrachte Drehmoment hält das Seil auf Spannung.

Ein mit einer linken Gehäusescheibe 5 verschraubter Drehinkrementalgeber 22 (5000 Impulse/Umdrehung) nimmt den durchlaufenden Drehwinkel der Trommel auf. Über eine Rechenroutine läßt sich aus dem Produkt von durchlaufendem Drehwinkel und mittlerem Trommeldurchmesser die Längenän derung errechnen. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen Drehgeber und einer an die beiden Linearführungsstangen 17 angeschraubten Anschlußplatte 18 erfolgt über eine Spreiz welle. Zur Aufnahme der Winkeländerungen ist eine Füh rungseinrichtung 49 um eine senkrecht zur Rohrplatte ste hende Achse B drehbar gelagert. Die Führungseinrichtung besteht aus zwei Führungsrollen 55 (von denen nur eine dargestellt ist), zwischen denen das Seil 21 hindurchge führt ist und die in einem ersten Gehäuse 50, 51, 52 dreh bar gelagert sind. Das erste Gehäuse 50, 51, 52 ist in einem zweiten Gehäuse 54 in einem Rillenkugellager 53 drehbar gelagert. Die Drehachsen F der Führungsrollen 55 sind bezüglich der Drehachse B des ersten Gehäuses 50, 51, 52 um den Radius der Führungsrollen in Zugrichtung des Seiles nach vorn versetzt angeordnet. Hierdurch wird eine Längenänderung und das Entstehen eines Rückstellmomentes bei Winkeländerungen der Führungseinrichtung vermieden. Das zweite Gehäuse 54 ist mit einer Deckplatte 2 des Rah mens R fest verbunden.

In der Deckplatte 2 des Rahmens R ist ein zweiter Drehinkrementalgeber 23 (zehntausend Impulse/Umdrehung) eingeschraubt, der die Winkeländerung um die Drehachse B aufnimmt. Grund- und Deckplatte sind über zwei Stützen 3 verschraubt.

Über zwei in der Seiltrommel eingeschraubte Innen sechskantschrauben 37 kann der Ablaufpunkt C des Seiles bei Montage justiert werden.

Die von den Inkrementalgebern 22, 23 kommenden Recht ecksignale werden von einer in einen freien Computerslot eingeschobenen Interface-Steckkarte aufgenommen und in einen numerischen Zahlenwert umgewandelt. Der Anschluß der beiden Drehgeber an die Interface-Karte erfolgt über einen 25 pol. SUB D-Stecker. Die Signale werden von auf dem Steckboard befindlichen UP/DOWN Countern erfaßt und können mittels geeigneter TURBO-PASCAL-Routinen ausgewertet wer den.

Die beschriebene Vorrichtung ist auch in anderen Be reichen der Werkstoffprüfung einsetzbar, z. B. der Ultra schall-Flächenprüfung.

Nachfolgend soll der mathematische Hintergrund be schrieben werden, wobei die Vorrichtung PG zur Ermittlung der Position des zu prüfenden Rohres kurz Positionsgeber genannt werden soll.

Die Berechnung der einzelnen Koordinaten setzt voraus, daß die Lage des Positionsgebers (PG) im Koordinatensystem bekannt ist. Dafür ist es notwendig, den Positionsgeber zu kalibrieren.

Im folgenden wird die Berechnung zur Kalibrierung des Positionsgebers auf das zu prüfende Rohrsystem erläutert. Hierzu werden vor der eigentlichen Messung zwei Rohre, die sog. Kalibrierungskoordinaten P1 und P2, angefahren, und es werden deren Koordinatenbezeichnungen (X1/Y1) bzw. (X2/Y2) vom Bediener eingegeben. Der Positionsgeber erfaßt die den Punkten P1 und P2 zugehörigen Längen L1 und L2 sowie die Winkel ϕ1 und ϕ2. Die beiden Winkel haben eine gemeinsame Bezugsachse, die in der Praxis den Nullstand des Winkelimpulszählers darstellt, sie kann daher eine beliebige Lage in der Meßebene haben. (Impulszähler addiert mathematisch positive Winkel.) Alle weiteren Berechnungen zur Erfassung der Rohrkoordinaten des Prüfsystems beziehen sich auf das in der Kalibrierung festgelegte Dreieck PG-P1-P2, zwischen dem Positionsgeber und den Kalibrierpunkten P1 und P2.

Folgende Festlegungen werden getroffen:

- Drehsinn mathematisch positiv
- symmetrischer Aufbau der Prüfkoordinaten
- Koordinatenachsen rechtwinklig zueinander
- positive Zählweise X-Achse von links→rechts, Y-Achse von unten→oben.

Die im Anschluß folgenden Kombinationen der Lage der Kalibrierungskoordinaten P1 und P2 zum Positionsgeber gelten für alle vier Quadranten. Dabei wird das vorliegende Koordinatensystem im Punkt P1 eingezeichnet. Der Schnittpunkt der Koordinatenachsen ist aber nicht Koordinatenursprung des Prüfsystems. Die Berechnung der Lage des Positionsgebers beruht auf der Ermittlung des gemeinsamen Schnittpunktes der Geraden L1 und L2.

Folgende Bezeichner werden gewählt:

L1 - Länge zwischen PG und P1 in [mm]
L2 - Länge zwischen PG und P2 in [mm]
S - Länge zwischen P1 und P2 in [mm]
α - Winkel zwischen der Geraden S und L2
β - Winkel zwischen der Geraden L1 und L2
γ - Winkel zwischen den Geraden S und L1
ε - Winkel zwischen X-Achse und der Geraden S
m_L1 - Steigung der Geraden L1
m_L2 - Steigung der Geraden L2

Die Größen S, α, β, γ des Dreiecks PG-P1-P2 werden über den Cosinus bzw. Tangenssatz berechnet.

Cosinus-Satz:

Tangens-Satz:

α = 180° - β - γ

Der Winkel ε beschreibt den Steigungswinkel der Geraden S und errechnet sich wie folgt:

mit:

ax = Teilungsabstand zweier Rohrkoordinaten in X-Richtung [mm]
ay = Teilungsabstand zweier Rohrkoordinaten in Y-Richtung [mm]

Da der Teilungsabstand ax zweier Rohrkoordinaten in X-Richtung nicht immer aus den Konstruktionsunterlagen bekannt ist, wird im Programm die Möglichkeit vorgesehen, auch bei nicht bekanntem Abstand a (im Programm der Abstand zwischen zwei Rohrkoordinaten in gleicher Y-Koordinate) kalibrieren zu können. Dies geschieht über die Seitenlänge S des aufgespannten Dreieckes PG-P1-P2, die sich über den Cosinus-Satz berechnen läßt. Die Subtraktion der X-Koordinatenbezeichner (X2-X1) der Kalibrierungskoordinaten liefert die Anzahl der zwischen P1 und P2 liegenden Rohre in X-Richtung. Des gleichen ergibt sich die Anzahl der Rohre in Y-Richtung aus der Subtraktion der Y-Koordinatenbezeichner (Y2-Y1). Die Seite S läßt sich in die beiden Tangenten dx und dy zerlegen. In Abhängigkeit des Systemwinkels (sw), d. h. dem Winkel, unter dem zwei unmittelbar nebeneinander liegende Rohrkoordinaten in X-Richtung liegen, läßt sich der Teilungsabstand ay zweier Rohrkoordinaten in Y-Richtung berechnen.

Damit ergeben sich folgende Beziehungen:

mit:

dx = ax · (X2 - X1)

dy = ax · (Y2 - Y1) · tan(sw) bei 90° System wird dy = (Y2 - Y1) · ax

Berechnung für ax und ay:

ay = ax · tan(sw)
ay = ax für 90°-System
Für Eingabe des Abstandes a aus Konstruktionsunterlagen:

ax = a für 90°-System
ay = ax · tan(sw)
ay = ax für 90°-System

Nach der allg. mathematischen Gleichung y = m · x + t werden die Geradengleichungen für L1 und L2 errechnet. Im Schnittpunkt PG besitzen die beiden Gleichungen die gleiche Lösung für x und y.

Für Geradengleichung L1 gilt:

y = m_L1 · x + t1
mit t1 = 0 da Ursprungsgerade

Für Geradengleichung L2 gilt:

y = m_L2 · x + t2

mit t2 errechnet aus den Kalibrierkoordinaten von P2 (X2/Y2)

Y2 = m_L2 · X2 + t2 ⇒ t2 = Y2 · - m_L2 · X2

damit ergibt sich folgende Geradengleichung für L2:

y = m_L2 · x + Y2 - m_L2 · X2

Mögliche Anordnungen von Positionsgeber und Kalibrierkoordinaten

Im weiteren wird die Koordinate P2 als Pn bezeichnet, da die auftretenden Konstellationen von PG-P1 und Pn immer, also auch für die eigentliche Messung gültig sind.

Definition mathematisch positives bzw. negatives Bezugssystem Mathematisch positiv Mathematisch negativ Für mathematisch positives Rohrkoordinatensystem gilt

Aus den vorhergehenden Abbildungen lassen sich die im Anschluß folgenden Beziehungen für ein mathematisch positives Bezugssystem, d. h. die Z-Achse kommt immer aus der Bezugsebene heraus, feststellen. Dabei ist es ohne Belang, in welchem Quadranten sich die Kalibrierungspunkte befinden.

Die Lage der Punkte P1 und P2 zueinander wird neben der Längen L1 und L2 über die Winkel ϕ1 und ϕ2 beschrieben. Das bedeutet, es gibt nur drei Fälle, die die Lage des Positionsgebers in Hinblick auf die Koordinaten festlegen.

1. Fall: ϕ1≦ωτϕ2

m_L1 = tan(ε + γ)
m_L2 = tan(ε - α)

2. Fall: ϕ1≦λτϕ2

m_L1 = tan(ε - γ)
m_L2 = tan(ε + α)

3. Fall: ϕ1 = ϕ2

m_L1 = m_L2

L1 und L2 liegen auf einer Geraden, es kann kein Dreieck zwischen den Punkten PG-P1-P2 aufgespannt werden. Programmintern wird bei dieser Konstellation ein vernachlässigbar kleiner Winkel zum Winkel ϕ2 hinzuaddiert, so daß dann der Fall 1 gilt.

Durch Gleichsetzen der Geradengleichungen für L1 und L2 ergibt sich:

m_L1 · x = m_L2 · x + Y2 - m_L2 · X2

Nach Auflösen obenstehender Gleichung erhält man den Abstand des Positionsgebers (PGx/PGy) von der Kalibrierkoordinate P1 in mm.

PGy = y = m_L1 · PGx

Somit ist die Lage des Positionsgebers im Hinblick auf den Kalibrierpunkt P1 in mm bekannt.

1. Fall: ϕ1≦ωτϕ2 folgt

PGy = tan(ε + γ) · PGx

2. Fall: ϕ1≦λτϕ2

PGy = tan(ε - γ) · PGx

Für mathematisch negatives Koordinatensystem gilt

Für ein negatives Bezugssystem, d. h. die Z-Achse geht immer in die Ebene des Bezugssystems hinein, ergeben sich die folgenden mathematischen Zusammenhänge. Dabei ist es auch hier ohne Belang, in welchen Quadranten sich die Kalibrierungspunkte befinden. Im Gegensatz zum positiven Koordinatensystem ist hier der positive Winkeldrehsinn rechtsdrehend. Der Impulsgeber zählt jedoch mathematisch positiv, d. h. linksdrehend. Daher müssen lediglich bei den Fallunterscheidungen die logischen Operanden (≦λτ, ≦ωτ) vertauscht werden.

Damit ergeben sich die drei Berechnungsfälle:

1. Fall: ϕ1≦λτϕ2

m_L1 = tan(ε + γ)
m_L2 = tan(ε - α)

2. Fall: ϕ1≦ωτϕ2

m_L1 = tan(ε - γ)
m_L2 = tan(ε + α)

3. Fall: ϕ1 = ϕ2

m_L1 = m_L2

L1 und L2 liegen auf einer Geraden, es kann kein Dreieck zwischen den Punkten PG-P1-P2 aufgespannt werden. Programmintern wird bei dieser Konstellation ein vernachlässigbar kleiner Winkel zum Winkel ϕ2 hinzuaddiert, so daß dann der Fall 2 gilt.

Durch Gleichsetzen der Geradengleichungen für L1 und L2 ergibt sich:

m_L1 · x = m_L2 · x + Y2 - m_L2 · X2

PGy = y = m_L1 · PGx

1. Fall: ϕ1≦λτϕ2

PGy = tan(ε + γ) · PGx

2. Fall: ϕ1≦ωτϕ2

PGy = tan(ε - γ) · PGx

Messung

Für die Berechnung einer Rohrkoordinate Pn (Xn/Yn) des einkalibrierten Bezugssystems sind folgende Ausgangsgrößen bekannt:

L1 - Länge zwischen PG und P1 in [mm]
Ln - Länge zwischen PG und Pn in [mm]
m_L1 - Steigung der Geraden L1
ϕ1 - Winkel zwischen Bezugsachse (Zählernullstand) und L1
ϕn - Winkel zwischen Bezugsachse und Ln
PGx - Abstand des PG von P1 in X-Richtung [mm]
PGy - Abstand des PG von P1 in Y-Richtung [mm]

Das Bezugskoordinatensystem hat wie bei der Kalibrierung seinen Ursprung im Punkt P1.

Folgende Bezeichner werden gewählt, bzw. neu definiert

S - Länge zwischen P1 und Pn in [mm]
α - Winkel zwischen den Geraden S und Ln
β - Winkel zwischen den Geraden L1 und Ln
γ - Winkel zwischen den Geraden S und Ln
ε - Winkel zwischen X-Achse und der Geraden L1
m_S - Steigung der Geraden S
m_Ln - Steigung der Geraden Ln

Die Größen S, a, b und g des Dreiecks PG-P1-Pn werden wie bei der Kalibrierung über den Cosinus- bzw. Tangens-Satz berechnet.

Cosinus-Satz

Tangens-Satz

α = 180° - β - γ

Der Winkel ε beschreibt den Steigungswinkel der Geraden L1 und errechnet sich wie folgt:

Gemäß der allg. mathematischen Gleichung y = m · x + t werden die Geradengleichungen für Ln und S errechnet. Im Schnittpunkt Pn besitzen die beiden Gleichungen die gleiche Lösung für x und y.

Für Geradengleichung S gilt

y = m_S · x + t_S

mit t_S = 0 da Ursprungsgerade

Für Geradengleichung Ln gilt

y = m_Ln · x + t_n
mit t_n errechnet über die Koordinaten des PG (PGx/PGy)

PGy = m_Ln · PGx + t_n ⇒ t_n = PGy - m_Ln · PGx

damit ergibt sich folgende Geradengleichung für Ln:

y = m_Ln · x + PGy - m_Ln · PGx

Für mathematisch positives Rohrkoordinatensystem gilt

1. Fall: ϕ1≦ωτϕn

m_S = tan(ε - γ)
m_Ln = tan(ε + β)

2. Fall: ϕ1≦λτϕn

m_S = tan(ε + γ)
m_Ln = tan(ε - β)

3. Fall: ϕ1 = ϕn

m_S = m_Ln

S und Ln liegen auf einer Geraden, es kann kein Dreieck zwischen den Punkten PG -P1-Pn aufgespannt werden. Programmintern wird bei dieser Konstellation ein vernachlässigbar kleiner Winkel ϕn hinzuaddiert, so daß dann der Fall 1 gilt.

Durch Gleichsetzen der Geradengleichungen für S und Ln ergibt sich:

m_S · x = m_Ln · x + PGy - m_Ln · PGx

Nach Auflösen obenstehender Gleichung erhält man den Abstand der gesuchten Koordinate Pn (Xn/Yn) von der Kalibrierkoordinate P1 in mm.

Yn = m_S · Xn

1. Fall: ϕ1≦ωτϕn

Yn = tan(ε - γ) · Xn

2. Fall: ϕ1≦λτϕn

Yn = tan(ε + γ) · Xn

Für mathematisch negatives Koordinatensystem gilt

1. Fall: ϕ1≦λτϕn

m_S = tan(ε - γ)
m_Ln = tan(ε + β)

2. Fall: ϕ1≦ωτϕn

m_S = tan(ε + γ)
m_Ln = tan(ε - β)

3. Fall: ϕ1 = ϕn

m_S = m_Ln

S und Ln liegen auf einer Geraden, es kann kein Dreieck zwischen den Punkten PG -P1-Pn aufgespannt werden. Programmintern wird bei dieser Konstellation ein vernachlässigbar kleiner Winkel ϕn hinzuaddiert, so daß dann der Fall 2 gilt.

Durch Gleichsetzen der Geradengleichungen für S und Ln ergibt sich:

m_S · x = m_Ln · x + PGy - m_Ln · PGx

Yn = m_S · Xn

1. Fall: ϕ1≦λτϕn

Yn = tan(ε - γ) · Xn

2. Fall: ϕ1≦ωτϕn

Yn = tan(ε + γ) · Xn

Die konstruktive Auslegung des Positionsgebers erlaubt einen vielseitigen Einsatz auf dem Gebiet der meßtechni schen Erfassung von Punkten einer Ebene.

In Abhängigkeit von der die Längen- bzw. Winkelände rungen erfassenden Programmroutine können sowohl einzelne Punkte einem symmetrisch aufgebauten Bezugssystem zugeord net, als auch Konturen in einer Ebene reproduzierbar doku mentiert werden.

Mögliche Anwendungen ergeben sich z. B. in der Ultra schall-Flächenprüfung, bei der die zu prüfende Fläche in Sektoren unterteilt wird. Die mittels Ultraschallprüfkopf lokalisierten Schäden werden dann über Programmroutinen dem Prüfsektor zugeordnet. Dadurch wird es ermöglicht, zum einen die abgefahrenen Prüfbahnen zu dokumentieren (wich tig für den Betreiber) und zum anderen im Falle einer Wie derholungsprüfung eine in zurückliegenden Messungen iden tifizierte Schadensstelle direkt anzufahren. Eine kon struktive Änderung der Fixierung des Positionsgebers ist dabei vorzunehmen. Die Flächenprüfung erfordert ein anderes Programm. Die zu prüfende Fläche wird in infinitesimal kleine Flächensegmente unterteilt, die dem Prüfsektor über die aufgenommenen Längen und Winkel zugeordnet werden.

Mit der Ultraschallflächenprüfung ließen sich auch Schäden bei der Rohrmantelprüfung lokalisieren und doku mentieren. Hierzu wäre neben der erwähnten programmtechni schen Anpassung eine Befestigung des Positionsgebers auf dem Rohrmantel vorzunehmen.

Claims

1. Vorrichtung zur Ermittlung der Position von zu prüfenden Rohren von Rohrbündelwärmeaustauschern, gekennzeichnet durch
einen mit einer, eine Meßebene darstellenden Rohrplatte des Wärmeaustauschers verbindbaren Rahmen (1, 2, 3),
eine im Rahmen (1, 2, 3) um eine Achse B, die senkrecht zur Meßebene angeordnet ist, drehbar gelagerte Führungs einrichtung (49),
eine im Gehäuse (5, 6, 7) um eine Achse A, die senkrecht zur Achse B angeordnet ist, drehbar gelagerte Seiltrommel (14), deren Seil (21) bis zum zu prüfenden Rohr ausziehbar ist und deren Seilzug einen festgelegten Seilablaufpunkt C in der senkrecht zur Meßebene stehenden Drehachse B aufweist,
einen ersten im Gehäuse (5, 6, 7) angeordneten Drehinkre mentalgeber (22) zur Ermittlung des Drehwinkels der Seiltrommel (14), der ein Maß für die Auszugslänge des Seiles (21) und damit für den Abstand zum zu prüfenden Rohr ist,
einen zweiten im Rahmen (1, 2, 3) angeordneten Drehinkre mentalgeber (23) zur Ermittlung einer Winkeländerung des Seiltrommelgehäuses (5, 6, 7) und damit der Winkellage des Seiles relativ zu einem vorgewählten Bezugs koordinatensystem,
wobei das in eine Länge umgerechnete Meßsignal des Dreh inkrementalgebers (22) der Seiltrommel (14) und das in einen Winkel umgerechnete Meßsignal des Drehinkrementalgebers (23) der Führungseinrichtung (49) die Polarkoordinaten des zu prüfenden Rohres in der Meßebene darstellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (49) aus zwei Führungsrollen (55) besteht, zwischen denen das Seil (21) hindurchgeführt ist und die in einem ersten Gehäuse (50, 51, 52) drehbar gelagert sind, welches in einem zweiten Gehäuse (54) drehbar gelagert ist, wobei die Drehachse F der Führungsrollen (55) bezüglich der Drehachse B des ersten Gehäuses um den Radius der Führungsrollen in Zugrichtung des Seiles (21) nach vorn versetzt angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1, 2, 3) mit Hilfe zweier in Führungsnuten beweglichen Rohradapter (11) mittels Vierkant schrauben (33) auf der Rohrplatte verspannbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (21) in auf dem Trommelkörper der Seiltrommel (14) ausgebildeten gewindeförmigen Seilrillen (40) aufgewickelt ist, daß die Seiltrommel (14) auf einer Gewindespindel (12) axial verfahrbar ist und daß die Gewinde spindel (12) und die Seilrillen (40) die gleiche, aber gegensinnige Gewindesteigung aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiltrommel (14) gegen Seilauszugsrichtung federvorgespannt ist.