DE4226804A1 - Vorrichtung zur ermittlung der position von zu pruefenden rohren von rohrbuendelwaermeaustauschern - Google Patents
Vorrichtung zur ermittlung der position von zu pruefenden rohren von rohrbuendelwaermeaustauschernInfo
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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.
- 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
mL1 - Steigung der Geraden L1
mL2 - Steigung der Geraden L2
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
mL1 - Steigung der Geraden L1
mL2 - 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]
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:
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
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 = mL1 · x + t1
mit t1 = 0 da Ursprungsgerade
mit t1 = 0 da Ursprungsgerade
Für Geradengleichung L2 gilt:
y = mL2 · x + t2
mit t2 errechnet aus den Kalibrierkoordinaten von P2 (X2/Y2)
Y2 = mL2 · X2 + t2 ⇒ t2 = Y2 · - mL2 · X2
damit ergibt sich folgende Geradengleichung für L2:
y = mL2 · x + Y2 - mL2 · X2
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.
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
mL1 = tan(ε + γ)
mL2 = tan(ε - α)
mL2 = tan(ε - α)
2. Fall: ϕ1≦λτϕ2
mL1 = tan(ε - γ)
mL2 = tan(ε + α)
mL2 = tan(ε + α)
3. Fall: ϕ1 = ϕ2
mL1 = mL2
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:
mL1 · x = mL2 · x + Y2 - mL2 · X2
Nach Auflösen obenstehender Gleichung erhält man den Abstand des Positionsgebers
(PGx/PGy) von der Kalibrierkoordinate P1 in mm.
PGy = y = mL1 · 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 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
mL1 = tan(ε + γ)
mL2 = tan(ε - α)
mL2 = tan(ε - α)
2. Fall: ϕ1≦ωτϕ2
mL1 = tan(ε - γ)
mL2 = tan(ε + α)
mL2 = tan(ε + α)
3. Fall: ϕ1 = ϕ2
mL1 = mL2
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:
mL1 · x = mL2 · x + Y2 - mL2 · X2
Nach Auflösen obenstehender Gleichung erhält man den Abstand des Positionsgebers
(PGx/PGy) von der Kalibrierkoordinate P1 in mm.
PGy = y = mL1 · PGx
1. Fall: ϕ1≦λτϕ2
PGy = tan(ε + γ) · PGx
2. Fall: ϕ1≦ωτϕ2
PGy = tan(ε - γ) · PGx
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]
mL1 - 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]
Ln - Länge zwischen PG und Pn in [mm]
mL1 - 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.
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
mS - Steigung der Geraden S
mLn - Steigung der Geraden Ln
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
mS - Steigung der Geraden S
mLn - 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.
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.
y = mS · x + tS
mit tS = 0 da Ursprungsgerade
y = mLn · x + tn
mit tn errechnet über die Koordinaten des PG (PGx/PGy)
mit tn errechnet über die Koordinaten des PG (PGx/PGy)
PGy = mLn · PGx + tn ⇒ tn = PGy - mLn · PGx
damit ergibt sich folgende Geradengleichung für Ln:
y = mLn · x + PGy - mLn · PGx
1. Fall: ϕ1≦ωτϕn
mS = tan(ε - γ)
mLn = tan(ε + β)
mLn = tan(ε + β)
2. Fall: ϕ1≦λτϕn
mS = tan(ε + γ)
mLn = tan(ε - β)
mLn = tan(ε - β)
3. Fall: ϕ1 = ϕn
mS = mLn
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:
mS · x = mLn · x + PGy - mLn · PGx
Nach Auflösen obenstehender Gleichung erhält man den Abstand der gesuchten Koordinate
Pn (Xn/Yn) von der Kalibrierkoordinate P1 in mm.
Yn = mS · Xn
1. Fall: ϕ1≦ωτϕn
Yn = tan(ε - γ) · Xn
2. Fall: ϕ1≦λτϕn
Yn = tan(ε + γ) · Xn
1. Fall: ϕ1≦λτϕn
mS = tan(ε - γ)
mLn = tan(ε + β)
mLn = tan(ε + β)
2. Fall: ϕ1≦ωτϕn
mS = tan(ε + γ)
mLn = tan(ε - β)
mLn = tan(ε - β)
3. Fall: ϕ1 = ϕn
mS = mLn
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:
mS · x = mLn · x + PGy - mLn · PGx
Yn = mS · 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 (5)
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924226804 DE4226804A1 (de) | 1991-08-14 | 1992-08-13 | Vorrichtung zur ermittlung der position von zu pruefenden rohren von rohrbuendelwaermeaustauschern |
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
DE4126847 | 1991-08-14 | ||
DE19924226804 DE4226804A1 (de) | 1991-08-14 | 1992-08-13 | Vorrichtung zur ermittlung der position von zu pruefenden rohren von rohrbuendelwaermeaustauschern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4226804A1 true DE4226804A1 (de) | 1993-05-19 |
Family
ID=25906344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19924226804 Withdrawn DE4226804A1 (de) | 1991-08-14 | 1992-08-13 | Vorrichtung zur ermittlung der position von zu pruefenden rohren von rohrbuendelwaermeaustauschern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4226804A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109883667A (zh) * | 2019-02-19 | 2019-06-14 | 江苏力高检测设备有限公司 | 一种全自动插拔耐久试验装置 |
CN114104721A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-03-01 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 夹持装置 |
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1992
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