一种三向位热膨胀位移测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108106989A(43)申请公布日2018.06.01(21)申请号201711277127.8(22)申请日2017.12.06(71)申请人苏州科技大学地址215000江苏省苏州市高新区科锐路1号(72)发明人肖金球周翔刘传洋(74)专利代理机构苏州集律知识产权代理事务所(普通合伙)32269代理人安纪平(51)Int.Cl.G01N19/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种三向位热膨胀位移测量装置(57)摘要本发明揭示了一种三向位热膨胀位移测量装置，包括XY向坐标测量单元、Z向坐标测量单元、数据处理单元，以及终端监测单元，XYZ向坐标测量单元分别获取热膨胀时待测设备或待测部位在X方向、Y方向和Z方向的坐标数据并发送至数据处理单元，数据处理单元根据X方向、Y方向和Z方向坐标数据计算获得待测设备或待测部位在三个方向上的热膨胀位移数据并发送至终端监测单元，终端监测单元根据位移数据建立模型并对待测设备或待测部位的热膨胀位移数据进行预测。本发明不仅可以精确测量待测设备或待测部位的热膨胀数据，而且还可以对待测设备或待测部位的热膨胀数据进行预测，尤其适用于工业锅炉等设备。CN108106989ACN108106989A权利要求书1/2页1.一种三向位热膨胀位移测量装置，其特征在于，包括XY向坐标测量单元、Z向坐标测量单元、数据处理单元，以及终端监测单元；所述XY向坐标测量单元用于获取热膨胀时待测设备或待测部位在X方向和Y方向的坐标数据并发送至数据处理单元；所述Z向坐标测量单元用于获取热膨胀时待测设备或待测部位在Z方向的坐标数据并发送至数据处理单元；所述数据处理单元根据X方向坐标数据、Y方向坐标数据和Z方向坐标数据计算待测设备或待测部位在三个方向上的热膨胀位移数据并发送至终端监测单元；所述终端监测单元根据所述热膨胀位移数据建立模型并对待测设备或待测部位的热膨胀位移数据进行预测。2.根据权利要求1所述的三向位热膨胀位移测量装置，其特征在于，所述Z向坐标测量单元包括指示针，以及与所述指示针相连的位移编码器，所述位移编码器通过指示针的偏移计算待测设备或待测部位在Z方向的坐标数据。3.根据权利要求2所述的三向位热膨胀位移测量装置，其特征在于，所述XY向坐标测量单元包括刻度盘、光学成像组件、机械传动组件、光电转换组件，以及数字信号处理器，所述指示针的头部指向刻度盘，所述光电转换组件通过驱动所述机械传动组件进一步控制光学成像组件获取指示针在所述刻度盘上的位置图像，所述数字信号处理器对所述位置图像进行处理，获取指示针在刻度盘上X方向和Y方向的坐标数据。4.根据权利要求3所述的三向位热膨胀位移测量装置，其特征在于，所述光学成像组件包括冷阴极辉光放电灯管、反光镜、镜头以及线性电荷耦合器，所述冷阴极辉光放电灯管照射所述刻度盘，并将含有指示针在刻度盘上位置信息的光通过反光镜反射到镜头上，所述镜头将光传输至线性电荷耦合器上，所述线性电荷耦合器将接收到的含有指示针位置信息的光信号转化为模拟电信号并输出至光电转换组件中。5.根据权利要求4所述的三向位热膨胀位移测量装置，其特征在于，所述机械传动组件包括步进电机、传动带、导轨，以及齿轮组，所述光学成像组件设于所述导轨上，且与所述齿轮组相连接，所述步进电机通过所述传动带与所述齿轮组相连接，所述齿轮组驱动光学成像组件采集指示针在刻度盘上的位置图像。6.根据权利要求5所述的三向位热膨胀位移测量装置，其特征在于，所述光电转换组件包括A/D转换器、I/O控制芯片，以及高速缓存器，所述A/D转换器用于将含有指示针位置信息的模拟信号转换为数字信号并存储至所述高速缓存器中，所述I/O控制芯片用于控制所述步进电机转动。7.根据权利要求6所述的三向位热膨胀位移测量装置，其特征在于，所述数据处理单元包括微处理器，以及与所述微处理器相通信的数据传输模块，所述位移编码器和数字信号处理器均与所述微处理器相通信，向所述微处理器中输入X方向、Y方向和Z方向的坐标数据，所述微处理器根据所述坐标数据计算出待测设备或待测部位在三向的热膨胀位移数据。8.根据权利要求7所述的三向位热膨胀位移测量装置，其特征在于，所述数据传输模块为ZigBee无线数据传输模块。9.根据权利要求1所述的三向位热膨胀位移测量装置，其特征在于，所述终端监测单元2CN108106989A权利要求书2/2页包括应用监控软件的计算机，所述监控软件应用BP神经网络算法对待测设备或待测部位的热膨胀数据进行预测。10.根据权利要求1所述的三向位热膨胀位移测量装置，其特征在于，所述三向位热膨胀位移测量装置还包括供电单元，所述供电单元包括相连的直流电压转换单元和过流保护单元，所述