一种便携式窑炉通道膨胀量检测装置、系统和方法与流程

本发明属于基板玻璃设备，具体涉及一种便携式窑炉通道膨胀量检测装置、系统和方法。

背景技术：

1、在玻璃窑炉通道升温过程中，其膨胀速率直接影响着升温工艺及膨胀调节管理，仅依靠现场端机械标尺测值其误差较大，不能满足膨胀调节管理规范化、膨胀值测量精准化要求，且人为巡检测量记录时需各测量点位逐项进行，测得数据不满足时间梯度一致性，利用该数据对窑炉通道本体的膨胀状态做准确分析时。因此，需要一种在窑炉通道升温膨胀过程中对膨胀变化量可即时显示、精准测量的检测系统，提高测得数据的参考对比性。

2、在窑炉通道温度升至工艺设定值，线体正式投产后，窑炉通道会停止膨胀，也再无膨胀量检测需求，且在现场端安装的设备会对线体日常维护巡检造成干涉，故需要在升温膨胀结束后将检测系统拆除，又出于设备回收利用、减小成本考虑因素，因此需要一种便携式、可重复循环利旧的窑炉通道本体膨胀量检测系统。

技术实现思路

1、本发明提供一种便携式窑炉通道膨胀量检测装置、系统和方法，以解决现有技术中存在的常规检测设备拆装不便，且不具备便携性与重复利用能力，以及现有玻璃窑炉通道膨胀量依靠机械标尺人工测量，存在测量误差大的技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种便携式窑炉通道膨胀量检测装置，包括位移传感器，位移传感器设置在方钢支架上，方钢支架上滑动设置有传感器冷却罩，位移传感器安装于传感器冷却罩内部，安装位移传感器的方钢支架固定安装于窑炉通道膨胀量检测区域。

4、所述方钢支架上焊接固定有固定片，固定片上设置有滑槽，传感器冷却罩滑动安装在固定片的滑槽内。

5、固定片上设置有绝缘块，绝缘块的下端滑动安装于固定片的滑槽内，传感器冷却罩固定于绝缘块上。

6、固定片的滑槽为沿固定片表面纵向开设的两条滑轨，两条滑轨平行设置，绝缘块的下端通过固定螺件卡接于两条滑轨内。

7、所述绝缘块设有两排通孔，所属两排通孔与固定片表面纵向开设的两条滑轨位置对应，固定螺件装配在通孔中，并完全缩进滑轨内部。

8、一种便携式窑炉通道膨胀量检测系统，位移传感器采用机械式位移传感器，将机械式位移传感器安装于传感器冷却罩内，并将安装机械式位移传感器的方钢支架固定安装于窑炉通道膨胀量检测区域后，机械式位移传感器的输出端连接至配电隔离器的输入端口，配电隔离器的输出端口连接至信号收集器，信号收集器接收配电隔离器的输出数据，并将接收数据传输至pc机。

9、所述配电隔离器的输出端通过i/o信号转换模块连接至信号收集器，配电隔离器输出4-20ma标准模拟信号，后经过i/o信号转换模块输出485通讯数字信号。

10、所述信号收集器通过usb转485模块与pc机进行数据传输，usb转485通讯模块与pc机使用rs485信号的通讯协议。

11、一种便携式窑炉通道膨胀量检测方法，包括以下步骤：机械式位移传感器的探头与窑炉被测部位接触，炉体热胀冷缩带动探头产生机械位移；传感器输出信号接入配电隔离器，由其完成辅助供电与电气信号隔离，转换为工业标准4~20ma模拟电流信号；模拟电流信号送入i/o信号转换模块，i/o信号转换模块将模拟电流信号统一转换为rs485数字位移信号，信号收集器接收rs485数字位移信号，基于rs485通讯协议将rs485数字位移信号上传至pc机，pc机以窑炉处于常温无膨胀状态时的位移传感器读数为基准零点，根据窑炉实际轴向膨胀方向，设置位移正负规则，pc机根据rs485数字位移信号和基准零点，进行膨胀量检测，输出膨胀量。

12、位移传感器采用激光位移传感器，激光位移传感器由24v电源直接供电，以非接触方式实时检测测点间距变化，直接输出携带位移数值的rs485数字信号，信号收集器接收激光位移传感器输出的携带位移数值的rs485数字信号，并通过rs485通讯协议将携带位移数值的rs485数字信号上传至pc机，进行膨胀量检测。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、本发明通过将位移传感器内置于可沿滑槽滑动的传感器冷却罩中，并将整个组件安装于方钢支架上，使得检测装置形成独立紧凑的模块化结构。方钢支架采用固定安装方式可灵活布置于窑炉通道待测区域，拆卸和移位均十分便捷，装置能够多次重复利用于不同位置的膨胀量检测。绝缘块借助滑槽与固定螺件的配合实现传感器冷却罩在滑轨方向上的位置无级调节，操作人员无需拆卸任何部件即可快速对准被测部位，这一滑动调节机制大幅提升了现场安装调试的效率和装置的通用性。

15、进一步地，机械式位移传感器感知的微小位移通过配电隔离器进行辅助供电与信号隔离，有效抑制了工业现场电磁干扰对测量链路的影响，并将物理位移转化为标准模拟电流信号。模拟信号再经信号转换模块统一转换为数字信号，由信号收集器基于稳定的数字通讯协议上传至个人计算机。计算机以窑炉常温无膨胀状态下的传感器读数为基准零点，并结合窑炉实际轴向膨胀方向设定位移的正负规则，自动完成膨胀量计算与输出。这一数字化处理流程排除了人工目测机械标尺的主观读数误差，实现了连续、准确的在线监测。当采用激光位移传感器时，传感器直接以非接触方式感知测点间距变化，无需中间隔离供电和信号类型转换，直接输出携带位移数值的数字信号。该方案简化了信号链路，从根源上避免了接触式测量可能引入的探头磨损和接触力干扰，进一步保证了测量数据的高精度与长期稳定性，同时系统架构更加简洁，降低了故障率。综合来看，本发明从装置结构的可调便携设计到信号隔离转换和数字化计算，系统性地解决了常规设备拆装不便、无法重复利用以及人工机械标尺测量误差大的技术问题。

1.一种便携式窑炉通道膨胀量检测装置，其特征在于，包括位移传感器，位移传感器通过方钢支架（1）安装于窑炉通道膨胀量检测区域，方钢支架（1）上滑动设置有传感器冷却罩（5），位移传感器安装于传感器冷却罩（5）内部。

2.根据权利要求1所述的一种便携式窑炉通道膨胀量检测装置，其特征在于，所述方钢支架（1）上焊接固定有固定片（2），固定片（2）上设置有滑槽，传感器冷却罩（5）滑动安装在固定片（2）的滑槽内。

3.根据权利要求2所述的一种便携式窑炉通道膨胀量检测装置，其特征在于，固定片（2）上设置有绝缘块（3），绝缘块（3）的下端滑动安装于固定片（2）的滑槽内，传感器冷却罩（5）固定于绝缘块（3）上。

4.根据权利要求3所述的一种便携式窑炉通道膨胀量检测装置，其特征在于，固定片（2）的滑槽为沿固定片（2）表面纵向开设的两条滑轨，两条滑轨平行设置，绝缘块（3）的下端通过固定螺件（6）卡接于两条滑轨内。

5.根据权利要求4所述的一种便携式窑炉通道膨胀量检测装置，其特征在于，所述绝缘块（3）设有两排通孔，所属两排通孔与固定片（2）表面纵向开设的两条滑轨位置对应，固定螺件（6）装配在通孔中，并完全缩进滑轨内部。

6.一种便携式窑炉通道膨胀量检测系统，基于权利要求1至5中任一项所述的一种便携式窑炉通道膨胀量检测装置，其特征在于，位移传感器采用机械式位移传感器，将机械式位移传感器安装于传感器冷却罩（5）内，使传感器冷却罩（5）下方的方钢支架（1）固定安装于窑炉通道膨胀量检测区域后，机械式位移传感器的输出端连接至配电隔离器的输入端口，配电隔离器的输出端口连接至信号收集器，信号收集器接收配电隔离器的输出数据，并将接收数据传输至pc机。

7.根据权利要求6所述的一种便携式窑炉通道膨胀量检测系统，其特征在于，所述配电隔离器的输出端通过i/o信号转换模块连接至信号收集器，配电隔离器输出4-20ma标准模拟信号，后经过i/o信号转换模块输出485通讯数字信号。

8.根据权利要求6所述的一种便携式窑炉通道膨胀量检测系统，其特征在于，所述信号收集器通过usb转485模块与pc机进行数据传输，usb转485通讯模块与pc机使用rs485信号的通讯协议。

9.一种便携式窑炉通道膨胀量检测方法，基于权利要求6所述的一种便携式窑炉通道膨胀量检测系统，其特征在于，包括以下步骤：位移传感器采用机械式位移传感器，机械式位移传感器的探头与窑炉被测部位接触，炉体热胀冷缩带动探头产生机械位移；传感器输出信号接入配电隔离器，由其完成辅助供电与电气信号隔离，转换为工业标准4~20ma模拟电流信号；模拟电流信号送入i/o信号转换模块，i/o信号转换模块将模拟电流信号统一转换为rs485数字位移信号，信号收集器接收rs485数字位移信号，基于rs485通讯协议将rs485数字位移信号上传至pc机，pc机以窑炉处于常温无膨胀状态时的位移传感器读数为基准零点，根据窑炉实际轴向膨胀方向，设置位移正负规则，pc机根据rs485数字位移信号和基准零点，进行膨胀量检测，输出膨胀量。

10.根据权利要求9所述的一种便携式窑炉通道膨胀量检测方法，其特征在于位移传感器采用激光位移传感器，激光位移传感器由24v电源直接供电，以非接触方式实时检测测点间距变化，直接输出携带位移数值的rs485数字信号，信号收集器接收激光位移传感器输出的携带位移数值的rs485数字信号，并通过rs485通讯协议将携带位移数值的rs485数字信号上传至pc机，进行膨胀量检测。