本發(fā)明涉及鍋爐受熱面測量，具體地，涉及一種應(yīng)力應(yīng)變檢測用光纖光柵收發(fā)器的支撐裝置和一種應(yīng)力應(yīng)變檢測用光纖光柵收發(fā)器的支撐方法。

背景技術(shù)：

1、應(yīng)變是指在外力和非均勻溫度場等因素作用下物體局部的相對變形；應(yīng)力是指物體由于外因（受力、濕度、溫度場變化等）而變形時(shí)，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并試圖使物體從變形后的位置恢復(fù)到變形前的位置；應(yīng)變可認(rèn)為是物體受到應(yīng)力之后產(chǎn)生的相對變形率。

2、鍋爐受熱面一般是指鍋爐爐膛四周爐墻上敷設(shè)的水冷壁；具有強(qiáng)化傳熱，節(jié)省金屬消耗量，防止?fàn)t壁結(jié)渣，提高爐墻的機(jī)械強(qiáng)度等功能。

3、鍋爐啟動(dòng)和變負(fù)荷過程中承受交變的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，在一些應(yīng)力集中部位，應(yīng)力水平可能達(dá)到或者超過材料的屈服極限，造成鍋爐的疲勞損傷；常見的應(yīng)變傳感器包括應(yīng)變片、引伸計(jì)等，其中應(yīng)變片測試技術(shù)歷史悠久且應(yīng)用廣泛；應(yīng)變片主要通過粘貼、焊接及噴涂等方式實(shí)現(xiàn)與被測結(jié)構(gòu)的連接，引伸計(jì)通常采用夾持的方式，對被測物體的變形進(jìn)行測試，通過機(jī)械放大或?qū)?yīng)變轉(zhuǎn)換為電信號的方式，實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)應(yīng)變的監(jiān)測；該類應(yīng)變傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，但存在高溫情況下易出現(xiàn)熱滯后等缺點(diǎn)。

4、目前還存在使用光纖光柵傳感器以監(jiān)測待測物體的應(yīng)力及應(yīng)變，但大容量鍋爐沿爐膛周界熱負(fù)荷分布不均，燃燒器區(qū)域附近熱負(fù)荷最大，爐膛四角和下部受熱最弱，因此在對水冷壁進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變測量時(shí)，往往需要設(shè)置多個(gè)測量點(diǎn)位，目前還未提出采用光纖光柵傳感器在鍋爐內(nèi)設(shè)置多個(gè)測量點(diǎn)位以監(jiān)測鍋爐受熱面應(yīng)力及應(yīng)變的裝置，因此，亟需一種裝置以解決上述至少一種問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種應(yīng)力應(yīng)變檢測用光纖光柵收發(fā)器的支撐裝置及支撐方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無法利用光纖光柵傳感器監(jiān)測鍋爐受熱面內(nèi)多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的應(yīng)力及應(yīng)變的問題。

2、本發(fā)明實(shí)施例的目的一方面提供一種應(yīng)力應(yīng)變檢測用光纖光柵收發(fā)器的支撐裝置，所述光纖光柵收發(fā)器包括光源發(fā)射器、光纖光柵傳感器以及接收終端，所述支撐裝置包括：

3、多個(gè)支撐組件，設(shè)置在鍋爐水冷管的受熱面上，用于支撐所述光纖光柵傳感器；

4、與支撐組件一一對應(yīng)的防護(hù)組件，設(shè)置在鍋爐水冷管的受熱面上，位于對應(yīng)的支撐組件的上方，防護(hù)組件用于防護(hù)所述光纖光柵傳感器上的光纖光柵與鍋爐內(nèi)的熱氣直接接觸；

5、發(fā)射支撐件，設(shè)置在鍋爐外，用于支撐所述光源發(fā)射器以及拉緊或放松所述光纖光柵傳感器；

6、接收支撐架，設(shè)置在鍋爐外，用于支撐所述接收終端。

7、具體地，所述支撐組件包括：卡板以及支座；

8、卡板設(shè)置在鍋爐水冷管的受熱面上，卡板對應(yīng)連接有支座，通過支座支撐光纖光柵傳感器。

9、具體地，卡板包括：第一卡板部、第二卡板部和連接桿部；

10、所述連接桿部一端與所述第一卡板部固定，另一端與所述第二卡板部活動(dòng)連接，所述第一卡板部和所述第二卡板部均具有與鍋爐水冷管外壁形狀契合的弧形面，通過所述弧形面固定于與鍋爐水冷管外壁固定連接。

11、具體地，卡板還包括：連接彈簧，套裝在所述連接桿部上。

12、具體地，支座包括：底座部、第一夾緊柱、第二夾緊柱和蓋帽；

13、所述底座部與所述第二卡板部固定，所述底座部上開設(shè)有盲孔，在盲孔的孔壁上設(shè)置有第一過線通孔；

14、所述第一夾緊柱和所述第二夾緊柱均活動(dòng)設(shè)置在所述盲孔內(nèi)，且所述第二夾緊柱位于所述第一夾緊柱的上方，所述第一夾緊柱與所述第二夾緊柱接觸的一面上開設(shè)有第一弧形槽，所述第二夾緊柱與所述第一夾緊柱接觸的一面上開設(shè)有第二弧形槽，所述第一弧形槽和所述第二弧形槽圍合形成第二過線通孔，所述第二過線通孔與所述第一過線通孔同軸；

15、所述底座部上開設(shè)有盲孔的一端旋接有所述蓋帽，所述蓋帽通過轉(zhuǎn)動(dòng)壓緊或松開所述第一夾緊柱和所述第二夾緊柱的抵接，其中，光纖光柵傳感器穿過所述第一過線通孔和所述第二過線通孔得以被支撐。

16、具體地，每一支座還包括限位桿；

17、所述限位桿用于限制所述第一夾緊柱在所述盲孔內(nèi)活動(dòng)。

18、具體地，所述防護(hù)組件包括：多個(gè)拼接塊、多個(gè)連接柱和防護(hù)蓋板；

19、多個(gè)拼接塊設(shè)置在鍋爐水冷管的受熱面上位于對應(yīng)的支撐組件的卡板的上方，相鄰的兩個(gè)拼接塊之間通過連接柱連接，多個(gè)拼接塊通過連接柱連接后形成防護(hù)架，在所述防護(hù)架背離鍋爐水冷管受熱面的一面形成有沉槽，沉槽的兩個(gè)相對槽壁上開設(shè)有對應(yīng)的過線槽，光纖光柵傳感器依次穿過兩個(gè)過線槽設(shè)置，所述防護(hù)蓋板活動(dòng)設(shè)置在所述沉槽的槽口，具有封蓋所述沉槽的封蓋狀態(tài)以及露出所述沉槽的打開狀態(tài)，通過所述防護(hù)蓋板、所述沉槽以及所述過線槽限制所述光纖光柵傳感器在徑向的移動(dòng)范圍。

20、具體地，每一拼接塊與鍋爐水冷管的受熱面固定的一面為與鍋爐水冷管的外壁形狀契合的弧形面。

21、具體地，每一防護(hù)組件還包括：臨時(shí)固定件，用于在所述防護(hù)蓋板處于封蓋狀態(tài)時(shí)臨時(shí)固定所述防護(hù)蓋板。

22、具體地，所述支撐裝置還包括：與防護(hù)組件一一對應(yīng)的導(dǎo)向連接件；

23、每一導(dǎo)向連接件包括導(dǎo)向組件和導(dǎo)向連接桿，導(dǎo)向組件與對應(yīng)的防護(hù)組件通過導(dǎo)向連接桿連接，導(dǎo)向組件用于引導(dǎo)光纖光柵傳感器在鍋爐內(nèi)的走向。

24、具體地，導(dǎo)向組件包括空心球形的旋轉(zhuǎn)座、轉(zhuǎn)動(dòng)連接套筒、導(dǎo)向筒和一對導(dǎo)向夾；

25、所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接套筒、所述導(dǎo)向筒以及所述導(dǎo)向連接桿上均開設(shè)有通孔，所述旋轉(zhuǎn)座上開設(shè)有一對通孔；

26、所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接套筒與對應(yīng)的導(dǎo)向連接桿和其中一個(gè)導(dǎo)向夾連接，另一個(gè)導(dǎo)向夾與所述導(dǎo)向筒連接，；

27、所述旋轉(zhuǎn)座的球形面上設(shè)置有兩條弧形導(dǎo)軌，兩條弧形導(dǎo)軌相互垂直，一對導(dǎo)向夾分別在對應(yīng)的一條弧形導(dǎo)軌上滑動(dòng)，光纖光柵傳感器能夠依次穿過所述導(dǎo)向筒的通孔、所述旋轉(zhuǎn)座的一對通孔、所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接套筒的通孔和所述導(dǎo)向連接桿的通孔，通過導(dǎo)向夾在弧形導(dǎo)軌上滑動(dòng)，能夠引導(dǎo)光纖光柵傳感器的走向。

28、具體地，所述發(fā)射支撐件包括：支撐架、發(fā)射器安裝架和連接組件；

29、所述支撐架設(shè)置在鍋爐外，用于支撐發(fā)射器安裝架和連接組件；

30、所述發(fā)射器安裝架活動(dòng)設(shè)置在支撐架上且與所述連接組件活動(dòng)連接，用于支撐光源發(fā)射器；

31、所述連接組件設(shè)置在所述支撐架上，用于拉緊或放松所述光纖光柵傳感器。

32、具體地，所述支撐架包括：輔助支桿和支撐底座；

33、所述輔助支桿豎直設(shè)置在所述支撐底座上，且所述輔助支桿上設(shè)置有滑孔，所述發(fā)射器安裝架通過所述滑孔活動(dòng)設(shè)置在支撐架上；

34、所述連接組件設(shè)置在所述支撐底座上。

35、具體地，所述發(fā)射器安裝架包括：滑動(dòng)柱、套筒、第一端板和第二端板；

36、所述滑動(dòng)柱滑動(dòng)設(shè)置在所述輔助支桿的滑孔內(nèi)且一端能夠伸入到所述連接組件內(nèi)；

37、所述套筒固定在所述連接組件內(nèi)，所述套筒具有發(fā)射通孔，所述光源發(fā)射器的光線發(fā)射口伸入所述發(fā)射通孔內(nèi)且與所述套筒固定；

38、所述第一端板和所述第二端板相互平行且設(shè)置在所述滑動(dòng)柱上，通過所述第一端板和所述第二端板支撐所述光源發(fā)射器。

39、具體地，所述連接組件包括：限位立柱、滑管、彈簧柱和限位環(huán)；

40、所述限位立柱豎直固定在所述支撐底座上，所述限位立柱上開設(shè)有第一通孔和第一盲孔，所述第一通孔、第二通孔和所述第一盲孔相互垂直設(shè)置，所述第二通孔的延伸方向與第一盲孔的延伸方向呈設(shè)定夾角，所述發(fā)射器安裝架的套筒設(shè)置在所述第一通孔內(nèi)，所述套筒的發(fā)射通孔與所述第一通孔同軸心設(shè)置；

41、所述限位環(huán)固定套裝在所述滑管的外壁上，所述滑管滑動(dòng)設(shè)置在所述第一通孔內(nèi)，且所述滑管一端嵌入在所述套筒的發(fā)射通孔內(nèi)，所述滑管能夠沿所述發(fā)射通孔的延伸方向移動(dòng)，光纖光柵傳感器一端穿過滑管的管筒與光源發(fā)射器的光線發(fā)射口連接，且光纖光柵傳感器與所述滑管固定；

42、所述彈簧柱滑動(dòng)設(shè)置在所述第一盲孔內(nèi)，松開彈簧柱能夠卡緊所述限位環(huán)以拉緊光纖光柵傳感器，壓緊彈簧柱能夠松開所述限位環(huán)以放松光纖光柵傳感器；所述彈簧柱上開設(shè)有斜孔，斜孔的延伸方向與第一盲孔的延伸方向呈設(shè)定夾角，且斜孔與第二通孔連通；所述滑動(dòng)柱一端穿過第二通孔伸入到斜孔內(nèi)且能夠沿斜孔的延伸方向移動(dòng)，所述滑動(dòng)柱一端沿沿斜孔的延伸方向移動(dòng)，從而控制所述彈簧柱壓緊和松開。

43、具體地，所述連接組件還包括：定位桿；

44、在所述第一盲孔的孔壁上開設(shè)有定位通孔，所述定位桿一端固定在所述彈簧柱上，另一端伸入到所述定位通孔內(nèi)。

45、具體地，所述連接組件還包括：多個(gè)壓縮彈簧；

46、在所述彈簧柱與所述第一盲孔的孔底之間、在所述限位環(huán)與所述套筒之間以及在所述限位立柱與第二端板之間均設(shè)置有一個(gè)壓縮彈簧。

47、本發(fā)明另一方面提供一種應(yīng)力應(yīng)變檢測用光纖光柵收發(fā)器的支撐方法，基于上述任一項(xiàng)所述應(yīng)力應(yīng)變檢測用光纖光柵收發(fā)器的支撐裝置，所述支撐方法包括：

48、在鍋爐水冷管的受熱面上設(shè)置多個(gè)支撐組件以支撐光纖光柵收發(fā)器的光纖光柵傳感器；

49、在鍋爐水冷管的受熱面上位于支撐組件的上方設(shè)置多個(gè)防護(hù)組件，所述支撐組件與所述防護(hù)組件一一對應(yīng)，通過所述防護(hù)組件限制所述光纖光柵傳感器在徑向的移動(dòng)范圍；

50、在鍋爐外設(shè)置發(fā)射支撐件以支撐光纖光柵收發(fā)器的光源發(fā)射器以及拉緊或放松所述光纖光柵傳感器；

51、在鍋爐外設(shè)置接收支撐架以支撐光纖光柵收發(fā)器的接收終端。

52、本發(fā)明提供的應(yīng)力應(yīng)變檢測用光纖光柵收發(fā)器的支撐裝置，在鍋爐外設(shè)置發(fā)射支撐件以支撐光纖光柵收發(fā)器的光源發(fā)射器并通過發(fā)射支撐件拉緊或放松光纖光柵傳感器，通過設(shè)置的接收支撐架支撐接收終端，通過光纖光柵傳感器檢測鍋爐水冷管的受熱面的應(yīng)力及應(yīng)變，為了支撐光纖光柵傳感器在鍋爐內(nèi)的部分，在鍋爐水冷管的受熱面上設(shè)置多個(gè)支撐組件和多個(gè)防護(hù)組件，支撐組件支撐光纖光柵傳感器，并通過設(shè)置在支撐組件上方對應(yīng)的防護(hù)組件限制光纖光柵傳感器在徑向的移動(dòng)范圍，設(shè)置多個(gè)支撐組件和多個(gè)防護(hù)組件在鍋爐水冷管的受熱面上布設(shè)的多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，以監(jiān)測受熱面上不同監(jiān)測點(diǎn)的應(yīng)力及應(yīng)變。本發(fā)明提供的應(yīng)力應(yīng)變檢測用光纖光柵收發(fā)器的支撐裝置及支撐方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法利用光纖光柵傳感器監(jiān)測鍋爐受熱面內(nèi)多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的應(yīng)力及應(yīng)變的問題，提高了鍋爐水冷管的受熱面應(yīng)變、應(yīng)力的測量效率。

53、本發(fā)明實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。