锅炉封头的直径周长检测及拓展功能（一）

引言

封头属压力容器中锅炉部件的一种，通常是在压力容器的两端使用的。再有就是在管道的末端做封堵之用的一种焊接管件产品。有很多种的形式。封头是容器的一个部件，是以焊接方式连接筒体。（如下图）根据几何形状的不同，可分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中球形 、椭圆形、碟形、球冠型封头又统称为凸形封头。本文主要介绍了用于锅炉封头的直径及周长的测量。

1、基本测量原理

封头测量仪采用激光测距的原理对封头直径进行测量，测量时将封头装卡在立式车床的转盘上旋转，另外在车床的转盘电机上安装一个旋转编码器监测旋转角度。激光测头设置在与车床主轴中心距离L0 的水平位置，激光束射向封头外壁，封头外壁上光斑的漫反射光再返回到激光测头1内的CMOS 或CCD 芯片上， 通过对CMOS 或CCD 芯片上光斑的位置分析和计算，可以得到激光测头到封头外壁的实际距离L1。L0 减去L1 即为被测工件在此角度下的半径R（基本原理如图所示）。在封头旋转至与上一测量位置成180°角时，测头将再次测得一个半径R'，R+R'即为该位置的封头直径尺寸。

L0 在安装时通过标准直径的工件校准取得；在被测物的规格改变时，在控制台上输入相应的规格，L0 自动进行增减，不需要再次校准。

2、设备组成

封头测量设备主要包括：激光测头、测头滑台、测头支架、支架滑台、支架、主控机柜、工控机、液晶显示器、声光报警器以及旋转编码器等。

测量设备的主体安装在立式车床的斜后方。安装时需要将车床后方的挡板切割出测头支架伸入的方孔。旋转编码器安装在立车台面旋转动力输入轴上，管板旋转角度需要通过转盘的传动比计算。

激光测头安装在可竖直调节的直线导轨滑台（即测头滑台）上，测头滑台与测头支架连接。测头支架安装在支架滑台的滑块上，当测量不同直径的封头时可以利用步进电机驱动支架滑台的滑块移动使测头与封头的距离处于测头的测量范围之内（即自动调整以上原理中的L0）。步进电机由测量软件驱动按设定的距离移动，移动后不需校准即可测量。测头滑台同样通过步进电机驱动，测量时先将测头的测量点调整至封头的开口边沿部位，测量一周后，向下调整测头设定的距离，再测量一周。根据相同角度下测得的两个距离尺寸（L1）可计算出封头的边缘倾斜角度。

封头测量仪的测量精度为30μm。测头采集的封头距离数据和旋转编码器的角度数据上传至工控机进行计算，计算结果直接在显示器上显示。当封头旋转360°后可利用积分直径尺寸计算出封头筒体的周长尺寸。

结语

封头测量仪为激光测量设备，能对直径与周长进行高精度的测量，为锅炉封头的测量带来巨大的便利。同时封头测量仪研发了软件系统，显示信息多，下次小编将会继续为您介绍。

本文由保定市蓝鹏测控科技有限公司编写