進行鍋爐檢測的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了進行鍋爐檢測的方法及裝置，其中，該方法包括：對鍋爐內(nèi)部進行三維激光掃描，測得激光發(fā)射點與采樣點之間的距離；由激光發(fā)射角度和相應測得的距離確定出采樣點的空間立體坐標，將所有采樣點的空間立體坐標作為采樣點集合；由采樣點集合各采樣點的空間立體坐標進行三維建模，模擬出當前鍋爐內(nèi)部的三維模型；將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與鍋爐內(nèi)部的基準三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果。本發(fā)明方案能夠提高鍋爐檢測的效率。
【專利說明】進行鍋爐檢測的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐處理技術，尤其涉及進行鍋爐檢測的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代火力發(fā)電廠等多用應用場景中都會用到鍋爐。下面具體以火力發(fā)電廠進行說明?；鹆Πl(fā)電廠的主要設備包括鍋爐、汽輪機、汽輪發(fā)電機，以及有關輔助設備、配電裝置等。其做功過程為燃料在鍋爐中燃燒放熱，將給水加熱成蒸汽，蒸汽在汽輪機內(nèi)膨脹使熱能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的機械能，再通過發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電能，由配電裝置分配傳送給用戶或輸入地區(qū)電力網(wǎng)。
[0003]其中，鍋爐是產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽的設備。煤粉經(jīng)燃燒器噴入爐膛內(nèi)燃燒，燃燒中心的溫度可高達1500度以上，燃燒產(chǎn)生的大量熱量傳給水冷壁里的水。燃燒形成的高溫煙氣沿著煙道，依次沖刷過熱器、再熱器、省煤器、空氣預熱器等受熱面。不斷將熱量傳遞給蒸汽、水和空氣，而自身溫度逐漸降低，煙氣到達煙道尾部時大約有130度左右。在引風機的作用下，煙氣流入除塵器進行除塵凈化，最后經(jīng)煙?排入大氣。
[0004]鍋爐系統(tǒng)的主要部分是高度約80米的柱形體，如圖1所示的實例。由于鍋爐系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣、極端，因此常出現(xiàn)內(nèi)部發(fā)生變化的情形，需要定期進行故障檢測。故障包括磨損，因受熱面過熱引起的損壞、變形，因化學腐蝕、高溫腐蝕等引起的腐蝕變形等。
[0005]目前，主要采用人工方式進行鍋爐檢測，該方案在檢測之前需要做如下的準備工作:
[0006]1、停爐后首先搭設爐內(nèi)檢修升降移動平臺，并完成全爐膛腳手架搭設工作；
[0007]2、完成爐膛內(nèi)部打焦工作，以防掉焦傷人；
[0008]3、全爐膛宏觀檢查，重點檢查爐管卡有無脫落、管外壁有無嚴重磨損、吹損等；
[0009]4、在引風機檢修之前及時對爐內(nèi)受熱面進行全面認真吹灰清掃，并注意爐墻犄角旮旯有無泄漏痕跡；
[0010]5、對爐內(nèi)受熱面進行全面高壓水沖洗，展開防磨防爆檢查工作。
[0011]進行鍋爐檢修的主要技術手段主要有以下幾種，下面分別進行說明:
[0012]I，頭燈及手電筒檢查:
[0013]頭燈、手電筒通過調(diào)節(jié)可以聚光，作業(yè)人員將電筒緊貼管壁使射出的光線平行于管壁表面，則外表面因腐蝕或變形產(chǎn)生的凹坑呈現(xiàn)出明顯的陰影。管壁表面的裂紋在平行光線的照射下，便會呈現(xiàn)出一條條黑色線條，易于被發(fā)現(xiàn)。手電筒檢查法采用逆光檢查效果較好，缺陷容易被發(fā)現(xiàn)。
[0014]2，外觀檢查法:
[0015]這種檢查法比較簡單，只能發(fā)現(xiàn)肉眼所能看到的鋼材表面缺陷。利用肉眼、燈光、放大鏡直接對管子內(nèi)外壁進行檢查，管子表面應光潔、無毛刺、裂紋、凹坑、壓扁、撞傷、砂目艮、褶皺、斑疤等外傷，其效果在很大程度上決定于檢驗人員的經(jīng)驗與熟練程度。主要用肉眼在明亮的燈光下直接進行檢查，由于肉眼有特別大的景深，又可迅速檢驗較大的面積，對色澤斷裂紋理的走向和改變有十分敏銳的分辨率。檢查時可以借助放大鏡、望遠鏡、游標卡尺觀察承壓部件表面有無腐蝕深坑、斑點、有無局部磨損深溝、凹陷、鼓包和裂紋。在一些特別難檢查的部位，還可借助鏡子反射或其它工具儀器，此法檢查必須全面到位避免疏漏。
[0016]3，錘擊檢查法:
[0017]作業(yè)人員用專用的檢驗錘敲擊檢查部位，以聽覺、視覺和手感的觸覺來判斷有無缺陷存在。用聽覺辨別時如被檢部位發(fā)出清脆的聲音則正常，如聲音濁鈍、發(fā)悶則鋼材可能有重皮、夾層或內(nèi)表面有較厚的水垢；如發(fā)出沙拉聲則被檢部位可能有裂紋。用觸覺辨別用錘敲擊被檢部位彈性良好說明沒有缺陷，如果彈性不好則可能存在缺陷。錘敲法主要憑感覺來判斷，檢驗人員要求經(jīng)驗豐富，不斷地實踐體驗、比較總結(jié)，才能做出正確的判斷。
[0018]4，儀器檢查法:
[0019](I)、磨損檢查:確定磨損部位，檢查時可用眼看，手摸，磨損嚴重的部位光滑發(fā)亮且有磨損平面或棱角形成，這時可用游標卡尺、樣板卡規(guī)測量剩余壁厚。
[0020](2)、壁厚檢查:利用超聲波測厚儀多點測量，找出最小值，并準確進行位置標注。
[0021](3)、外徑檢查:從被查部位選取3-4個位置點利用游標卡尺測量管外徑，將計算所得平均值與公稱外徑相比，其差值即為管徑的偏差。
[0022](4)、橢圓度檢查:檢測時利用游標卡尺量取管子最大及最小外徑，其差值與公稱外徑之比即為橢圓度。
[0023](5)、蠕變檢查:用肉眼觀察，使用游標卡尺、特制外徑卡規(guī)或樣板來測量有無脹粗或鼓包。對異常部位應重點檢查，例如以前出現(xiàn)過爆管、放炮、脹粗和鼓包的鄰近區(qū)域要仔細檢查。對已局部脹粗的管子雖未超過更換標準，但已能明顯看出金屬有過熱發(fā)生，有條件時也應更換新管。
[0024](6)、腐蝕:管內(nèi)腐蝕應進行割管檢查，最好用鋸割。割下管斷先目視檢查內(nèi)部，若腐蝕結(jié)構較嚴重，應把管子對剖。由化學監(jiān)督人員進行詳查，確定腐蝕坑深度和腐蝕面。管外腐蝕用眼睛宏觀觀察，看有無腐蝕坑存在，對于眼睛觀察發(fā)現(xiàn)有較嚴重腐蝕時應同樣進行割管，以進一步確定腐蝕程度。
[0025](7)、在爐內(nèi)陰暗的環(huán)境下不容易被發(fā)現(xiàn)的如碰焊和摩擦焊的焊口穿孔或小裂紋(如焊縫咬邊小裂紋或短小未焊透等缺陷)應采取其它先進的技術。近年來，在檢驗鍋爐受熱面方面出現(xiàn)了一些較新的檢測手段，如聲脈沖檢測技術和鍋爐“四管”內(nèi)部氧化層厚度測量技術。
[0026]現(xiàn)有進行人工檢測的方案存在以下缺陷:
[0027]1，檢修周期長，發(fā)電損失大；
[0028]因為鍋爐體積龐大，高達80米，且內(nèi)部管路復雜，灰塵較多，因此檢修之前必須完成搭腳手架、高壓水沖洗等準備工作。而具體檢修時又必須對數(shù)量龐大的四管進行檢查，因此整個檢修工作周期過長，A級檢修達2個月之久。電廠每日發(fā)電量所產(chǎn)生的效益巨大，一臺60MW機組每停機一天損失超過較大。因此電廠急需能夠縮短鍋爐檢修周期的新技術手段。
[0029]2，檢修所需人員多；
[0030]因為鍋爐檢修工作量龐大，且環(huán)節(jié)眾多，因此承擔不同工作職責的檢修人員總數(shù)超過500人，對鍋爐檢修的現(xiàn)場管理、質(zhì)量控制及進度管理都帶來較大困難。同時，檢修成本也因較大的人力投入而劇增。
[0031]3，檢修危險性高；
[0032]按照現(xiàn)有方案，諸多工人必須在光線不足、灰塵容易遮擋視線的情況下，在幾十米高的腳手架上檢查鍋爐內(nèi)部各個部位。鍋爐內(nèi)部也存在結(jié)焦脫落或零部件脫落等意外情況，應此鍋爐檢修工作的危險性較高。
[0033]4，工具簡陋，不可靠因素多，容易漏檢導致爆管等事故；
[0034]目前的鍋爐檢修工作，技術工具不足，僅有手電筒、游標卡尺、測厚儀等簡單工具進行輔助。在主要依靠檢修工人的工作經(jīng)驗及責任心來的情況下，檢修質(zhì)量顯然無法保證。在諸多不可控、不可靠因素的作用下，容易發(fā)生漏檢問題，從而在發(fā)電系統(tǒng)運行時導致爆
管、非停等生產(chǎn)事故。
[0035]5，不易積累量化數(shù)據(jù)，難以總結(jié)設備運行規(guī)律；
[0036]在目前的檢修技術手段下，僅能通過游標卡尺、測厚儀來測量并記錄部分數(shù)據(jù)，并通過人員觀察、描述及拍照等手段記錄檢修過程。最終耗資極大的一次鍋爐檢修所得到的記錄數(shù)據(jù)依然相對匱乏，只能反映鍋爐局部的變化而無法體現(xiàn)鍋爐設備整體內(nèi)在運轉(zhuǎn)規(guī)律，不利于技術人員進行總結(jié)分析并進一步提高鍋爐設備可靠度。
[0037]綜上，現(xiàn)有采用人工方式進行鍋爐檢測的方案，至少存在檢測效率較低的缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0038]本發(fā)明提供了 一種進行鍋爐檢測的方法，該方法能夠提高鍋爐檢測的效率。
[0039]本發(fā)明提供了 一種進行鍋爐檢測的裝置，該裝置能夠提高鍋爐檢測的效率。
[0040]一種進行鍋爐檢測的方法，該方法包括:
[0041]對鍋爐內(nèi)部進行三維激光掃描，測得激光發(fā)射點與采樣點之間的距離；
[0042]由激光發(fā)射角度和相應測得的距離確定出采樣點的空間立體坐標，將所有采樣點的空間立體坐標作為采樣點集合；
[0043]由采樣點集合各采樣點的空間立體坐標進行三維建模，模擬出當前鍋爐內(nèi)部的三維模型；
[0044]將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與鍋爐內(nèi)部的基準三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果。
[0045]一種進行鍋爐檢測的裝置，該裝置包括三維掃描數(shù)據(jù)獲取單元、坐標確定單元和建模比對單元；
[0046]所述三維掃描數(shù)據(jù)獲取單元，對鍋爐內(nèi)部進行三維激光掃描，測得激光發(fā)射點與采樣點之間的距離，將激光發(fā)射角度和相應測得的距離發(fā)送給所述坐標確定單元；
[0047]所述坐標確定單元，由激光發(fā)射角度和相應測得的距離確定出采樣點的空間立體坐標，將所有采樣點的空間立體坐標作為采樣點集合，發(fā)送給所述建模比對單元；
[0048]所述建模比對單元，由采樣點集合各采樣點的空間立體坐標進行三維建模，模擬出當前鍋爐內(nèi)部的三維模型；將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與鍋爐內(nèi)部的基準三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果。
[0049]從上述方案可以看出，本發(fā)明中，對鍋爐內(nèi)部進行三維激光掃描，測得激光發(fā)射點與采樣點之間的距離；由激光發(fā)射角度和相應測得的距離確定出采樣點的空間立體坐標，將所有采樣點的空間立體坐標作為采樣點集合；由采樣點集合各采樣點的空間立體坐標進行三維建模，并與鍋爐內(nèi)部的基準三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果。本發(fā)明采用三維激光掃描的方式獲取鍋爐內(nèi)部各采樣點的坐標數(shù)據(jù)，然后，基于獲取的坐標數(shù)據(jù)進行建模比對，以得到檢測結(jié)果；這樣，無需作業(yè)人員進入鍋爐內(nèi)部逐點進行人為數(shù)據(jù)采集，從而，大大提升了檢測效率，也避免了作業(yè)人員攀爬鍋爐等工作的危險，且避免了人為誤差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0050]圖1為現(xiàn)有的鍋爐結(jié)構示意圖實例；
[0051]圖2為本發(fā)明進行鍋爐檢測的方法示意性流程圖；
[0052]圖3為本發(fā)明進行鍋爐內(nèi)部磨損的區(qū)域示意圖實例；
[0053]圖4為本發(fā)明進行鍋爐檢測的裝置結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0054]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0055]本發(fā)明采用三維激光掃描的方式獲取鍋爐內(nèi)部各采樣點的坐標數(shù)據(jù)，然后，基于獲取的坐標數(shù)據(jù)進行建模比對，以得到檢測結(jié)果；這樣，無需作業(yè)人員進入鍋爐內(nèi)部逐點進行人為數(shù)據(jù)采集，從而，大大提升了檢測效率，也避免了作業(yè)人員攀爬鍋爐等工作的危險，且避免了人為誤差。
[0056]參見圖2，為本發(fā)明進行鍋爐檢測的方法示意性流程圖，其包括以下步驟:
[0057]步驟201，對鍋爐內(nèi)部進行三維激光掃描，測得激光發(fā)射點與采樣點之間的距離。
[0058]具體實現(xiàn)時，停爐后可采用三維激光掃描儀對鍋爐內(nèi)部進行掃描，根據(jù)數(shù)據(jù)采集的需要，三維激光掃描儀可置于鍋爐內(nèi)的底部、中部或頂部。
[0059]步驟202，由激光發(fā)射角度和相應測得的距離確定出采樣點的空間立體坐標，將所有采樣點的空間立體坐標作為采樣點集合。
[0060]通過三維激光掃描儀的激光掃描，可以獲取發(fā)射點與采樣點之間的距離，以及此時發(fā)射激光的角度。三維激光掃描儀進行掃描的過程，三維激光掃描儀的發(fā)射器通過激光二極管發(fā)射近似紅外波長的安全激光束，對所測對象進行立體面狀掃描，借助設備獲取不同采樣點對激光的反射時間差，從而測出設備與采樣點之間的距離，并記錄相應的激光發(fā)射角度，該激光發(fā)射角度可具體包括鏡頭旋轉(zhuǎn)角度和激光掃描儀的水平旋轉(zhuǎn)角度；然后，采用編碼器，基于激光發(fā)射角度和相應測得的距離確定出采樣點的空間立體坐標，得到被測對象的采樣點(離散點)集合，稱之為“距離影像”或“點云”。在獲知激光發(fā)射角度以及發(fā)射點與采樣點之間的距離后，選定坐標原點，通過一定的幾何運算便可計算出該采樣點的空間立體坐標。坐標原點例如以發(fā)射點，即以三維激光掃描儀所在位置作為原點；該幾何運算為本領域技術人員易于實現(xiàn)的技術，這里不多贅述。
[0061]所獲取的由點云組成的影像與通常的掃描的柵格影像最大的區(qū)別就是具有矢量化的特性，點云之間具有可量測性。
[0062]三維激光掃描技術可從水平到垂直進行全自動、高精度、步進式掃描測量，通過不同站點的連續(xù)掃描，得到完整的、全面的空間信息，從而直接實現(xiàn)各種大型的、復雜的、不規(guī)則或者非標準的實體或?qū)嵕叭S數(shù)據(jù)的完整采集，并可通過技術手段快速重構目標的三維模型。
[0063]下面介紹一個三維激光掃描儀實例:
[0064]品牌:FAR0；
[0065]型號:F0CUS3D；
[0066]掃描速度:97.6萬點/秒；
[0067]最高分辨率:10m處點間距0.9mm間距垂直方向1.5mm ；
[0068]視角范圍:水平360度，垂直305度；
[0069]最大掃描距離:120米；
[0070]精度:25米時誤差2_。
[0071]三維激光掃描儀可具體為可進行點云數(shù)據(jù)采集的各種測距設備，例如:不同波長的激光測距設備、毫米波雷達測距設備、X射線測距設備等。
[0072]步驟203，由采樣點集合各采樣點的空間立體坐標進行三維建模，模擬出當前鍋爐內(nèi)部的三維模型。
[0073]三維建?？刹捎枚喾N三維建模工具實現(xiàn)，在建模工具中輸入各采樣點的空間立體坐標，建模工具模擬并顯示出當前鍋爐內(nèi)部的三維模型。而后，檢測人員可根據(jù)需要進行放大、旋轉(zhuǎn)的操作，以進行局部查看。
[0074]步驟204，將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與鍋爐內(nèi)部的基準三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果。
[0075]鍋爐內(nèi)部的基準三維模型，為進行比對的對象，可根據(jù)需要設置，例如為上一次檢測時保留的鍋爐內(nèi)部三維模型、原始鍋爐內(nèi)部的三維模型等。下面進行實例說明。
[0076]實例一、鍋爐內(nèi)部的基準三維模型為上一次檢測時得到的鍋爐內(nèi)部三維模型:
[0077]步驟204所述將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與作為基準鍋爐內(nèi)部的三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果包括:
[0078]將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與上一次檢測時得到的鍋爐內(nèi)部三維模型進行比對，確定出當前鍋爐內(nèi)部相對于上一次發(fā)生結(jié)構變形的采樣點，進行突出顯示。
[0079]進行三維模型比對的具體實現(xiàn)有多種。例如，將各采樣點的立體空間坐標用(X，1，h)表示，h為各采樣點相對于鍋爐底部的高度，將當前檢測得到的鍋爐內(nèi)部各采樣點與上一次檢測得到的各采樣點進行比較。對于高度和發(fā)射角度都相同的兩個采樣點，如果坐標發(fā)生變化，即X、y中至少有一個值不相同，則說明相應采樣點對于上一次檢測而言發(fā)生了變形，則在三維模型中對該采樣點進行突出顯示。在突出顯示時，為了進行區(qū)別，可根據(jù)坐標變化數(shù)值的不同而采用不同顏色進行區(qū)分顯示，如采用不同深淺程度的灰色表示不同變化程度的采樣點。上述基于高度和發(fā)射角度都相同進行比較，還可以基于X值和發(fā)射角度都相同進行比對，或基于I值和發(fā)射角度都相同進行比對，其方法類似。
[0080]再如，根據(jù)某些三維建模工具提供的功能，進行三維模型比對時，還可將進行比較的兩個模型基于相同的坐標點進行重疊，如果沒有發(fā)生變形，則兩個三維模型將完全重合，如果存在不重合的地方，則表示有變形，可以對發(fā)生變形的采樣點進行突出顯示。
[0081]本實例中，通過對前后兩次檢修時掃描的點云數(shù)據(jù)進行建模及比對，具體可以用正、負數(shù)表示結(jié)構的凸、凹，并以不同顏色加以識別，則最終顯示結(jié)果可以直觀體現(xiàn)出鍋爐結(jié)構變形情況。
[0082]實例二、鍋爐內(nèi)部的基準三維模型為原始鍋爐內(nèi)部的三維模型。
[0083]原始鍋爐內(nèi)部的三維模型，即鍋爐未使用之前進行數(shù)據(jù)采集所建立的三維模型。
[0084]步驟204所述將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與作為基準鍋爐內(nèi)部的三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果包括:
[0085]將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與原始鍋爐內(nèi)部的三維模型進行比對，確定出當前鍋爐內(nèi)部相對于原始鍋爐內(nèi)部發(fā)生變化的采樣點，進行突出顯示。兩個三維模型的比對可具體參見實例一相應部分的記載。
[0086]所述當前鍋爐內(nèi)部相對于原始鍋爐內(nèi)部發(fā)生變化包括因設備磨損發(fā)生的變化、因彎頭過熱發(fā)生的變化等多種情況。相應地，進行突出顯示時，對因設備磨損發(fā)生的變化和因彎頭過熱發(fā)生的變化等進行區(qū)分顯示；設備不同部位發(fā)生變化的原因各不相同，根據(jù)功能和所處位置的不同，有的部位是因為磨損發(fā)生變化，有的部位是因為過熱發(fā)生變化，等等，在進行變化顯示時，可進行區(qū)分顯示，例如采用不同程度的灰色顯示不同的磨損變化、用不同程度的紅色顯示不同的過熱變化。
[0087]如圖3，示出了鍋爐內(nèi)部當前一處因磨損發(fā)生的變形，該圖為鍋爐內(nèi)壁的局部放大圖，圖中的深灰色標示處即為磨損位置，將鼠標移至該處，顯示出其凹陷磨損值，為
0.0898m，也就是相對于上一次檢測，該處被磨損了 0.0898m。進行對比，前后兩次發(fā)生凸出變化的最大值為0.1998m，發(fā)生凹陷變化的最大值為0.2000m，凸出變化的平均值為
0.0594m，凹陷變化的平均值為0.0358m，而規(guī)定的標準偏差為0.0556m。
[0088]本實例中，通過將點云數(shù)據(jù)建模、比對并進行三維顯示，技術人員可以簡單直觀的分析鍋爐內(nèi)部各部位的磨損情況，并根據(jù)分析結(jié)果指導檢修工作，從而大大提高了檢修效率。三維激光掃描儀擁有極高精度，因此在掃描獲得的三維模型中，不僅能夠顯示出形變量較大的爐體變形及內(nèi)部磨損，也能夠顯示出相對細小的彎頭過熱情況。可見，本發(fā)明可直觀展現(xiàn)待檢修鍋爐總體結(jié)構變形情況及內(nèi)部各部位的細微變形，通過分析，便可發(fā)現(xiàn)故障部位并給出檢修方案。
[0089]采用本發(fā)明方案進行點云采集時，三維激光掃描儀在鍋爐內(nèi)部的位置可根據(jù)需要設置，包括鍋爐底部中央、鍋爐中部、鍋爐頂部等；并且，可以使用不同數(shù)量的三維激光掃描儀進行掃描，以提高掃描效率；還可以，根據(jù)需要對任何局部進行數(shù)據(jù)采集。不僅如下，可采用多種不同的建模方式或建模軟件進行三維建模，對檢測的鍋爐類型沒有限制。
[0090]本發(fā)明進行鍋爐檢測的方案，具有以下優(yōu)點:
[0091]I,大大提升工作效率。
[0092]對待檢修鍋爐，三維激光掃描儀可在半小時內(nèi)完成掃描并獲得點云數(shù)據(jù)，工作人員可在一周內(nèi)完成建模及數(shù)據(jù)比對工作，為專業(yè)檢修人員出具精細的鍋爐三維模型。在檢修人員的分析下，可迅速找出故障點并出具檢修方案。與傳統(tǒng)檢修方式相比，節(jié)約75%以上的寶貴時間。同時，本發(fā)明可大量減少鍋爐檢修所需人員數(shù)量，從而節(jié)約檢修人力成本，簡
化管理要求。
[0093]2，避免危險作業(yè)。
[0094]三維激光掃描最遠測量距離可達到120米，而鍋爐一般高約80米。因此三維激光掃描儀完全可以在地面完成整個鍋爐的掃描，從而避免了人工攀爬鍋爐等危險工作，大大提升了作業(yè)的安全系數(shù)。
[0095]3，提升了檢修可靠性。
[0096]由于使用點云數(shù)據(jù)進行分析，因此變形、磨損等故障現(xiàn)象都可以通過本發(fā)明直觀體現(xiàn)，避免了工作人員佩戴頭燈用肉眼觀察或者錘擊、卡尺測量等方法的不穩(wěn)定性，規(guī)避了因為人的不確定性帶來的檢修風險。
[0097]4，數(shù)據(jù)積累翔實。
[0098]通過在每次檢修中對鍋爐進行激光三維掃描并記錄數(shù)據(jù)，電廠可積累海量數(shù)據(jù)。通過結(jié)合現(xiàn)場維修記錄，便可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的深度挖掘，發(fā)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)不同部位、不同設備、不同運行階段的故障規(guī)律。另外，可對大量鍋爐系統(tǒng)檢修數(shù)據(jù)進行比對，總結(jié)同類設備不同故障的原因及同類故障在不同設備上出現(xiàn)的機理。通過數(shù)據(jù)挖掘，也可以總結(jié)不同廠家生產(chǎn)的同類設備的壽命周期性能曲線，從而指導設計改進。
[0099]參見圖4，為本發(fā)明進行鍋爐檢測的裝置結(jié)構示意圖，該裝置包括三維掃描數(shù)據(jù)獲取單元、坐標確定單元和建模比對單元；
[0100]所述三維掃描數(shù)據(jù)獲取單元，對鍋爐內(nèi)部進行三維激光掃描，測得激光發(fā)射點與采樣點之間的距離，將激光發(fā)射角度和相應測得的距離發(fā)送給所述坐標確定單元；
[0101]所述坐標確定單元，由激光發(fā)射角度和相應測得的距離確定出采樣點的空間立體坐標，將所有采樣點的空間立體坐標作為采樣點集合，發(fā)送給所述建模比對單元；
[0102]所述建模比對單元，由采樣點集合各采樣點的空間立體坐標進行三維建模，模擬出當前鍋爐內(nèi)部的三維模型；將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與鍋爐內(nèi)部的基準三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果。
[0103]較佳地，所述鍋爐內(nèi)部的基準三維模型為上一次檢測時得到的鍋爐內(nèi)部三維模型，所述建模比對單元將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與上一次檢測時得到的鍋爐內(nèi)部三維模型進行比對，確定出當前鍋爐內(nèi)部相對于上一次發(fā)生結(jié)構變形的采樣點，進行突出顯示。
[0104]較佳地，所述建模比對單元確定出當前鍋爐內(nèi)部相對于上一次在同一高度且同一發(fā)射角度上發(fā)生坐標變化的采樣點；根據(jù)坐標變化數(shù)值的不同采用不同的顏色進行顯示。
[0105]較佳地，所述鍋爐內(nèi)部的基準三維模型為原始鍋爐內(nèi)部的三維模型，所述建模比對模塊將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與原始鍋爐內(nèi)部的三維模型進行比對，確定出當前鍋爐內(nèi)部相對于原始鍋爐內(nèi)部發(fā)生變化的采樣點,進行突出顯示。
[0106]較佳地，所述當前鍋爐內(nèi)部相對于原始鍋爐內(nèi)部發(fā)生變化包括因設備磨損發(fā)生的變化、因彎頭過熱發(fā)生的變化；所述建模比對模塊對因設備磨損發(fā)生的變化和因彎頭過熱發(fā)生的變化進行區(qū)分顯示。
[0107]本發(fā)明對鍋爐內(nèi)部進行三維激光掃描，測得激光發(fā)射點與采樣點之間的距離；由激光發(fā)射角度和相應測得的距離確定出采樣點的空間立體坐標，將所有采樣點的空間立體坐標作為采樣點集合；由采樣點集合各采樣點的空間立體坐標進行三維建模，并與鍋爐內(nèi)部的基準三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果。這樣，無需作業(yè)人員進入鍋爐內(nèi)部逐點進行人為數(shù)據(jù)采集，從而，大大提升了檢測效率，也避免了作業(yè)人員攀爬鍋爐等工作的危險，且避免了人為誤差。
[0108]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種進行鍋爐檢測的方法，其特征在于，該方法包括: 對鍋爐內(nèi)部進行三維激光掃描，測得激光發(fā)射點與采樣點之間的距離； 由激光發(fā)射角度和相應測得的距離確定出采樣點的空間立體坐標，將所有采樣點的空間立體坐標作為采樣點集合； 由采樣點集合各采樣點的空間立體坐標進行三維建模，模擬出當前鍋爐內(nèi)部的三維模型； 將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與鍋爐內(nèi)部的基準三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鍋爐內(nèi)部的基準三維模型為上一次檢測時得到的鍋爐內(nèi)部三維模型，所述將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與作為基準鍋爐內(nèi)部的三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果包括: 將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與上一次檢測時得到的鍋爐內(nèi)部三維模型進行比對，確定出當前鍋爐內(nèi)部相對于上一次發(fā)生結(jié)構變形的采樣點，進行突出顯示。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述確定出當前鍋爐內(nèi)部相對于上一次發(fā)生變形的采樣點，進行突出顯示包括: 確定出當前鍋爐內(nèi)部相 對于上一次在同一高度且同一發(fā)射角度上發(fā)生坐標變化的采樣點； 根據(jù)坐標變化數(shù)值的不同采用不同的顏色進行顯示。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鍋爐內(nèi)部的基準三維模型為原始鍋爐內(nèi)部的三維模型，所述將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與作為基準鍋爐內(nèi)部的三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果包括: 將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與原始鍋爐內(nèi)部的三維模型進行比對，確定出當前鍋爐內(nèi)部相對于原始鍋爐內(nèi)部發(fā)生變化的采樣點，進行突出顯示。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述當前鍋爐內(nèi)部相對于原始鍋爐內(nèi)部發(fā)生變化包括因設備磨損發(fā)生的變化、因彎頭過熱發(fā)生的變化； 所述進行突出顯示包括:對因設備磨損發(fā)生的變化和因彎頭過熱發(fā)生的變化進行區(qū)分顯不O
6.一種進行鍋爐檢測的裝置，其特征在于，該裝置包括三維掃描數(shù)據(jù)獲取單元、坐標確定單元和建模比對單元； 所述三維掃描數(shù)據(jù)獲取單元，對鍋爐內(nèi)部進行三維激光掃描，測得激光發(fā)射點與采樣點之間的距離，將激光發(fā)射角度和相應測得的距離發(fā)送給所述坐標確定單元； 所述坐標確定單元，由激光發(fā)射角度和相應測得的距離確定出采樣點的空間立體坐標，將所有采樣點的空間立體坐標作為采樣點集合，發(fā)送給所述建模比對單元； 所述建模比對單元，由采樣點集合各采樣點的空間立體坐標進行三維建模，模擬出當前鍋爐內(nèi)部的三維模型；將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與鍋爐內(nèi)部的基準三維模型進行比對，由進行比對的差值得到檢測結(jié)果。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述鍋爐內(nèi)部的基準三維模型為上一次檢測時得到的鍋爐內(nèi)部三維模型，所述建模比對單元將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與上一次檢測時得到的鍋爐內(nèi)部三維模型進行比對，確定出當前鍋爐內(nèi)部相對于上一次發(fā)生結(jié)構變形的采樣點，進行突出顯示。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述建模比對單元還確定出當前鍋爐內(nèi)部相對于上一次在同一高度且同一發(fā)射角度上發(fā)生坐標變化的采樣點；根據(jù)坐標變化數(shù)值的不同采用不同的顏色進行顯示。
9.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述鍋爐內(nèi)部的基準三維模型為原始鍋爐內(nèi)部的三維模型，所述建模比對模塊將當前鍋爐內(nèi)部的三維模型與原始鍋爐內(nèi)部的三維模型進行比對，確定出當前鍋爐內(nèi)部相對于原始鍋爐內(nèi)部發(fā)生變化的采樣點，進行突出顯示。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述當前鍋爐內(nèi)部相對于原始鍋爐內(nèi)部發(fā)生變化包括因設備磨損發(fā)生的變化、因彎頭過熱發(fā)生的變化；所述建模比對模塊還對因設備磨損發(fā)生的變化和因 彎頭過熱發(fā)生的變化進行區(qū)分顯示。
【文檔編號】G01B11/24GK104034278SQ201410246828
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權日:2014年6月5日
【發(fā)明者】何立榮 申請人:北京必可測科技股份有限公司