用于快速預測高溫金屬部件受熱面失效趨勢的手持式探頭的制作方法
【專利摘要】一種快速預測高溫金屬部件受熱面失效趨勢的手持式探頭：探頭形如手槍狀，槍身內前部從上往下設有等離子體光譜收光透鏡(3)和脈沖激光聚焦透鏡(2)，兩者焦點重合于一點，脈沖激光聚焦透鏡后設有激光頭(1)，激光頭的開關(6)設在手柄(5)上，等離子體光譜收光透鏡后的焦點處設有帶光纖(4)的光纖頭，光纖頭的收光方向與激光頭的出光方向之間成一定角度，光纖和電源線(8)套有保護套管(9)后外接處理分析模塊和電源。本探頭利用激光誘導擊穿光譜技術預測分析受熱面材料的失效趨勢，避免了傳統割管檢測造成的損傷，實現了對受熱面材料的無損、快速預測，該探頭結構簡單，操作靈活，攜帶方便。
【專利說明】用于快速預測高溫金屬部件受熱面失效趨勢的手持式探頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種檢測設備的分析探頭，尤其涉及一種基于激光誘導擊穿光譜技術預測高溫金屬部件受熱面失效趨勢的手持式探頭。
【背景技術】
[0002]隨著電廠機組大容量、高參數的發展，受熱面需要在更高的溫度和壓力條件下長期運行，受熱面的運行狀態已成為直接影響鍋爐安全、經濟運行的重要因素之一。同時，隨著超(超)臨界機組的應用，鍋爐的安全運行對電網的安全可靠至關重要。受熱面材料在高溫高壓下的長時間運行會導致金屬材料的特性發生變化，逐漸發生老化和損傷，產生裂紋和內傷，使得鍋爐爆管的幾率大大增加。
[0003]目前國內外對高溫金屬部件的狀況檢測主要是在停爐檢修時進行，利用具有破壞性的割管檢測和無損檢測等技術。割管檢測對受熱面管造成永久性損傷；而目前采用的無損檢測監測技術主要有射線檢測、交流電位降法檢測、電磁感應渦流檢測、磁檢測、滲透檢測、超聲和紅外檢測等。現有的無損檢測技術主要是對高溫受熱面已有的缺陷進行檢測，難以對現役的鍋爐受熱面進行全面監測。對于高溫受熱面，當缺陷出現時，就存在巨大的安全隱患。如果能在缺陷出現前，分析預測受熱面材料的失效趨勢，針對性的重點監督相關受熱面，快速準確地判斷受熱面的使用狀態，失效嚴重的可以提前更換部件，避免出現重大的安全事故，減少機組的非計劃停機，提高機組可用率，進而保障電網的安全可靠運行。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種用于快速預測高溫金屬部件受熱面失效趨勢的手持式探頭，其能在缺陷出現前，分析預測受熱面材料的失效趨勢，針對性的重點監督相關受熱面，快速準確地判斷受熱面的使用狀態，失效嚴重的可以提前更換部件，避免出現重大的安全事故，減少機組的非計劃停機，提高機組可用率，進而保障電網的安全可靠運行。
[0005]解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:
[0006]一種快速預測高溫金屬部件受熱面失效趨勢的手持式探頭，其特征是:探頭形如手槍狀，槍身內的前部從上往下設有等離子體光譜收光透鏡3和脈沖激光聚焦透鏡2，脈沖激光聚焦透鏡和等離子體光譜收光透鏡的焦點重合于一點，脈沖激光聚焦透鏡2后設有激光頭1，激光頭I的開關6設在手柄5上，等離子體光譜收光透鏡后的焦點處設有帶光纖4的光纖頭，光纖頭的收光方向與激光頭的出光方向之間成一定角度，光纖4和電源線8套有保護套管9后外接處理分析模塊和電源。
[0007]所述的脈沖激光聚焦透鏡為平凸透鏡，起聚焦脈沖激光的作用。
[0008]所述的等離子體光譜收光透鏡為雙凸透鏡，起聚焦等離子體信號的作用。
[0009]激光頭是微型脈沖激光器的激光頭，具有體積小、重量輕的特點，用于提供激光誘導擊穿光譜技術分析的光源；光纖用于接收聚焦之后的激光與受熱面材料作用所產生等離子體信號；開關按鈕用于控制探頭的工作狀態，向下按按鈕為開，向上按按鈕為關；電源線用于提供激光頭工作所需電流。
[0010]在上述基礎上，本實用新型還可以做如下的進一步的改進:
[0011]所述的保護套管9外表為波浪形，柔韌性好，抗扭曲，內包裹電源線8和光纖4，起絕緣保護作用；
[0012]所述的手柄5上刻有握手凹槽7。
[0013]所述的光纖頭的收光方向與激光頭的出光方向之間角度在30-45度。
[0014]本實用新型的有益效果是:避免了傳統的割管檢測造成的損傷，提供了一種基于激光誘導擊穿光譜的快速預測受熱面失效趨勢的手持式探頭，實現了對受熱面材料的無損、快速預測，結構簡單，操作靈活，攜帶方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]附圖為本實用新型的手持式探頭的結構示意圖。
[0016]圖中:1-激光頭；2_脈沖激光聚焦透鏡；3_等離子體光譜收光透鏡；4-光纖；5-手柄；6_開關按鈕；7_握手塊；8_電源線，9-保護套管。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術方案更加清楚明白，以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0018]在附圖中，本實用新型的手持式探頭，包括激光頭1，脈沖激光聚焦透鏡2，等離子體光譜收光透鏡3,光纖4,手柄5,開關按鈕6,握手塊7,電源線8和保護套管9。
[0019]探頭形如手槍狀，槍身內的前部從上往下設有等離子體光譜收光透鏡3和脈沖激光聚焦透鏡2，脈沖激光聚焦透鏡和等離子體光譜收光透鏡的焦點重合于一點，脈沖激光聚焦透鏡2后設有激光頭1，激光頭I的開關6設在手柄5上，等離子體光譜收光透鏡后的焦點處設有帶光纖4的光纖頭，光纖頭的收光方向與激光頭的出光方向之間成一定角度，光纖4和電源線8套有保護套管9后外接分析模塊和電源。
[0020]激光頭I是微型脈沖激光器的激光頭，具有體積小，重量輕的特點，置于手持式探頭水平段，激光頭I通過電源線8供電，用于提供激光誘導擊穿光譜技術分析的脈沖激光。脈沖激光聚焦透鏡2置于激光頭前，是平凸透鏡，起聚焦脈沖激光的作用，等離子體光譜收光透鏡3置于光纖頭前，是雙凸透鏡，起聚焦等離子體信號的作用；且脈沖激光聚焦透鏡2和等離子體光譜收光透鏡3的焦點重合于一點。光纖4的收光方向與激光頭的出光方向成一定的角度，且光纖頭位于等離子體光譜收光透鏡3的焦點處。開關按鈕6用于控制檢測的開始和結束。握手塊7符合人體設計，便于攜帶和操作。電源線8用于提供激光頭工作所需電流。保護套管9外表為波浪形，柔韌性好，抗扭曲，內包裹電源線8和光纖4，起絕緣保護作用。
[0021]具體工作方式如下:首先按下開關按鈕6時，激光頭I發出脈沖激光，脈沖激光經脈沖激光聚焦透鏡2聚焦后作用于被檢測的受熱面材料上，受熱面材料受激發形成等離子體，等離子體信號經過等離子體光譜收光透鏡3聚焦后被光纖4接收并傳輸至后續的處理分析模塊中留待分析處理。在上述操作情況下，再次按下開關按鈕，檢測結束。
【權利要求】
1.一種用于快速預測高溫金屬部件受熱面失效趨勢的手持式探頭，其特征是:探頭形如手槍狀，槍身內前部從上往下設有等離子體光譜收光透鏡(3)和脈沖激光聚焦透鏡(2)，兩者焦點重合于一點，脈沖激光聚焦透鏡后設有激光頭(I)，激光頭的開關(6)設在手柄(5)上，等離子體光譜收光透鏡后的焦點處設有帶光纖(4)的光纖頭，光纖頭的收光方向與激光頭的出光方向之間成一定角度，光纖和電源線(8)套有保護套管(9)后外接處理分析模塊和電源。
2.根據權利要求1所述的用于快速預測高溫金屬部件受熱面失效趨勢的手持式探頭，其特征是:所述的脈沖激光聚焦透鏡為平凸透鏡，起聚焦脈沖激光的作用；所述的等離子體光譜收光透鏡為雙凸透鏡，起聚焦等離子體信號的作用。
3.根據權利要求2所述的用于快速預測高溫金屬部件受熱面失效趨勢的手持式探頭，其特征是:所述的保護套管外表為波浪形，柔韌性好，抗扭曲，內包裹電源線和光纖，起絕緣保護作用；所述的手柄上刻有握手凹槽。
4.根據權利要求3所述的用于快速預測高溫金屬部件受熱面失效趨勢的手持式探頭，其特征是:所述的光纖頭的收光方向與激光頭的出光方向之間角度在30-45度。
【文檔編號】G01N21/63GK203465199SQ201320605788
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】戴沅, 陸繼東, 王偉 申請人:廣東電網公司電力科學研究院, 華南理工大學, 廣東電研鍋爐壓力容器檢驗中心有限公司