一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置及方法

1.本发明涉及长度测量领域，具体为非接触式光学测量方式，涉及土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置及方法。


背景技术：

2.土壤焚烧处理是通过将土壤加热到870-1200摄氏度，使污染物与氧气一起燃烧来对土壤进行处理的技术。土壤通过输送机构被输送至焚烧设备中，在焚烧设备中进行焚烧，使高分子量的有害物质，分解成低分子的烟气并经过除尘、冷却和净化处理使烟气达到排放标准。然而，现有技术中的土壤焚烧装置，为便于土壤运输，通常倾斜设置，焚烧点设置于土壤焚烧装置较低的端部，由于重力作用，土壤集中于土壤焚烧装置较低的端部，土壤集中导致燃烧不充分，尽管现有技术中的土壤焚烧装置会通过自身旋转使土壤受热均匀，然而该方式无法解决土壤集中于土壤焚烧装置端部，导致后部土壤燃烧不充分的问题。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提出一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置，所述测量装置用于测量土壤焚烧炉内部的土壤分散肋板，其特征在于，所述测量装置包括支架、支撑杆、运动套筒、导向杆、定位装置、尺寸获取装置；其中支撑杆位于焚烧炉内部且与焚烧炉内侧圆周面的中心线重合，支架位于焚烧炉两个端部，支撑杆与两个支架相连，运动套筒套设于支撑杆且可沿支撑杆方向运动，导向杆竖直设置于套筒下方，定位装置可沿导向杆运动，尺寸获取装置固定设置于定位装置；所述定位装置包括调节套筒、固定杆、l形伸缩杆、l形定位件、接触传感器，其中，调节套筒可沿导向杆运动，固定杆水平固定于调节套筒，l形伸缩杆相对于固定杆可水平伸缩运动，l形定位件包括水平底板以及竖向弧形板，其中竖向弧形板与焚烧炉1内侧圆周面贴合，接触传感器位于竖向弧形板上顶面；所述尺寸获取装置固定于竖向弧形板中部。
4.优选地，所述尺寸获取装置包括直角固定架、竖向固定杆、侧面测量探头、水平固定杆、顶面测量探头，其中直角固定架固定于竖向弧形板中部，竖向固定杆固定于直角固定架水平部，竖向固定杆上均匀分布有若干个侧面测量探头，水平固定杆固定于直角固定架竖直部，水平固定杆上均匀分布有若干个顶面测量探头；侧面测量探头和顶面测量探头为激光测距传感器。
5.优选地，所述运动套筒还可以绕支撑杆旋转的运动。
6.优选地，所述焚烧炉相对于水平面倾斜设置，所述焚烧炉呈圆柱状，且可绕中心轴线旋转，其中高侧的端部为土壤入口端，低侧的端部为土壤出口段，焚烧点位于低侧的端部，所述焚烧炉内部圆周方向均匀设置有若干个土壤分散肋板。
7.优选地，所述土壤分散肋板包括位于底部水平设置的底面，位于外侧的弧形安装面，位于内侧依次向靠近弧形安装面方向倾斜设置的第一侧倾面、第二侧倾面、第三侧倾面，位于上部依次设置的第一上倾面、第二上平面、第三上倾面，底面、第一侧倾面、第一上
倾面、弧形安装面端部合围形成端面。
8.优选地，其中第一上倾面、第三上倾面向靠近底面方向倾斜，所述第一侧倾面及第一上倾面靠近焚烧炉低侧的端部，所述第三侧倾面、第三侧倾面靠近焚烧炉高侧的端部。
9.优选地，所述第一侧倾面、第二侧倾面、第三侧倾面的斜率依次增大，所述第一上倾面的斜率小于第三上倾面的斜率，第二上平面的斜率与焚烧炉中心轴线斜率相同，其中第一上倾面的斜率满足，安装后第一上倾面131相对于水平面的倾斜方向与焚烧炉中心轴线相对于水平面的倾斜方向相反。
10.本发明还提出一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量方法，所述方法包括如下步骤：s1：装置定位：旋转焚烧炉至若干个土壤分散肋板中的一个的底面位于9点钟方向；控制运动套筒沿支撑杆轴向运动至土壤分散肋板1的端面附近，控制l形伸缩杆从固定杆中水平伸出直至竖向弧形板与焚烧炉内侧圆周面贴合接触，旋转微调焚烧炉直至接触传感器与土壤分散肋板的底面接触，并产生接触信号，沿固定杆方向微调运动套筒，直至接触传感器位于土壤分散肋板的端面边缘；s2、尺寸测量：再次控制运动套筒沿支撑杆轴向运动，以土壤分散肋板的端面边缘为测量起始端，向土壤分散肋板1另一端运动，记录土壤分散肋板的侧面与侧面测量探头之间的距离，以及土壤分散肋板的顶面与顶面测量探头之间的距离，基于上述距离以及运动套筒的行进距离，得出土壤分散肋板1的第一侧倾面斜率k
121
、第二侧倾面斜率k
122
、第三侧倾面斜率k
123
以及土壤分散肋板1的第一上倾面斜率k
131
、第二上平面斜率k
132
、第三上倾面斜率k
133
；s3、数据处理：比较s2中所测得的斜率数值，若k
121
《k
122
《k
123
,则判断土壤分散肋板1侧面尺寸合格；若k
133
《k
131
《0，且k
122
=k4，则判断土壤分散肋板1顶面尺寸合格；其中k4为土壤焚烧炉4倾斜的斜率，且k4》0。
11.优选地，在步骤s2中，运动套筒沿支撑杆轴向运动过程中，若接触传感器信号中断时长大于预设阈值，或者运动套筒沿支撑杆轴向运动发生卡止且接触传感器受力大于预设阈值，则侧面测量探头、顶面测量探头停止数据测量，并判定土壤分散肋板定位不合格。
12.有益效果：1）通过在土壤焚烧炉内周面安装特定斜率尺寸的土壤分散肋板，对集中于土壤焚烧炉低端位置的土壤进行分散，避免土壤燃烧不充分。
13.2）土壤分散肋板顶面及侧面设置不同斜率，控制被分散土壤的掉落位置，充分分散土壤的同时，保证土壤燃烧充分；将土壤分散肋板的底面作为定位基准面，简化土壤分散肋板安装同时，便于测量装置定位。
14.3）设置与焚烧炉内部结构以及土壤分散肋板外形结构相匹配的测量装置，装置易定位，且通过单次行程可测量土壤分散肋板多个位置的尺寸是否合格。
15.4）本发明的测量方法，在土壤分散肋板安装倾斜超过极限范围时，停止数据采集，避免额外功耗。
附图说明
16.图1为本发明土壤焚烧修复装置示意图；图2为本发明测量装置示意图；
图3为本发明测量装置局部放大图；图4为本发明土壤分散肋板轴测图；图5为本发明土壤分散肋板主视图；图6为本发明土壤分散肋板俯视图；图7为本发明土壤分散肋板安装示意图。
具体实施方式
17.参见说明书附图1，本发明土壤焚烧修复装置包括焚烧炉4以及焚烧炉支架2，所述焚烧炉4相对于水平面倾斜设置，所述焚烧炉4呈圆柱状，且可绕中心轴线旋转，其中高侧的端部为土壤入口端，低侧的端部为土壤出口段，焚烧点位于低侧的端部。
18.参见说明书附图2、7，所述焚烧炉4内部圆周方向均匀设置有若干个（包括但不限于图2所示的6个）土壤分散肋板1。土壤分散肋板1包括位于底部水平设置的底面11，位于外侧的弧形安装面14，位于内侧依次向靠近弧形安装面14方向倾斜设置的第一侧倾面121、第二侧倾面122、第三侧倾面123，位于上部依次设置的第一上倾面131、第二上平面132、第三上倾面133，底面11、第一侧倾面121、第一上倾面131、弧形安装面14端部合围形成端面15。其中第一上倾面131、第三上倾面133向靠近底面11方向倾斜。所述第一侧倾面121及第一上倾面131靠近焚烧炉4低侧的端部，所述第三侧倾面133、第三侧倾面123靠近焚烧炉4高侧的端部。土壤分散肋板1通过弧形安装面14与焚烧炉4内侧圆周面贴合安装，安装方式包括但不限于焊接，安装要求为安装后的土壤分散肋板1的底面11与焚烧炉4内侧圆周面的交线与焚烧炉4内侧圆周面的中心线平行。所述第一侧倾面121、第二侧倾面122、第三侧倾面123的斜率依次增大，所述第一上倾面131的斜率小于第三上倾面133的斜率，第二上平面132的斜率与焚烧炉4中心轴线斜率相同，其中第一上倾面131的斜率满足，安装后第一上倾面131相对于水平面的倾斜方向与焚烧炉4中心轴线相对于水平面的倾斜方向相反，即安装后第一上倾面131靠近靠近焚烧炉4低侧端部的部分高于第一上倾面131远离靠近焚烧炉4低侧端部的部分。
19.由于土壤分散肋板1的上部与侧部均为倾斜面，在安装过程中不易定位，因此设置了弧形安装面14以及水平底面11，弧形安装面14的弧形半径与焚烧炉4内侧圆周半径相同，水平底面11垂直于其与弧形安装面14交点位置处的弧形安装面切平面，将弧形安装面14直接与焚烧炉4内侧圆周进行贴合安装，无需额外的定位装置，避免土壤分散肋板1相对于圆周面发生倾斜。
20.由于安装后第一上倾面131相对于水平面的倾斜方向与焚烧炉4中心轴线相对于水平面的倾斜方向相反，因此在土壤集中于焚烧炉4低侧端部时，位于土壤分散肋板第一上倾面131的土壤由于自身重力作用，会从焚烧炉4低侧端部向焚烧炉4高侧端部运动，由此避免土壤集中于焚烧炉4低侧端部。第二上平面132作为缓冲面，避免过多土壤向焚烧炉4高侧端部运动，远离焚烧点，导致燃烧不充分。第三上倾面133斜率大于第一上倾面131，因此若有部分土壤由于焚烧炉4的旋转等因素继续向焚烧炉4高侧端部运动，第三上倾面133将加速土壤下落。
21.由于第一侧倾面121、第二侧倾面122、第三侧倾面123的斜率依次增大，因此与第一侧倾面121、第二侧倾面122、第三侧倾面123相对应的第一上倾面131、第二上平面132、第
三上倾面133所能够承托的土壤量将依次减少，也就是说在焚烧炉4旋转过程中，位于第一上倾面131的土壤最难向下掉落，位于第三上倾面133的土壤最易向下掉落。由此，进一步提升了土壤分散肋板1的分散效率，避免集中于焚烧炉4低侧端部的土壤被土壤分散肋板1带起后迅速落下至焚烧炉4低侧端部。
22.针对与上述土壤焚烧修复装置，特别是土壤分散肋板1，本发明提供了一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置。
23.参见说明书附图2-3，本发明的测量装置3包括支架31、支撑杆36、运动套筒32、导向杆33、定位装置34、尺寸获取装置35，其中支撑杆36位于焚烧炉4内部且与焚烧炉4内侧圆周面的中心线重合，支架31位于焚烧炉4两个端部，支撑杆32与两个支架相连，运动套筒32套设于支撑杆36且可沿支撑杆36方向运动，导向杆33竖直设置于套筒32下方，定位装置34可沿导向杆33运动，尺寸获取装置35固定设置于定位装置34。
24.其中，运动套筒32可沿支撑杆36方向运动还可以绕支撑杆36旋转的运动，包括但不限于通过如下结构实现：运动套筒32为具有内套筒及外套筒的复合结构，所述内套筒可沿支撑杆36运动，所述外套筒套设于内套筒外部且可相对于内套筒旋转。内套筒与支撑杆3可以为滑动连接或丝杆螺母连接，外套筒可以通过齿轮传动从而相对内套筒旋转，即外套筒具有内齿条，内套筒具有外齿条，内套筒与外套筒之间设置驱动齿轮。或者，内套筒与外套筒相套接，在外套筒外部设置外齿条，通过外部驱动齿轮驱动外套筒外部的外齿条。
25.若运动套筒32可沿支撑杆36旋转运动，则测量过程中，无需旋转焚烧炉4，仅旋转运动套筒32即可，该方式无需启动焚烧炉4，测量方便，降低成本。若运动套筒32相对于支撑杆36不可旋转，则测量过程中需要旋转焚烧炉4，该方式测量装置结构简单，易于生产装配。运动套筒32相对于支撑杆36是否可旋转，可依据实际工况的不同灵活选择。
26.定位装置34包括调节套筒341、固定杆342、l形伸缩杆343、l形定位件344、接触传感器345，其中，调节套筒341可沿导向杆33运动，固定杆342水平固定于调节套筒341，l形伸缩杆343相对于固定杆342可水平伸缩运动，l形定位件包括水平底板3441以及竖向弧形板3442，其中竖向弧形板3442与焚烧炉4内侧圆周面贴合，接触传感器345位于竖向弧形板3442上顶面。
27.尺寸获取装置35包括直角固定架351、竖向固定杆352、侧面测量探头353、水平固定杆354、顶面测量探头355，其中直角固定架351固定于竖向弧形板3442中部，竖向固定杆352固定于直角固定架351水平部，竖向固定杆352上均匀分布有若干个侧面测量探头353，水平固定杆354固定于直角固定架351竖直部，水平固定杆354上均匀分布有若干个顶面测量探头355，侧面测量探头和顶面测量探头为激光测距传感器。
28.针对与上述土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置，本发明还提供了一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量方法，具体步骤如下：s1、装置定位：旋转焚烧炉4至若干个土壤分散肋板1中的一个的底面11位于9点钟方向；控制运动套筒32沿支撑杆36轴向运动至土壤分散肋板1的端面15附近，控制l形伸缩杆343从固定杆342中水平伸出直至竖向弧形板3442与焚烧炉4内侧圆周面贴合接触，旋转微调焚烧炉4直至接触传感器345与土壤分散肋板1的底面11接触，并产生接触信号，沿固定杆342方向微调运动套筒32，直至接触传感器345位于土壤分散肋板的端面边缘。
29.通过上述方式实现定位，使得尺寸获取装置位于土壤分散肋板的端面边缘，即测
量起始端。同时，定位后的侧面测量探头353将正对土壤分散肋板1的侧面，顶面测量探头355将正对土壤分散肋板1的顶面。
30.s2、尺寸测量：再次控制运动套筒32沿支撑杆36轴向运动，以土壤分散肋板1的端面15边缘为测量起始端，向土壤分散肋板1的另一端运动，记录土壤分散肋板1的侧面与侧面测量探头353之间的距离，以及土壤分散肋板1的顶面与顶面测量探头355之间的距离，基于上述距离以及运动套筒32的行进距离，得出土壤分散肋板1的第一侧倾面斜率k
121
、第二侧倾面斜率k
122
、第三侧倾面斜率k
123
以及土壤分散肋板1的第一上倾面斜率k
131
、第二上平面斜率k
132
、第三上倾面斜率k
133
。
31.s3、数据处理：比较s2中所测得的斜率数值，若k
121
《k
122
《k
123
,则判断土壤分散肋板1侧面尺寸合格；若k
133
《k
131
《0，且k
122
=k4，则判断土壤分散肋板1顶面尺寸合格；其中k4为土壤焚烧炉4倾斜的斜率，且k4》0。
32.本发明另一实施例如下：在步骤s2中，运动套筒32沿支撑杆36轴向运动过程中，若接触传感器345信号中断时长大于预设阈值，或者运动套筒32沿支撑杆36轴向运动发生卡止且接触传感器345受力大于预设阈值，则侧面测量探头353、顶面测量探头355停止数据测量，并判定土壤分散肋板1定位不合格。
33.在运动套筒32沿支撑杆36轴向运动过程中，若接触传感器345信号中断，则证明竖向弧形板3442顶部与土壤分散肋板底面11脱离接触，而导致脱离接触的原因通常为土壤分散肋板1安装倾斜超过极限范围或者土壤分散肋板底面11底面出现凹陷，其中土壤分散肋板1安装倾斜超过极限范围为不合格，而较小面积的凹陷不会影响土壤分散肋板1的性能，因此为避免针对较小面积凹陷的误判，设置接触传感器345信号中断时长大于预设阈值判定土壤分散肋板1定位不合格。导致运动套筒32沿支撑杆36轴向运动发生卡止的原因通常为土壤分散肋板1安装倾斜超过极限范围、土壤分散肋板1底部出现凸出部分、运动套筒与支撑杆之间传动失效，其中土壤分散肋板1安装倾斜超过极限范围为不合格，而土壤分散肋板1底部较小高度的凸出不会影响土壤分散肋板1的性能，运动套筒与支撑杆之间传动失效与土壤分散肋板1的性能无关，因此为避免误判，运动套筒32沿支撑杆36轴向运动发生卡止且接触传感器345受力大于预设阈值判定土壤分散肋板1定位不合格。在发生上述不合格的情况下，使侧面测量探头353、顶面测量探头355停止数据测量，由此避免数据紊乱，减少运行功耗。
34.以上所述仅为本发明的实施例，并未限制本发明的专利范围；凡是利用本发明的内容作出的等效方法或结构，均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置，所述测量装置用于测量土壤焚烧炉内部的土壤分散肋板，其特征在于，所述测量装置包括支架、支撑杆、运动套筒、导向杆、定位装置、尺寸获取装置；其中支撑杆位于焚烧炉内部且与焚烧炉内侧圆周面的中心线重合，支架位于焚烧炉两个端部，支撑杆与两个支架相连，运动套筒套设于支撑杆且可沿支撑杆方向运动，导向杆竖直设置于套筒下方，定位装置可沿导向杆运动，尺寸获取装置固定设置于定位装置；所述定位装置包括调节套筒、固定杆、l形伸缩杆、l形定位件、接触传感器，其中，调节套筒可沿导向杆运动，固定杆水平固定于调节套筒，l形伸缩杆相对于固定杆可水平伸缩运动，l形定位件包括水平底板以及竖向弧形板，其中竖向弧形板与焚烧炉1内侧圆周面贴合，接触传感器位于竖向弧形板上顶面；所述尺寸获取装置固定于竖向弧形板中部。2.如权利要求1所述的一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置，其特征在于，所述尺寸获取装置包括直角固定架、竖向固定杆、侧面测量探头、水平固定杆、顶面测量探头，其中直角固定架固定于竖向弧形板中部，竖向固定杆固定于直角固定架水平部，竖向固定杆上均匀分布有若干个侧面测量探头，水平固定杆固定于直角固定架竖直部，水平固定杆上均匀分布有若干个顶面测量探头。3.如权利要求2所述的一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置，其特征在于，所述运动套筒绕支撑杆旋转运动。4.如权利要求1所述的一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置，其特征在于，所述焚烧炉相对于水平面倾斜设置，所述焚烧炉呈圆柱状，且可绕中心轴线旋转，其中高侧的端部为土壤入口端，低侧的端部为土壤出口段，焚烧点位于低侧的端部，所述焚烧炉内部圆周方向均匀设置有若干个土壤分散肋板。5.如权利要求4所述的一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置，其特征在于，所述土壤分散肋板包括位于底部水平设置的底面，位于外侧的弧形安装面，位于内侧依次向靠近弧形安装面方向倾斜设置的第一侧倾面、第二侧倾面、第三侧倾面，位于上部依次设置的第一上倾面、第二上平面、第三上倾面，底面、第一侧倾面、第一上倾面、弧形安装面端部合围形成端面。6.如权利要求5所述的一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置，其特征在于，其中第一上倾面、第三上倾面向靠近底面方向倾斜，所述第一侧倾面及第一上倾面靠近焚烧炉低侧的端部，所述第三侧倾面、第三侧倾面靠近焚烧炉高侧的端部。7.如权利要求6所述的一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置，其特征在于，所述第一侧倾面、第二侧倾面、第三侧倾面的斜率依次增大，所述第一上倾面的斜率小于第三上倾面的斜率，第二上平面的斜率与焚烧炉中心轴线斜率相同，其中第一上倾面的斜率满足，安装后第一上倾面131相对于水平面的倾斜方向与焚烧炉中心轴线相对于水平面的倾斜方向相反。8.如权利要求2所述的一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置，其特征在于，所述侧面测量探头和顶面测量探头为激光测距传感器。9.一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量方法，所述方法通过权利要求1-2、4-8中任一项所述的装置实现，其特征在于，所述方法包括如下步骤：s1：装置定位：旋转焚烧炉至若干个土壤分散肋板中的一个的底面位于9点钟方向；控
制运动套筒沿支撑杆轴向运动至土壤分散肋板1的端面附近，控制l形伸缩杆从固定杆中水平伸出直至竖向弧形板与焚烧炉内侧圆周面贴合接触，旋转微调焚烧炉直至接触传感器与土壤分散肋板的底面接触，并产生接触信号，沿固定杆方向微调运动套筒，直至接触传感器位于土壤分散肋板的端面边缘；s2、尺寸测量：再次控制运动套筒沿支撑杆轴向运动，以土壤分散肋板的端面边缘为测量起始端，向土壤分散肋板1另一端运动，记录土壤分散肋板的侧面与侧面测量探头之间的距离，以及土壤分散肋板的顶面与顶面测量探头之间的距离，基于上述距离以及运动套筒的行进距离，得出土壤分散肋板1的第一侧倾面斜率k
121
、第二侧倾面斜率k
122
、第三侧倾面斜率k
123
以及土壤分散肋板1的第一上倾面斜率k
131
、第二上平面斜率k
132
、第三上倾面斜率k
133
；s3、数据处理：比较s2中所测得的斜率数值，若k
121
<k
122
<k
123
,则判断土壤分散肋板1侧面尺寸合格；若k
133
<k
131
<0，且k
122
=k4，则判断土壤分散肋板1顶面尺寸合格；其中k4为土壤焚烧炉倾斜的斜率，且k4>0。10.如权利要求9所述的一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量方法，其特征在于，在步骤s2中，运动套筒沿支撑杆轴向运动过程中，若接触传感器信号中断时长大于预设阈值，或者运动套筒沿支撑杆轴向运动发生卡止且接触传感器受力大于预设阈值，则侧面测量探头、顶面测量探头停止数据测量，并判定土壤分散肋板定位不合格。

技术总结
本发明提出一种土壤焚烧修复装置的非接触尺寸测量装置及方法，所述测量装置用于测量土壤焚烧炉内部的土壤分散肋板，其特征在于，所述测量装置包括支架、支撑杆、运动套筒、导向杆、定位装置、尺寸获取装置；所述测量方法包括装置定位、尺寸测量、数据处理；通过上述装置及方法，对土壤焚烧内部的土壤分散肋板进行尺寸测量，所述土壤分散肋板对集中于土壤焚烧炉低端位置的土壤进行分散，避免土壤燃烧不充分避免土壤燃烧不充分，所述测量装置易定位，且通过单次行程可测量土壤分散肋板多个位置的尺寸是否合格，所述测量方法在土壤分散肋板安装倾斜超过极限范围时，停止数据采集，避免额外功耗。功耗。功耗。


技术研发人员：万芮彤 陈勇
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：2023.08.22
技术公布日：2023/9/16