背景技術(shù)

石油天然的氣體管線有幾十公里的，也有幾百上千公里，這么長的管線是由多根鋼管收尾焊接而成，由于各鋼管的端部的形狀不一，便攜橢圓度檢測儀廠哪家好，因此，在鋼管對接的過程中，需要對鋼管端部的橢圓度進(jìn)行測量，以保證對接效果。

現(xiàn)有技術(shù)中，鋼管橢圓度的檢測方法包括使用卡尺、米尺或者手持激光測距儀檢測，但是這幾種方法中，檢測工具的體積較大，使用較為不便，且可操作性差，如在使用卡尺檢測時(shí)，體積較大的卡尺由于較重容易傾斜，造成數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確；米尺的測量精度較差；手持激光測距儀的精度雖可以滿足，但是僅能測機(jī)組數(shù)據(jù)，無法測量整個(gè)圓，很難找到長軸和短軸的準(zhǔn)確位置。三種檢測方法所用的檢測工具檢測效率較低，因此，能夠準(zhǔn)確、快速的檢測鋼管的橢圓度對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是需要解開技術(shù)問題。

大口徑鋼管直徑、橢圓度測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

隨著化工、石油行業(yè)的迅猛發(fā)展，大口徑鋼管的需求量不斷增加，其端面直徑、橢圓度等參數(shù)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)指標(biāo)的符合情況直接影響了鋼管終質(zhì)量的優(yōu)劣。國內(nèi)大部分鋼管生產(chǎn)廠家主要采用人工手動(dòng)的測量方法，這種測量方法精度低、效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、信息反饋慢同時(shí)無法充分反映管端情況，如何實(shí)時(shí)在線測量鋼管的直徑、橢圓度已成為廠家們關(guān)注的首要問題。目前，國外已經(jīng)研究出了大口徑鋼管在線檢測系統(tǒng)，但其價(jià)格昂貴。因此，本文提出了一種大口徑鋼管直徑、橢圓度測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于激光測距遍歷原理、圓周遍歷原理和二乘法擬合原理，鋼管固定在V型支架上，激光位移傳感器在伺服電機(jī)的帶動(dòng)下繞鋼管勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，對被測鋼管進(jìn)行圓周遍歷，激光位移傳感器得到的數(shù)據(jù)為極軸方向的數(shù)據(jù)，根據(jù)編碼器的輸出脈沖得到角度數(shù)據(jù)，激光位移傳感器輸出的信號經(jīng)串口傳送到計(jì)算機(jī)，通過上位機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件即可得到鋼管端面直徑、橢圓度，并將測量結(jié)果實(shí)時(shí)顯示和上傳。首先對鋼管直徑、橢圓度測量原理的研究:對國內(nèi)內(nèi)外現(xiàn)有檢測方法分析后，確定以激光位移傳感器為檢測元件，詳細(xì)介紹激光三角法測距遍歷原理和圓周遍歷直徑、橢圓度測量原理。其次數(shù)據(jù)采集模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊和數(shù)據(jù)上傳模塊是本文的核心模塊。數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)鋼管端面等角度數(shù)據(jù)采集。運(yùn)動(dòng)控制模塊中尋找零位運(yùn)動(dòng)控制法不僅解決了伺服電機(jī)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)不同步的問題，同時(shí)還確保激光位移傳感器采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；噴標(biāo)模塊主要用于標(biāo)記直徑位置和周長超標(biāo)。數(shù)據(jù)上傳模塊主要由測量數(shù)據(jù)上傳至Microsoft SQL server 2008數(shù)據(jù)庫和FTP上傳鋼管端面輪廓描點(diǎn)圖組成。后工業(yè)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)的測量精度達(dá)到鋼管直徑、橢圓度測量的技術(shù)指標(biāo)要求。本文所設(shè)計(jì)的大口徑鋼管直徑、橢圓度測量系統(tǒng)測量效率和精度高、可實(shí)現(xiàn)“在線，高速，多部位”的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測量與數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)及輸出。

對橢圓度進(jìn)行檢測的雙向測徑儀

雙向測徑儀：

　　傳統(tǒng)的單向測徑儀只從一個(gè)方向檢測已滿足不了線材現(xiàn)場檢測的要求。雙向測徑儀通過平行光束在相互垂直的X-Y方向上同時(shí)髙速測量線材，再進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣處理，實(shí)現(xiàn)線材直徑在線的非接觸檢測及控制。本儀器可分別實(shí)時(shí)顯示X-Y方向上在線線材的平均直徑、偏差，并可顯示X-Y方向上的不圓度，這對提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度具有重要意義。該儀器也可用于導(dǎo)線、棒材、管材等生產(chǎn)線上對直徑的在線檢測與控制。

　　雙向測徑儀在X-Y方向中間同時(shí)形成平行的平行光視場，通過接收光學(xué)系統(tǒng)聚焦到兩路接收鏡頭上并同時(shí)完成光電轉(zhuǎn)換。通過測徑儀的計(jì)算處理即可得到兩個(gè)方向上的外徑尺寸，并顯示于顯示屏上，該測徑儀為的外徑檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)的外徑尺寸在線檢測。

　　雙向測徑儀可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向上的外徑尺寸測量，并顯示于顯示屏上，該測徑儀實(shí)現(xiàn)外徑尺寸即橢圓度尺寸的在線測量，并能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)外徑尺寸的監(jiān)測報(bào)警，是的外徑檢測設(shè)備。

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