CN103063131B - 一种红外线管道测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的红外线管道测量装置，包括两个瞄准发射装置、反射装置和标靶装置，其中一个瞄准发射装置与反射装置的连线平行于另一个瞄准发射装置与标靶装置的连线。本发明公开的红外线管道测量装置，结构简单，使用方便，实现了对复杂管道内布管的准确测量，提前对管道干涉情况进行判断，不仅有效地降低了管道布设和安装难度，还提高了企业的建设和改造难度，提高生产作业的效率。

Description

一种红外线管道测量装置

技术领域

    本发明涉及一种管道布设定位监测装置，特别是一种红外线管道测量装置。

背景技术

在大型企业中，原有设备管道布置复杂，给后续的管道改造、安装增加了难度。管道测量工作在管道改造安装中起到关键性的作用，管道测量不准确将造成管道切割、焊接后，安装出现误差管道产生应力，严重时会造成返工，在管道测量时需要提前知道是否存在管道干涉的情况，否则当管道焊接完毕后，无法安装；目前工程测绘中普遍采用的光学测量仪器，对于新建厂房、管道布置起到测量作用，且需要专业技术人员来操作；对于现场环境恶劣、在线管道改造的测量、预判管道配管走向都难以进行。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种红外线管道测量装置，结构简单使用方便，有效地降低了企业的管道布设的难度，提高了管道的布设效率，降低企业管道布设改进的难度。

本发明公开的红外线管道测量装置，包括两个瞄准发射装置、反射装置和标靶装置，其中一个瞄准发射装置与反射装置的连线平行于另一个瞄准发射装置与标靶装置的连线，所述瞄准发射装置包括前置红外线发射器、激光器固定支架、后置红外线发射器、V型铁、垂直固定杆、水平固定杆夹持器、水平固定杆锁紧螺母、水平固定杆、垂直固定杆夹持器、垂直固定杆锁紧螺母、磁性表座和线坠，所述反射装置和标靶装置均包括固定底座、水平底座、正反牙螺栓、转盘、线坠和活动支脚，所述反射装置还包括平面镜，所述标靶装置还包括L型标靶，所述前置红外线发射器、后置红外线发射器均安装在激光器固定支架中同时前置红外线发射器和后置红外线发射器均设置在同一水平线上并且前置红外线发射器和后置红外线发射器的发射方向相反，所述激光器固定支架通过两块V型铁连接到水平固定杆上，所述线坠挂设在V型铁下端中心处，所述水平固定杆通过水平固定杆夹持器设置在垂直固定杆上并且水平固定杆夹持器上设置有水平固定杆锁紧螺母，所述垂直固定杆通过垂直固定杆夹持器连接在磁性表座上，所述活动支脚向下设置在固定底座上，所述水平底座通过正反牙螺栓连接在固定底座上表面，所述转盘同轴设置在水平底座上，所述平面镜和L型标靶竖直设置在相应的转盘上表面的中心处。本发明公开的红外线管道测量装置，结构简单，架设使用方便，能够实现复杂管道内布设的准确测定和提前判断管道干涉情况，从而对管道安装效果和布局进行预判，有效地降低了企业管道安装的难度，提高安装效果和安装效率。

本发明公开的红外线管道测量装置的一种改进，所述L型标靶的两个靶体均竖直在转盘的上表面上，并且L型标靶的两个靶体的被照射面上均设置有竖向的尺度表。本改进通过在竖直设置的L型标靶的被照射面上设置尺度表，从而便于在生产中对激光器发射光线进行调整，从而达到调整管道安装位置的效果，降低了管道布设与安装的难度，提高了企业的生产效率。

本发明公开的红外线管道测量装置的又一种改进，所述平面镜与瞄准发射装置与反射装置连线的夹角为45度。本改进通过设置的与瞄准发射装置和反射装置连线成45度夹角的平面镜降低了管道布设作业过程中90度弯角管道布设的难度，从而提高了企业的生产效率。

本发明公开的红外线管道测量装置，结构简单，使用方便，简单直接地反映了管道的布设位置和是否存在管道干涉，从而有效地降低了管道布设和改进的难度，降低企业的建设成本和损耗，从而有效地提高了企业的生产建设的效率。

附图说明

图1、本发明公开的红外线管道测量装置的瞄准发射装置的装配示意图；

图2、本发明公开的红外线管道测量装置的瞄准发射装置的右视图

图3、本发明公开的红外线管道测量装置的反射装置的装配示意图；

图4、本发明公开的红外线管道测量装置的反射装置的俯视图；

图5、本发明公开的红外线管道测量装置的标靶装置的装配示意图；

图6、本发明公开的红外线管道测量装置的标靶装置的俯视图；

图7、本发明公开的红外线管道测量装置的测量原理图；

图8、本发明公开的红外线管道测量装置的L型标靶的结构示意图。

附图标记列表：

1、前置红外线发射器；    2、螺栓；                   3、激光器固定支架；

4、后置红外线发射器；    5、垂直固定杆；             6、水平固定杆夹持器；

7、水平固定杆锁紧螺母；  8、水平固定杆；             9、垂直固定杆夹持器；

10、垂直固定杆锁紧螺母； 11、磁性表座；              12、旋钮；

14、线坠；               21、待测量孔；              31、平面镜；

32、活动支脚紧固螺栓；   33、铰链；                  34、固定底座；

36、水平底座；           37、正反牙螺栓；            38、转盘；

41、活动支脚；           71、Ｌ型标靶；              51、待安装管道；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1至图8所示，本发明公开的红外线管道测量装置，包括两个瞄准发射装置、反射装置和标靶装置，其中一个瞄准发射装置与反射装置的连线平行于另一个瞄准发射装置与标靶装置的连线，所述瞄准发射装置包括前置红外线发射器1、激光器固定支架3、后置红外线发射器4、V型铁、垂直固定杆5、水平固定杆夹持器6、水平固定杆锁紧螺母7、水平固定杆8、垂直固定杆夹持器9、垂直固定杆锁紧螺母10、磁性表座11和线坠14，所述反射装置和标靶装置均包括固定底座34、水平底座36、正反牙螺栓37、转盘38、线坠14和活动支脚41，所述反射装置还包括平面镜31，所述标靶装置还包括L型标靶71，所述前置红外线发射器1、后置红外线发射器4均安装在激光器固定支架3中同时前置红外线发射器1和后置红外线发射器4均设置在同一水平线上并且前置红外线发射器1和后置红外线发射器4的发射方向相反，所述激光器固定支架3通过两块V型铁连接到水平固定杆8上，所述线坠14挂设在V型铁下端中心处，所述水平固定杆8通过水平固定杆夹持器6设置在垂直固定杆5上并且水平固定杆夹持器6上设置有水平固定杆锁紧螺母7，所述垂直固定杆5通过垂直固定杆夹持器9连接在磁性表座11上，所述活动支脚41向下设置在固定底座34上，所述水平底座36通过正反牙螺栓37连接在固定底座34上表面，所述转盘38同轴设置在水平底座36上，所述平面镜31和L型标靶71竖直设置在相应的转盘38上表面的中心处。本发明公开的红外线管道测量装置，结构简单，架设使用方便，能够实现复杂管道内布设的准确测定和提前判断管道干涉情况，从而对管道安装效果和布局进行预判，有效地降低了企业管道安装的难度，提高安装效果和安装效率。

作为一种优选，所述L型标靶71的两个靶体均竖直在转盘38的上表面上，并且L型标靶71的两个靶体的被照射面上均设置有竖向的尺度表。通过在竖直设置的L型标靶的被照射面上设置尺度表，从而便于在生产中对激光器发射光线进行调整，从而达到调整管道安装位置的效果，降低了管道布设与安装的难度，提高了企业的生产效率。

作为一种优选，所述平面镜31与瞄准发射装置与反射装置连线的夹角为45度。这里的角度还可以根据需要调整为如15度、30度、60度等其他的角度。通过设置的与瞄准发射装置和反射装置连线成45度夹角的平面镜降低了管道布设作业过程中90度弯角管道布设的难度，从而提高了企业的生产效率。

具体实施例

    本发明公开的红外线管道测量装置，包括瞄准发射装置、标靶装置、反射装置、红外线测距仪或卷尺等，其中瞄准发射装置包括前置红外线发射器1、螺栓2、激光器固定支架3、后置红外线发射器4、垂直固定杆5、水平固定杆夹持器6、水平固定杆锁紧螺母7、水平固定杆8、垂直固定杆夹持器9、垂直固定杆锁紧螺母10、磁性表座11、旋钮12、线坠14、待测量孔21。

前置红外线发射器1、后置红外线发射器4均安装在激光器固定支架3中，并已经事先校验好同轴度，校验后的两红外线发射器所射出的红外线为方向相反、在一条直线上的两条射线，该直线与激光器固定支架3下方的Ｖ行铁的中心线保持水平，且该直线在Ｖ型铁的对称中心上。

激光器固定支架3与水平固定杆8采用两块Ｖ型铁连接，目的是保证水平固定杆8的轴线与激光器固定支架3下方Ｖ行铁的对称中心线保持水平，从而达到与两红外线发射器所射出的红外线保持水平，在实际检测角度时是以该水平固定杆8的位置作为判定依据的。

磁性表座包括垂直固定杆5、水平固定杆夹持器6、水平固定杆锁紧螺母7、水平固定杆8、垂直固定杆夹持器9、垂直固定杆锁紧螺母10、磁性表座11、旋钮12，旋钮12可以使磁性表座处于吸附和非吸附状态，但是对于不含铁的材质则没有吸附作用。

水平固定杆8安装在磁性表座的附件上，待水平固定杆8在宽座角尺的测量中，手动调整其位置，并使得水平固定杆8符合实际位置，再紧固垂直固定杆锁紧螺母10，保证水平固定杆8的位置在测量中不会发生变化。

在激光器固定支架3下面的Ｖ型铁的中心位置设有线坠14，线坠14采用收缩式，便于上下伸缩方便，减少打结；线坠14中心位置、Ｖ型铁中心位置与红外线处以一个平面上，从而保证对应于地面或向下垂直位置标注点的垂直角度的准确性。常用于该段管道无法安装瞄准镜，需要将瞄准镜移出安装，并利用线坠进行找正中心来测量的情况。

反射装置为以设定角度反射红外线光束的装置，如45度等，包括平面镜31、活动支脚紧固螺栓32、铰链33、固定底座34、水平底座36、正反牙螺栓37、转盘38、活动支脚41。

活动支脚41均通过活动支脚紧固螺栓32连接到固定底座34上共三只，为多节式，可以调整长度，用于支撑反射镜，在使用前需要用水平尺预先粗调固定底座的水平，再用正反牙螺栓37进行精调水平底座的水平。

转盘38上刻有刻度，与水平底座的对标线相对应，转盘38转过的角度，通过计算转动前后的刻度值可以得到转盘实际转过的角度。

平面镜31安装在铰链33上，以铰链销为旋转中心，可以旋转平面镜31与水平面的角度，实际测量通常是90°、45°两种，采用角度样板来检验和调整。

在反射镜转盘的中心位置设有线坠14，线坠采用收缩式，便于上下伸缩方便，减少打结；线坠中心位置、转盘中心位置与平面镜31在90°位置处以一个平面上，从而保证对应于地面或向下垂直位置标注点的垂直角度的准确性。

Ｌ型标靶71为在转盘38放置了垂直于转盘38平面的互相垂直的两面平面镜，平面镜上均刻有高度方向的刻度，转盘38上刻有不同直径的圆，Ｌ型标靶即可当水平方向的反射镜使用，也可以作为接收红外线的装置使用，在相互垂直的两个红外线光束相对照射过来时，在Ｌ型标靶的两面平面镜上各有一个红点，通过高度方向上的刻度，可以判断实际位置与理想位置是否重合，高度刻度差即是在高度方向的差值。

如图1和图2所示，首先在待测孔中嵌入一个尼龙锥堵，找正划出十字中心（如图的十字线），依次装上由前置红外线发射器1、螺栓2、后置红外线发射器4组成的3激光器固定支架组件，再装上磁性表座11及相关的垂直固定杆5、水平固定杆夹持器6、水平固定杆锁紧螺母7、水平固定杆8、垂直固定杆夹持器9、垂直固定杆锁紧螺母10。

其次，用90度宽座角尺测量8水平固定杆与阀台的垂直度，调整水平固定杆锁紧螺母7旋转水平固定杆8保证垂直后紧固水平固定杆锁紧螺母7。

再移动磁性表座11将后置红外线发射器4所发射的红外线与待测孔的十字中心对正。

最后确定基准点的位置，通过前置红外线发射器1射出的红外线照射的终点可以判定在该方向上是否存在管路干涉，如图7所示的点B。

管道测量即测量水平方向从Ａ到Ｃ的管道尺寸

如图1、图2和图7按照上叙方法安装好瞄准镜后，前置红外线发射器1发出的红外线照射到待安装管道51的十字中心线上，即直线52, 安装于激光器固定支架3上的后置红外线发射器4射出的红外线为53,此时待安装的管道轴线即是红外线发射器发射的红外线从A点出发，当红外线触及物体时，就会在物体上照射出一个点B。说明此处存在管道干涉，实际布管位置应该向前移动，现决定管道布置点在干涉点B处前面位置D点，并将反射装置安装在D点位置。

如图3和图4安装反射装置，调整好三只活动支脚41，并粗调固定底座34的水平，再用正反牙螺栓37进行精调水平底座36的水平。

转盘38上刻有刻度，与水平底座36的对标线相对应，转动转盘38，使得反射出的红外线经平面镜反射回到发出点。此时旋转平面镜31与水平面的角度应是90°，记录此时在转盘38上刻度的位置，将转盘38旋转45°、根据光学原理红外线反射射出的红外线DO与原有直线AB之间的夹角为90°。

在反射装置的转盘38的中心位置设有线坠，如果需要标注实际位置，可以将收缩式线坠14拉伸，线坠14中心位置对应于地面或向下垂直位置标注点。

测量实际尺寸时，短尺寸可以直接拉卷尺点对点的测量AD尺寸，如果尺寸较长，可以使用红外线测距仪进行点对点的测量AD尺寸。

在红外线反射90°的位置，树一个L型标靶71，在另一个管道中心位置同样设置一个红外线发射器，如图5和图6所示，安装L型标靶71，L型标靶安装、找平方法与上述反射装置找平调整水平方法一致。

如图8所示，两侧红外线照射到L型标靶71形成两个点E、F，而两条红外线形成的交叉点O即为管道的弯曲中点，采用线坠14可以确定初始点地面的位置以及中点的位置，从而计算出管子的长度。如果采用红外线测距仪可以直接得到管子的长度。本实施例中红外线反映的是管道的中轴线的位置。

本发明公开的红外线管道测量装置，结构简单，使用方便，简单直接地反映了管道的布设位置和是否存在管道干涉，从而有效地降低了管道布设和改进的难度，降低企业的建设成本和损耗，从而有效地提高了企业的生产建设的效率。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1.通过调整螺栓对红外线发射器的校验，可以保证红外线光束与管道外圆柱面保持同轴度。

2.通过管道外圆柱面与Ｖ型铁的安装，保证红外线光束与Ｖ型铁的对中。

3.通过Ｖ型铁与水平固定杆的连接，保证红外线光束与水平固定杆之间的平行度，测量红外线发射器外圆柱面的直径、Ｖ型铁的尺寸、水平固定杆的直径，计算出红外线与水平固定杆轴线之间的距离，并利用光学水准仪进行分级校验，并修正Ｖ型铁与外圆柱面的接触精度，保证红外线与水平固定杆轴线平行度满足实际使用要求。

4.测量时只需要测量和调整水平固定杆轴线位置即可，简单方便。

5.测量中红外线发射器发射的红外线光束可以准确的表明即将配置管道的轴线位置，清晰可见红点的位置即是该段管道轴线的终点位置，对与判别管道是否存在干涉的作用非常明显。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种红外线管道测量装置，其特征在于：包括两个瞄准发射装置、反射装置和标靶装置，其中一个瞄准发射装置与反射装置的连线平行于另一个瞄准发射装置与标靶装置的连线，所述瞄准发射装置包括前置红外线发射器、激光器固定支架、后置红外线发射器、V型铁、垂直固定杆、水平固定杆夹持器、水平固定杆锁紧螺母、水平固定杆、垂直固定杆夹持器、垂直固定杆锁紧螺母、磁性表座和线坠，所述反射装置和标靶装置均包括固定底座、水平底座、正反牙螺栓、转盘、线坠和活动支脚，所述反射装置还包括平面镜，所述标靶装置还包括L型标靶，所述前置红外线发射器、后置红外线发射器均安装在激光器固定支架中同时前置红外线发射器和后置红外线发射器均设置在同一水平线上并且前置红外线发射器和后置红外线发射器的发射方向相反，所述激光器固定支架通过两块V型铁连接到水平固定杆上，瞄准发射装置上的线坠挂设在V型铁下端中心处，所述水平固定杆通过水平固定杆夹持器设置在垂直固定杆上并且水平固定杆夹持器上设置有水平固定杆锁紧螺母，所述垂直固定杆通过垂直固定杆夹持器连接在磁性表座上，所述活动支脚向下设置在固定底座上，所述水平底座通过正反牙螺栓连接在固定底座上表面，所述转盘同轴设置在水平底座上，所述平面镜和L型标靶竖直设置在相应的转盘上表面的中心处。

2.根据权利要求1所述的红外线管道测量装置，其特征在于：所述L型标靶的两个靶体均竖直在转盘的上表面上，并且L型标靶的两个靶体的被照射面上均设置有竖向的尺度表。

3.根据权利要求1所述的红外线管道测量装置，其特征在于：所述平面镜与瞄准发射装置与反射装置连线的夹角为45度。