CN106524925A - 一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置及方法，属于工程技术领域，包括：在容器内的测量波发射接收器，测量该处到容器内壁的直线距离；转塔，旋转并使所述测量波发射接收器测量四个相互垂直方向上的距离数据；控制转动转塔测量装置控制单元；测量信息处理单元，通过内置算法计算圆形容器截面的周长；测量结果输出单元，用于将圆形容器截面的周长数据输出到测量结果接收单元；测量结果接收单元，用于接收并示出容器的截面周长数据。本发明能够在线非接触式测量，不需要拆除工装夹具即可测量，因此在测量后如果发现所测容器的周长没有达到设计要求，可直接继续加工，不需要重新装夹定位，进一步提高了容器的加工精度。

Description

一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置及方法

技术领域

本发明属于工程技术领域，尤其涉及一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置及方法。

背景技术

在实际大型圆形容器的生产中，比如压力容器封盖在加工过程中，需要对封盖尺寸作实时监测，以便实时控制工件尺寸。大型圆形容器的截面周长的测量，现有的方法一般是接触测量法，而一般的大型工件加工过程都有工装夹具，一般会妨碍测量，测量时要撤除这些工装夹具，测量完毕，如果没达到加工要求，还要继续加工，这里又要将工装夹具再装上，继续加工，但此时的定位基准会产生偏差，所以以前的接触式测量周长又占工时，不方便，又不太精准。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置及方法，使用测量波发射接收器，并借助几何算法公式，实现无需撤除工装夹具，可边加工边测量的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置，包括：

支撑或悬挂在容器内任意处的测量波发射接收器，用于测量该处到容器内壁的直线距离；

转塔，置于测量波发射接收器下，用于旋转并使所述测量波发射接收器测量四个相互垂直方向上的距离数据；

测量装置控制单元，待测量波发射接收器在某一方向的距离数据测量完毕后，控制步进电机旋转，进而驱动转塔转动；

测量信息处理单元，接收测量波发射接收器测得的距离数据并通过内置算法计算圆形容器截面的周长；

测量结果输出单元，用于将圆形容器截面的周长数据输出到测量结果接收单元；

测量结果接收单元，用于接收并示出容器的截面周长数据。

作为对本发明中测量装置的优选，所述转塔通过电机驱动。

作为对本发明中测量装置的优选，所述测量结果接收单元包括手持式显示器。

作为对本发明中测量装置的优选，所述测量波发射接收器通过三脚架支撑固定在容器内。

作为对本发明中测量装置的优选，所述测量波发射接收器为红外发射接收器。

在上述测量装置中，当接收器所测量得出的四个相互垂直方向上的距离数据沿圆周方向分别为a、c、b、d时，接收器所处容器截面周长为：

本发明还提供了一种应用上述的非接触式大型圆形容器截面周长测量装置的测量方法，包括：

将测量波发射接收器置入待测容器内任意处，测量该处到容器的最短距离；

测量装置控制单元通过步进电机控制转塔转动90°，测量该处到容器的最短距离，然后继续转动转塔，直至测得四个相互垂直方向上的距离数据；

通过测量信息处理单元计算得出待测圆形容器截面周长，然后由测量信息输出单元输出周长数据到测量结果接收单元。

在上述测量方法中，当接收器所测量得出的四个相互垂直方向上的距离数据沿圆周方向分别为a、c、b、d时，接收器所处容器截面周长为：

本发明中的测量装置在使用时，首先将其安放在待测容器内部任意一位置，然后启动测量波发射接收器工作，测量波发射接收器会发射测量波，自动接收反射波，从而测出其到圆形容器内壁的直线距离，一个方向测量完毕后，转塔自动转(顺时针、逆时针均可)90度角，然后继续上述操作，总共四个方向360度正好一周，这样就得到四个相互垂直方向上的距离数据，然后内置的测量信息处理单元计算处理，即可得到该圆形容器的周长。本发明能够在线非接触式测量，因此基本不会占用正常加工时间，对测量环境的要求较低，不需要拆除工装夹具即可测量，因此在测量后如果发现所测容器的周长没有达到设计要求，可直接继续加工，不需要重新装夹定位，进一步提高了容器的加工精度。此外，本发明还具有结构简单、操作方便的特点。

附图说明

图1为本发明所述的一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置的结构示意图；

图2为本发明所述的一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置的工作原理图；

图3为本发明所述的非接触式大型圆形容器截面周长测量装置的测量原理图；

其中，1—测量波发射接收器，2—转塔，3—步进电机，4—三脚架，5—测量信息处理单元，6—测量信息输出单元，7—测量结果接收单元，8—测量装置控制单元。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1及图2所示，一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置，包括：支撑在容器内任意处的测量波发射接收器1，用于测量该处到容器内壁的直线距离；转塔2，置于测量波发射接收器1下，用于旋转并使所述测量波发射接收器1测量四个相互垂直方向上的距离数据；测量装置控制单元8，待测量波发射接收器1在某一方向的距离数据测量完毕后，控制步进电机3旋转，进而驱动转塔2转动；测量信息处理单元5，接收测量波发射接收器1测得的距离数据并通过内置算法计算圆形容器截面的周长；测量结果输出单元6，用于将圆形容器截面的周长数据输出到测量结果接收单元7；测量结果接收单元7，用于接收并示出容器的截面周长数据。

在本实例中，所述转塔2通过步进电机3驱动。

在本实例中，所述测量结果接收单元7包括手持式显示器。

在本实例中，所述测量波发射接收器1通过三脚架4支撑固定在容器内。

在本实例中，所述测量波发射接收器1为红外发射接收器。

在上述测量装置中，当接收器1所测量得出的四个相互垂直方向上的距离数据沿圆周方向分别为a、c、b、d时，接收器1所处容器截面周长为：

应用上述的非接触式大型圆形容器截面周长测量装置的测量方法，包括：

将测量波发射接收器1置入待测容器内任意处，测量该处到容器的最短距离；

测量装置控制单元8通过步进电机3控制转塔2转动90°，测量该处到容器的最短距离，然后继续转动转塔2，直至测得四个相互垂直方向上的距离数据；

通过测量信息处理单元5计算得出待测圆形容器截面周长，然后由测量信息输出单元6输出周长数据到测量结果接收单元7。

应用本发明所述的测量装置测量圆形容器截面的周长，测量原理如下：

如图3所示，在容器内的任意一点固定测量装置，按上述方法进行测量，得出a、b、c、d四个距离数据，由几何变换原理可得：

因此，周长为

综上所述，本发明能够实现在线非接触式测量，因此基本不会占用正常加工时间，对测量环境的要求较低，不需要拆除工装夹具即可测量，因此在测量后如果发现所测容器的周长没有达到设计要求，可直接继续加工，不需要重新装夹定位，进一步提高了容器的加工精度。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置，其特征在于，包括：

支撑或悬挂在容器内任意处的测量波发射接收器，用于测量该处到容器内壁的直线距离；

转塔，置于测量波发射接收器下，用于旋转并使所述测量波发射接收器测量四个相互垂直方向上的距离数据；

测量装置控制单元，待测量波发射接收器在某一方向的距离数据测量完毕后，控制步进电机旋转，进而驱动转塔转动；

测量信息处理单元，接收测量波发射接收器测得的距离数据并通过内置算法计算圆形容器截面的周长；

测量结果输出单元，用于将圆形容器截面的周长数据输出到测量结果接收单元；

测量结果接收单元，用于接收并示出容器的截面周长数据。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置，其特征在于，所述测量结果接收单元包括手持式显示器。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置，其特征在于，所述测量波发射接收器通过三脚架支撑固定在容器内。

4.根据权利要求1所述的一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置，其特征在于，所述测量波发射接收器为红外发射接收器。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式大型圆形容器截面周长测量装置，其特征在于，当接收器所测量得出的四个相互垂直方向上的距离数据沿圆周方向分别为a、c、b、d时，接收器所处容器截面周长为：

$C=\mathrm{\π}\·\sqrt{{(a-b)}^2+{(c+d)}^2}.$

6.一种应用如权利要求1-5任一项所述的非接触式大型圆形容器截面周长测量装置的测量方法，其特征在于，包括：

将测量波发射接收器置入待测容器内任意处，测量该处到容器的最短距离；

测量装置控制单元通过步进电机控制转塔转动90°，测量该处到容器的最短距离，然后继续转动转塔，直至测得四个相互垂直方向上的距离数据；

通过测量信息处理单元计算得出待测圆形容器截面周长，然后由测量信息输出单元输出周长数据到测量结果接收单元。

7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，当接收器所测量得出的四个相互垂直方向上的距离数据沿圆周方向分别为a、c、b、d时，接收器所处容器截面周长为：

$C=\mathrm{\π}\·\sqrt{{(a-b)}^2+{(c+d)}^2}.$