CN107588727B

CN107588727B - 管口组对参数测量装置

Info

Publication number: CN107588727B
Application number: CN201710592792.XA
Authority: CN
Inventors: 牛志勇; 任伟; 张志刚; 潘宝清; 王伟恒
Original assignee: China National Petroleum Corp; China Petroleum Pipeline Engineering Corp
Current assignee: China National Petroleum Corp; China Petroleum Pipeline Engineering Corp
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2037-07-19
Also published as: CN107588727A

Abstract

本发明实施例是关于一种管口组对参数测量装置。该装置包括：相对设置的外侧板和内侧板、挺杆、两个直径相同的第一滚轮、至少一个第二滚轮、激光测距仪、光电编码器以及计数显示器；外侧板与内侧板通过横梁连接；挺杆通过挺杆固定部直立设置，激光测距仪安装于挺杆的顶端；外侧板与内侧板相对的一面还设置有两个第一滚轮，且两个第一滚轮相对于挺杆轴对称，第一滚轮的轴的一端与外侧板固定连接，第一滚轮绕其轴转动；光电编码器设置于任意一个第一滚轮的轴上，且与计数显示器电性连接。本发明实施例能同时测量管道的周长与直径并自动分析出直径的最大值与最小值；由于实际测量过程由该测量装置完成，因此减小测量误差，提高测量效率。

Description

管口组对参数测量装置

技术领域

本发明实施例涉及管道施工技术领域，特别涉及一种管口组对参数测量装置。

背景技术

管口组对是指将两根管道焊接成一根管道。焊接之前，我们需要对需要配对的管道的参数进行筛选，也即，对管道的周长及直径进行测量。

现有技术中，测量管道的周长与直径所采用的测量工具并不相同，因此管道的周长与直径通常分开测量。具体地，由测量人员采用大型游标卡尺、内径千分尺、量规等工具手动对管道的直径进行测量，采用钢卷尺手动对管道的周长进行测量。

现有技术存在的问题如下：由于人工测量，因此测量精度较差，测量效率较低。

发明内容

为了解决现有技术所存在的测量精度差、测量效率低的问题，本发明实施例提供了一种管口组对参数测量装置。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种管口组对参数测量装置，所述装置包括：相对设置的外侧板和内侧板、挺杆、两个直径相同的第一滚轮、至少一个第二滚轮、激光测距仪、光电编码器以及计数显示器；

所述外侧板与所述内侧板通过横梁连接；

所述外侧板与所述内侧板相对的一面设置有挺杆固定部，所述挺杆通过所述挺杆固定部直立设置，所述激光测距仪安装于所述挺杆的顶端；

所述外侧板与所述内侧板相对的一面还设置有所述两个第一滚轮，且所述两个第一滚轮相对于所述挺杆轴对称，所述第一滚轮的轴的一端与所述外侧板固定连接，所述第一滚轮绕其轴转动；

所述内侧板与所述外侧板相对的一面设置有所述至少一个第二滚轮，所述第二滚轮的轴的一端与所述内侧板固定连接，所述第二滚轮绕其轴转动；

所述光电编码器设置于任意一个第一滚轮的轴上，且与所述计数显示器电性连接。

可选地，所述装置还包括：第三滚轮；

所述第三滚轮的轴与所述挺杆的低端固定连接，且所述第三滚轮绕其轴转动。

可选地，所述挺杆在所述两个第一滚轮的对称轴方向上可上下浮动。

可选地，所述挺杆的杆身两侧设置有两个第一连接部，所述挺杆固定部上设置有两个第二连接部，每一个第一连接部通过弹簧与一个第二连接部连接。

可选地，所述装置还包括：径向止动滑片，所述径向止动滑片贴附于所述外侧板与所述内侧板相对的一面的底部。

可选地，所述装置还包括：电源组件，所述电源组件分别与所述激光测距仪、所述光电编码器和所述计数显示器电性连接。

可选地，所述横梁上设置有把手。

可选地，在测量过程中，所述第一滚轮和所述第二滚轮沿着待测量管道的内壁滚动至少一周。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过设置挺杆，以及关于挺杆轴对称的两个第一滚轮，由于挺杆处于两个第一滚轮之间的中垂线上，两个第一滚轮与管道的内壁接触时，因此挺杆所在的直线必定经过管道的圆心，之后采用激光测距仪测量挺杆的顶端至管道的内壁的距离，即可计算得到管道的直径；还通过在第一滚轮上设置光电编码器，光电编码器根据第一滚轮沿管道的内壁滚动时的位移发射脉冲，第一滚轮沿管道的内壁滚动一周时，即可根据脉冲的数量计算得到管道的周长；本发明实施例能实现同时测量管道的周长与直径并自动分析出直径的最大值与最小值。此外，由于实际测量过程由该测量装置完成，因此减小测量误差，提高测量效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种管口组对参数测量装置的剖面图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种管口组对参数测量装置的左视图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

请参考图1和图2，图1是根据一示例性实施例示出的一种管口组对参数测量装置的剖面图，图2是根据一示例性实施例示出的一种管口组对参数测量装置的左视图。该测量装置100可以包括：相对设置的外侧板101和内侧板102、挺杆103、两个直径相同的第一滚轮104、至少一个第二滚轮105、激光测距仪106、光电编码器107以及计数显示器108。

外侧板101与内侧板102通过横梁109连接。在一种可能的实现形式中，横梁109的长度不可调节，也即外侧板101与内侧板102之间的距离为固定值。在另一种可能的实现形式中，横梁109的长度可调节，也即外侧板101与内侧板102之间的距离可以调节。通过上述第二种方式，能够更好地适应不同尺寸的管道的测量需求。

可选地，横梁109上设置有把手(图中未示出)，以便测量人员握持。横梁109的数量可以是一根，也可以是多根，本发明实施例对此不做限定。上述外侧板101、内侧板102与横梁109组成上述测量装置100的框架。

可选地，外侧板101与内侧板102之间还架设有空心板(图中未示出)。横梁109穿过上述空心板分别与外侧板101和内侧板102连接。上述空心板的长度可以为可调节的，也可以为不可调节的，本发明实施例对此不做限定。

外侧板101与内侧板102相对的一面设置有挺杆固定部110，挺杆103通过挺杆固定部110直立设置，激光测距仪106安装于挺杆103的顶端。

可选地，挺杆103在两个第一滚轮104的对称轴方向上可以上下浮动。通过上述方式，能够更好地适应不同尺寸的管道的测量需求。

挺杆固定部110用于将挺杆103直立设置时的方向固定，上述方向为两个第一滚轮104的对称轴方向。可选地，挺杆103的杆身两侧设置有两个第一连接部1031，挺杆固定部110上设置有两个第二连接部1101，每一个第一连接部1031通过弹簧111与一个第二连接部1101连接。弹簧111用于在测量过程中，使挺杆103的底端始终与待测量管道的内壁接触，从而确保直径测量的准确性。

激光测距仪106用于测量挺杆103的顶端至第一交点的距离，上述第一交点是挺杆103所在的直线与待测量管道的内壁(未与测量装置100接触)的交点。待测量管道的直径为激光测距仪106测量得到的测量长度与挺杆103的顶端至第二交点的距离，上述第二交点是挺杆103所在的直线与待测量管道的内壁(与测量装置100接触)的交点。示例性地，激光测距仪106测量得到的测量长度为63厘米，挺杆103的顶端至第二交点的距离为37厘米，则待测量管道的直径为100厘米。

可选地，激光测距仪106包括激光测距组件、处理组件和显示组件。激光测距组件在工作时向目标射出一束激光，接收目标反射的激光束，并测定激光束从发射到接收的时间，从而计算出从射出激光的位置到目标的距离，上述目标为待测量管道的内壁。处理组件用于根据激光测距仪106测量得到的测量长度，以及挺杆103的顶端至第二交点的距离，计算待测量管道的直径；并根据待测量管道的多个直径，得到待测量管道的直径的最大值与最小值。显示组件用于显示待测量管道的直径的最大值与最小值。

外侧板101与内侧板102相对的一面还设置有两个第一滚轮104，且两个第一滚轮104相对于挺杆103轴对称，第一滚轮104的轴的一端与外侧板101固定连接，第一滚轮104绕其轴转动。

第一滚轮104用于测量待测量管道的直径。由于两个第一滚轮104相对于挺杆103轴对称，因此挺杆103所在的直线是两个第一滚轮104之间的中垂线，也即挺杆103所在的直线始终经过两个第一滚轮104所在的弦对应的圆的圆心，因此挺杆103的顶端至上述第一交点的距离以及挺杆103的顶端至上述第二交点的距离之和，即为待测量管道的直径。

第一滚轮104的圆心至外侧板101的底面的距离大于第一滚轮104的半径，测量过程中，两个第一滚轮104分别与待测量管道的内壁接触时，外侧板101与内侧板102相对的一面的底部能够卡住待测量管道的管口，从而避免测量过程中测量装置100向待测量管道的深处掉落。

内侧板102与外侧板101相对的一面设置有至少一个第二滚轮105，第二滚轮105的轴的一端与内侧板102固定连接，第二滚轮105绕其轴转动。

第二滚轮105用于在测量过程中，带动整个测量装置100一起转动，确保测量装置100能够绕着待测量管道的内壁平稳滚动。若存在多个第二滚轮105时，每个第二滚轮105的直径均相同。需要说明的是，第二滚轮105的直径通常等于第一滚轮104的直径，并且，第二滚轮105的圆心至内侧板102的底面的距离小于第二滚轮105的半径。

光电编码器107设置于任意一个第一滚轮104的轴上，且与计数显示器108电性连接。

光电编码器107用于测量待测量管道的周长。光电编码器107能够获取第一滚轮104的位移，并且第一滚轮104每滚动预设长度，光电编码器则发出一个脉冲。上述预设长度可以预先设定，示例性地，预设长度为5厘米。第一滚轮104沿着待测量管道的内壁滚动一周时，光电编码器持续发送脉冲。待测量管道的周长为光电编码器所发出的脉冲的数量与预设长度之积。例如，脉冲的数量为240，预设长度为5厘米，则待测量管道的周长为240×5厘米，也即1.2米。

计数显示器108用于对光电编码器107所发出的脉冲进行计数，光电编码器107每发出一个脉冲，则计数显示器108的计数加1。可选地，计数显示器108包括计数组件、显示组件、处理组件与倍率调节组件。计数组件用于对光电编码器107所发出的脉冲进行计数。显示组件用于显示计数值。处理组件用于根据光电编码器107所发出的脉冲的数量计算待测量管道的周长。倍率调节组件用于调节倍率，倍率是指光电编码器107每发出一个脉冲所对应的长度，示例性地，光电编码器107的倍率为1厘米。

可选地，光电编码器107通过线缆与计数显示器108电性连接。可选地，线缆包括导线和用于包裹导线的绝缘层。导线用于实现电性连接，导线采用具备导电性能的材料制成。可选地，导线采用金属材料制成，比如，导线采用铜制成。绝缘层用于保护导线，还用于将导线与外界屏蔽。绝缘层采用不具备导电性能的材料制成，比如，绝缘层采用树脂、橡胶或塑料制成。

可选地，测量过程中，第一滚轮104和第二滚轮105沿着待测量管道的内壁滚动至少一周，即可测量出待测量管道的直径与周长。实际测量时，可将第一滚轮104和第二滚轮105沿着待测量管道的内壁滚动多周，并记录每周测量的直径与周长，最后求平均数，从而使测量结果更加准确。

可选地，该测量装置100还包括第三滚轮112。第三滚轮112的轴与挺杆103的低端固定连接，且第三滚轮112绕其轴转动。

第三滚轮112用于确保测量过程中挺杆103能绕着待测量管道的内壁顺利滚动。测量过程中，挺杆103需要始终接触待测量管道的内壁，并且，挺杆103的位置随着第一滚轮104的滚动而不断变化，然而由于待测量管道的内壁为弧形，因此挺杆103的位置变化时，可能存在卡住的情况，因此测量装置100在挺杆103的底端设置第三滚轮112。此外，由于第三滚轮112相比于挺杆103，磨损的可能性较低，因此能确保直径测量的精度。

可选地，该测量装置100还包括径向止动滑片113。径向止动滑片113贴附于外侧板101与内侧板102相对的一面的底部。

由于实际测量过程中，需要由外侧板101与内侧板102相对的一面的底部卡住待测量管道的管口，为避免外侧板101被磨损，因此在外侧板101与内侧板102相对的一面的底部贴附有径向止动滑片113。

可选地，该测量装置100还包括电源组件(图中未示出)。电源组件分别与激光测距仪106、光电编码器107和计数显示器108电性连接。电源组件用于为激光测距仪106、光电编码器107和计数显示器108供电。电源组件可以是锌锰干电池、镉镍电池、镍氢电池等，本发明实施例对此不做限定。

可选地，该测量装置100还包括电源组件容纳腔(图中未示出)。上述电源组件容纳腔用于放置上述电源组件，电源组件容纳腔可以安装于挺杆103的杆身上，还可以位于上述空心板中，本发明实施例对此不做限定。

综上所述，本发明实施例提供的装置，通过设置挺杆，以及关于挺杆轴对称的两个第一滚轮，由于挺杆处于两个第一滚轮之间的中垂线上，两个第一滚轮与管道的内壁接触时，因此挺杆所在的直线必定经过管道的圆心，之后采用激光测距仪测量挺杆的顶端至管道的内壁的距离，即可计算得到管道的直径；还通过在第一滚轮上设置光电编码器，光电编码器根据第一滚轮沿管道的内壁滚动时的位移发射脉冲，第一滚轮沿管道的内壁滚动一周时，即可根据脉冲的数量计算得到管道的周长；本发明实施例能实现同时测量管道的周长与直径并自动分析出直径的最大值与最小值。此外，由于实际测量过程由该测量装置完成，因此减小测量误差，提高测量效率。

下面，以利用本公开实施例提供的测量装置，对测量管口组对参数的操作步骤进行介绍说明。

1、选定待组对的一组管道，该组管道包括第一待测量管道和第二待测量管道；

2、将测量装置100放置于第一待测量管道的内壁上，其中，两个第一滚轮104，第二滚轮105以及第三滚轮112分别与第一待测量管道的内壁接触，径向止动滑片113卡住第一待测量管道的管口；

3、标记测量装置100的起始位置；

4、将测量装置100沿着第一待测量管道的内壁滚动一周，记录激光测距仪106显示的第一示数和计数显示器108显示的第二示数，上述第一示数是指第一待测量管道的最大直径d_1max与最小直径d_1min，第二示数是第一待测量管道的周长l₁；或者，将测量装置沿着第一待测量管道的内壁滚动多周，记录每周激光测距仪106显示的第一示数和计数显示器108显示的第二示数，对每周记录的第一示数和第二示数求平均数，得到第一待测量管道的最大直径d_1max、最小直径d_1min与周长l₁。

5、采用步骤2-4相同的方法测量第二待测量管道的最大直径d_2max、最小直径d_2min与周长l₂；

6、检测第一待测量管道的最大直径d_1max、最小直径d_1min与周长l₁，以及第二待测量管道的最大直径d_2max、最小直径d_2min与周长l₂是否满足如下预设条件：

(1)第一待测量管道的最大直径d_1max与第二待测量管道的最大直径d_2max是否均小于第一预设值；

(2)第一待测量管道的最小直径d_1min与第二待测量管道的最小直径d_2min是否均大于第二预设值；

(3)第一待测量管道对应的第一差值与第二待测量管道对应的第二差值是否均小于第三预设值；其中，第一差值是第一待测量管道的最大直径d_1max与最小直径d_1min之间的差值，第二差值是第二待测量管道的最大直径d_2max与最小直径d_2min之间的差值；

(4)第一待测量管道的周长l₁与第二待测量管道的周长l₂之间的差值是否小于第四预设值。

若上述四个预设条件均满足，则上述第一待测量管道和第二待测量管道能组对，若上述四个预设条件存在一个不满足，则上述第一待测量管道和第二待测量管道不能组对。需要说明的是，上述第一预设值、第二预设值、第三预设值和第四预设值可以根据实际经验或需求预先进行设定。

应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种管口组对参数测量装置，其特征在于，所述装置包括：相对设置的外侧板和内侧板、挺杆、两个直径相同的第一滚轮、至少一个第二滚轮、激光测距仪、光电编码器以及计数显示器；

所述外侧板与所述内侧板通过横梁连接；

所述光电编码器设置于任意一个第一滚轮的轴上，且与所述计数显示器电性连接；

所述第一滚轮的圆心至所述外侧板的底面的距离大于所述第一滚轮的半径；

所述装置还包括：第三滚轮；

所述第三滚轮的轴与所述挺杆的底端固定连接，且所述第三滚轮绕其轴转动；

所述挺杆在所述两个第一滚轮的对称轴方向上可上下浮动，所述挺杆的杆身两侧设置有两个第一连接部，所述挺杆固定部上设置有两个第二连接部，每一个第一连接部通过弹簧与一个第二连接部连接；

所述装置还包括：径向止动滑片，所述径向止动滑片贴附于所述外侧板与所述内侧板相对的一面的底部；

所述装置还包括：电源组件，所述电源组件分别与所述激光测距仪、所述光电编码器和所述计数显示器电性连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述横梁上设置有把手。

3.根据权利要求1至2任一项所述的装置，其特征在于，在测量过程中，所述第一滚轮和所述第二滚轮沿着待测量管道的内壁滚动至少一周。