CN111336936A - 一种扩径管道直径及圆度在线监测装置 - Google Patents

Abstract

一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，包括底座、基架、计算机、管道直径测量组件及管道圆度测量组件；底座底部均布设置有若干升降立柱，通过升降立柱的伸缩对底座的高度进行调节；基架采用矩形框架式结构，基架竖直固装在底座上；计算机、管道直径测量组件及管道圆度测量组件均安装在基架上；计算机设有触控面板，触控面板上显示有人机交互界面；管道直径测量组件包括两条软尺、两套软尺收紧机构及两套定尺拍照机构；管道圆度测量组件包括四套激光测距机构。本发明能够同时满足管道直径及圆度的在线测量，具有测量精度高、测量速度快、测量效率高的特点，可以适应不同直径范围的管道，受生产环境影响较小，装置整体具有较高的轻便度。

Description

一种扩径管道直径及圆度在线监测装置

技术领域

本发明属于管道测量技术领域，特别是涉及一种扩径管道直径及圆度在线监测装置。

背景技术

在深海石油天然气管道、石化/城市燃气/建筑工程等钢管管道的生产加工、扩径过程中，需要随时对管道的直径及圆度进行检测和分析，以便及时调整生产工艺，从而保证扩径管道的尺寸和圆度符合生产标准。

目前，普遍采用卡尺、千分尺、卷尺、周径尺等手工测量量具对扩径管道直径进行直接测量，但是上述传统的测量方法受生产环境、量具精确度和操作人员因素的影响较大，并且存在测量精度低、测量速度慢、测量效率低、工人劳动强度大的缺点，而且无法充分反映整个大型管道的外径情况。除了上述传统的测量方法外，还可以采用大直径测径仪对扩径管道直径进行测量，大直径测径仪可以适应不同直径范围的管道，并且检测精度较高，但是大直径测径仪的体积庞大，其在检测过程中不能存在遮挡物，因此受生产环境影响较大，并且对于管道多位置采样来说，体积庞大会在很大程度上制约移动时效性。

对于管道圆度的测量，目前主要采用接触式圆度仪和非接触式圆度仪，但无论是接触式圆度仪还是非接触式圆度仪，其在测量管道圆度的过程中，都需要进行相对旋转运动，这大大限制了测量速度，也使在线实时测量难以实现。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，能够同时满足管道直径及圆度的在线测量，具有测量精度高、测量速度快、测量效率高的特点，能够有效降低工人的劳动强度，不但可以适应不同直径范围的管道，而且受生产环境影响较小，并且装置整体具有较高的轻便度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，包括底座、基架、计算机、管道直径测量组件及管道圆度测量组件；所述底座底部均布设置有若干升降立柱，通过升降立柱的伸缩对底座的高度进行调节；所述基架采用矩形框架式结构，基架竖直固装在底座上；所述计算机、管道直径测量组件及管道圆度测量组件均安装在基架上。

所述计算机通过外接支架固装在基架上，计算机设有触控面板，触控面板上显示有人机交互界面。

所述管道直径测量组件包括第一软尺、第二软尺、第一软尺收紧机构、第二软尺收紧机构、第一定尺拍照机构及第二定尺拍照机构；所述第一软尺收紧机构位于基架顶部，所述第一软尺安装在第一软尺收紧机构上；所述第二软尺收紧机构位于基架底部，所述第二软尺安装在第二软尺收紧机构上；所述第一定尺拍照机构位于基架左端中部，所述第二定尺拍照机构位于基架右端中部；所述第一软尺收紧机构、第二软尺收紧机构、第一定尺拍照机构及第二定尺拍照机构位于基架同侧。

所述第一软尺收紧机构包括第一软尺收紧电机、第一正反螺纹丝杠、第一软尺收紧丝母滑块及第二软尺收紧丝母滑块；所述第一正反螺纹丝杠水平设置在基架顶部，第一正反螺纹丝杠两端通过轴承与基架相连，第一正反螺纹丝杠具有回转自由度，所述第一软尺收紧电机水平固装在基架顶部，第一软尺收紧电机的电机轴与第一正反螺纹丝杠一端同轴固连；所述第一软尺收紧丝母滑块及第二软尺收紧丝母滑块均套装在第一正反螺纹丝杠上，第一软尺收紧丝母滑块与第二软尺收紧丝母滑块相对于第一正反螺纹丝杠轴向中心点对称分布；所述第一软尺一端固连在第一软尺收紧丝母滑块上，第一软尺另一端固连在第二软尺收紧丝母滑块上；所述第二软尺收紧机构包括第二软尺收紧电机、第二正反螺纹丝杠、第三软尺收紧丝母滑块及第四软尺收紧丝母滑块；所述第二正反螺纹丝杠水平设置在基架底部，第二正反螺纹丝杠与第一正反螺纹丝杠相平行；所述第二正反螺纹丝杠两端通过轴承与基架相连，第二正反螺纹丝杠具有回转自由度，所述第二软尺收紧电机水平固装在基架底部，第二软尺收紧电机的电机轴与第二正反螺纹丝杠一端同轴固连；所述第三软尺收紧丝母滑块及第四软尺收紧丝母滑块均套装在第二正反螺纹丝杠上，第三软尺收紧丝母滑块和第四软尺收紧丝母滑块相对于第二正反螺纹丝杠轴向中心点对称分布；所述第二软尺一端固连在第三软尺收紧丝母滑块上，第二软尺另一端固连在第四软尺收紧丝母滑块上；所述第一软尺收紧丝母滑块与第四软尺收紧丝母滑块呈对角线分布，所述第二软尺收紧丝母滑块与第三软尺收紧丝母滑块呈对角线分布。

当所述第一软尺的零刻度点与第一软尺收紧丝母滑块相邻时，则所述第二软尺的零刻度点与第四软尺收紧丝母滑块相邻；当所述第一软尺的零刻度点与第二软尺收紧丝母滑块相邻时，则所述第二软尺的零刻度点与第三软尺收紧丝母滑块相邻。

所述第一定尺拍照机构包括第一定尺拍照电机、第一定尺拍照丝杠、第一定尺拍照丝母滑块、第一相机及第一激光线发射器；所述第一定尺拍照丝杠竖直设置在基架左端中部，第一定尺拍照丝杠两端通过轴承与基架相连，第一定尺拍照丝杠具有回转自由度；所述第一定尺拍照电机竖直固装在基架左端中部，第一定尺拍照电机的电机轴与第一定尺拍照丝杠一端同轴固连；所述第一定尺拍照丝母滑块套装在第一定尺拍照丝杠上，所述第一相机和第一激光线发射器竖向并列安装在第一定尺拍照丝母滑块上；所述第二定尺拍照机构包括第二定尺拍照电机、第二定尺拍照丝杠、第二定尺拍照丝母滑块、第二相机及第二激光线发射器；所述第二定尺拍照丝杠竖直设置在基架右端中部，第二定尺拍照丝杠与第一定尺拍照丝杠相平行；所述第二定尺拍照丝杠两端通过轴承与基架相连，第二定尺拍照丝杠具有回转自由度；所述第二定尺拍照电机竖直固装在基架右端中部，第二定尺拍照电机的电机轴与第二定尺拍照丝杠一端同轴固连；所述第二定尺拍照丝母滑块套装在第二定尺拍照丝杠上，所述第二相机及第二激光线发射器竖向并列安装在第二定尺拍照丝母滑块上。

在所述基架的左上角设置有第一软尺张紧机构，第一软尺张紧机构与第一软尺相连；在所述基架的右上角设置有第二软尺张紧机构，第二软尺张紧机构与第一软尺相连；在所述基架的左下角设置有第三软尺张紧机构，第三软尺张紧机构与第二软尺相连；在所述基架的右下角设置有第四软尺张紧机构，第四软尺张紧机构与第二软尺相连；所述第一软尺张紧机构、第二软尺张紧机构、第三软尺张紧机构及第四软尺张紧机构位于基架同侧。

所述第一软尺张紧机构包括第一软尺张紧器及第一软尺张紧绳，第一软尺张紧器固装在基架的左上角，所述第一软尺张紧绳一端与第一软尺张紧器相连，第一软尺张紧绳另一端与第一软尺相连；所述第二软尺张紧机构包括第二软尺张紧器及第二软尺张紧绳，第二软尺张紧器固装在基架的右上角，所述第二软尺张紧绳一端与第二软尺张紧器相连，第二软尺张紧绳另一端与第一软尺相连；所述第三软尺张紧机构包括第三软尺张紧器及第三软尺张紧绳，第三软尺张紧器固装在基架的左下角，所述第三软尺张紧绳一端与第三软尺张紧器相连，第三软尺张紧绳另一端与第二软尺相连；所述第四软尺张紧机构包括第四软尺张紧器及第四软尺张紧绳，第四软尺张紧器固装在基架的右下角，所述第四软尺张紧绳一端与第四软尺张紧器相连，第四软尺张紧绳另一端与第二软尺相连。

所述管道圆度测量组件包括第一激光测距机构、第二激光测距机构、第三激光测距机构及第四激光测距机构；所述第一激光测距机构位于基架顶部，所述第二激光测距机构位于基架底部，所述第三激光测距机构位于基架左端，所述第四激光测距机构位于基架右端；所述第一激光测距机构、第二激光测距机构、第三激光测距机构及第四激光测距机构位于基架同侧。

所述第一激光测距机构包括第一激光测距电机、第一激光测距丝杠、第一激光测距丝母滑块及第一激光测距传感器；所述第一激光测距丝杠水平设置在基架顶部，第一激光测距丝杠两端通过轴承与基架相连，第一激光测距丝杠具有回转自由度；所述第一激光测距电机水平固装在基架顶部，第一激光测距电机的电机轴与第一激光测距丝杠一端同轴固连；所述第一激光测距丝母滑块套装在第一激光测距丝杠上，所述第一激光测距传感器安装在第一激光测距丝母滑块上；所述第二激光测距机构包括第二激光测距电机、第二激光测距丝杠、第二激光测距丝母滑块及第二激光测距传感器；所述第二激光测距丝杠水平设置在基架底部，第二激光测距丝杠两端通过轴承与基架相连，第二激光测距丝杠具有回转自由度；所述第二激光测距电机水平固装在基架底部，第二激光测距电机的电机轴与第二激光测距丝杠一端同轴固连；所述第二激光测距丝母滑块套装在第二激光测距丝杠上，所述第二激光测距传感器安装在第二激光测距丝母滑块上；所述第三激光测距机构包括第三激光测距电机、第三激光测距丝杠、第三激光测距丝母滑块及第三激光测距传感器；所述第三激光测距丝杠竖直设置在基架左端，第三激光测距丝杠两端通过轴承与基架相连，第三激光测距丝杠具有回转自由度；所述第三激光测距电机竖直固装在基架左端，第三激光测距电机的电机轴与第三激光测距丝杠一端同轴固连；所述第三激光测距丝母滑块套装在第三激光测距丝杠上，所述第三激光测距传感器安装在第三激光测距丝母滑块上；所述第四激光测距机构包括第四激光测距电机、第四激光测距丝杠、第四激光测距丝母滑块及第四激光测距传感器；所述第四激光测距丝杠竖直设置在基架右端，第四激光测距丝杠两端通过轴承与基架相连，第四激光测距丝杠具有回转自由度；所述第四激光测距电机竖直固装在基架右端，第四激光测距电机的电机轴与第四激光测距丝杠一端同轴固连；所述第四激光测距丝母滑块套装在第四激光测距丝杠上，所述第四激光测距传感器安装在第四激光测距丝母滑块上。

本发明的有益效果：

本发明的扩径管道直径及圆度在线监测装置，能够同时满足管道直径及圆度的在线测量，具有测量精度高、测量速度快、测量效率高的特点，能够有效降低工人的劳动强度，不但可以适应不同直径范围的管道，而且受生产环境影响较小，并且装置整体具有较高的轻便度。

附图说明

图1为本发明的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置的立体图(视角一)；

图2为本发明的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置的立体图(视角二)；

图3为本发明的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置的侧视图；

图4为横向激光标示线在第一软尺和第二软尺上的照射位置示意图；

图中，1—底座，2—基架，3—计算机，4—升降立柱，5—第一软尺，6—第二软尺，7—第一软尺收紧电机，8—第一正反螺纹丝杠，9—第一软尺收紧丝母滑块，10—第二软尺收紧丝母滑块，11—第二软尺收紧电机，12—第二正反螺纹丝杠，13—第三软尺收紧丝母滑块，14—第四软尺收紧丝母滑块，15—第一定尺拍照电机，16—第一定尺拍照丝杠，17—第一定尺拍照丝母滑块，18—第一相机，19—第一激光线发射器，20—第二定尺拍照电机，21—第二定尺拍照丝杠，22—第二定尺拍照丝母滑块，23—第二相机，24—第二激光线发射器，25—第一软尺张紧器，26—第一软尺张紧绳，27—第二软尺张紧器，28—第二软尺张紧绳，29—第三软尺张紧器，30—第三软尺张紧绳，31—第四软尺张紧器，32—第四软尺张紧绳，33—第一激光测距电机，34—第一激光测距丝杠，35—第一激光测距丝母滑块，36—第一激光测距传感器，37—第二激光测距电机，38—第二激光测距丝杠，39—第二激光测距丝母滑块，40—第二激光测距传感器，41—第三激光测距电机，42—第三激光测距丝杠，43—第三激光测距丝母滑块，44—第三激光测距传感器，45—第四激光测距电机，46—第四激光测距丝杠，47—第四激光测距丝母滑块，48—第四激光测距传感器，49—管道，50—横向激光标示线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～3所示，一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，包括底座1、基架2、计算机3、管道直径测量组件及管道圆度测量组件；所述底座1底部均布设置有若干升降立柱4，通过升降立柱4的伸缩对底座1的高度进行调节；所述基架2采用矩形框架式结构，基架2竖直固装在底座1上；所述计算机3、管道直径测量组件及管道圆度测量组件均安装在基架2上。

所述计算机3通过外接支架固装在基架2上，计算机3设有触控面板，触控面板上显示有人机交互界面。

所述管道直径测量组件包括第一软尺5、第二软尺6、第一软尺收紧机构、第二软尺收紧机构、第一定尺拍照机构及第二定尺拍照机构；所述第一软尺收紧机构位于基架2顶部，所述第一软尺5安装在第一软尺收紧机构上；所述第二软尺收紧机构位于基架2底部，所述第二软尺6安装在第二软尺收紧机构上；所述第一定尺拍照机构位于基架2左端中部，所述第二定尺拍照机构位于基架2右端中部；所述第一软尺收紧机构、第二软尺收紧机构、第一定尺拍照机构及第二定尺拍照机构位于基架2同侧。

所述第一软尺收紧机构包括第一软尺收紧电机7、第一正反螺纹丝杠8、第一软尺收紧丝母滑块9及第二软尺收紧丝母滑块10；所述第一正反螺纹丝杠8水平设置在基架2顶部，第一正反螺纹丝杠8两端通过轴承与基架2相连，第一正反螺纹丝杠8具有回转自由度，所述第一软尺收紧电机7水平固装在基架2顶部，第一软尺收紧电机7的电机轴与第一正反螺纹丝杠8一端同轴固连；所述第一软尺收紧丝母滑块9及第二软尺收紧丝母滑块10均套装在第一正反螺纹丝杠8上，第一软尺收紧丝母滑块9与第二软尺收紧丝母滑块10相对于第一正反螺纹丝杠8轴向中心点对称分布；所述第一软尺5一端固连在第一软尺收紧丝母滑块9上，第一软尺5另一端固连在第二软尺收紧丝母滑块10上；所述第二软尺收紧机构包括第二软尺收紧电机11、第二正反螺纹丝杠12、第三软尺收紧丝母滑块13及第四软尺收紧丝母滑块14；所述第二正反螺纹丝杠12水平设置在基架2底部，第二正反螺纹丝杠12与第一正反螺纹丝杠8相平行；所述第二正反螺纹丝杠12两端通过轴承与基架2相连，第二正反螺纹丝杠12具有回转自由度，所述第二软尺收紧电机11水平固装在基架2底部，第二软尺收紧电机11的电机轴与第二正反螺纹丝杠12一端同轴固连；所述第三软尺收紧丝母滑块13及第四软尺收紧丝母滑块14均套装在第二正反螺纹丝杠12上，第三软尺收紧丝母滑块13和第四软尺收紧丝母滑块14相对于第二正反螺纹丝杠12轴向中心点对称分布；所述第二软尺6一端固连在第三软尺收紧丝母滑块13上，第二软尺6另一端固连在第四软尺收紧丝母滑块14上；所述第一软尺收紧丝母滑块9与第四软尺收紧丝母滑块14呈对角线分布，所述第二软尺收紧丝母滑块10与第三软尺收紧丝母滑块13呈对角线分布。

当所述第一软尺5的零刻度点与第一软尺收紧丝母滑块9相邻时，则所述第二软尺6的零刻度点与第四软尺收紧丝母滑块14相邻；当所述第一软尺5的零刻度点与第二软尺收紧丝母滑块10相邻时，则所述第二软尺6的零刻度点与第三软尺收紧丝母滑块13相邻。

所述第一定尺拍照机构包括第一定尺拍照电机15、第一定尺拍照丝杠16、第一定尺拍照丝母滑块17、第一相机18及第一激光线发射器19；所述第一定尺拍照丝杠16竖直设置在基架2左端中部，第一定尺拍照丝杠16两端通过轴承与基架2相连，第一定尺拍照丝杠16具有回转自由度；所述第一定尺拍照电机15竖直固装在基架2左端中部，第一定尺拍照电机15的电机轴与第一定尺拍照丝杠16一端同轴固连；所述第一定尺拍照丝母滑块17套装在第一定尺拍照丝杠16上，所述第一相机18和第一激光线发射器19竖向并列安装在第一定尺拍照丝母滑块17上；所述第二定尺拍照机构包括第二定尺拍照电机20、第二定尺拍照丝杠21、第二定尺拍照丝母滑块22、第二相机23及第二激光线发射器24；所述第二定尺拍照丝杠21竖直设置在基架2右端中部，第二定尺拍照丝杠21与第一定尺拍照丝杠16相平行；所述第二定尺拍照丝杠21两端通过轴承与基架2相连，第二定尺拍照丝杠21具有回转自由度；所述第二定尺拍照电机20竖直固装在基架2右端中部，第二定尺拍照电机20的电机轴与第二定尺拍照丝杠21一端同轴固连；所述第二定尺拍照丝母滑块22套装在第二定尺拍照丝杠21上，所述第二相机23及第二激光线发射器24竖向并列安装在第二定尺拍照丝母滑块22上。

在所述基架2的左上角设置有第一软尺张紧机构，第一软尺张紧机构与第一软尺5相连；在所述基架2的右上角设置有第二软尺张紧机构，第二软尺张紧机构与第一软尺5相连；在所述基架2的左下角设置有第三软尺张紧机构，第三软尺张紧机构与第二软尺6相连；在所述基架2的右下角设置有第四软尺张紧机构，第四软尺张紧机构与第二软尺6相连；所述第一软尺张紧机构、第二软尺张紧机构、第三软尺张紧机构及第四软尺张紧机构位于基架2同侧。

所述第一软尺张紧机构包括第一软尺张紧器25及第一软尺张紧绳26，第一软尺张紧器25固装在基架2的左上角，所述第一软尺张紧绳26一端与第一软尺张紧器25相连，第一软尺张紧绳26另一端与第一软尺5相连；所述第二软尺张紧机构包括第二软尺张紧器27及第二软尺张紧绳28，第二软尺张紧器27固装在基架2的右上角，所述第二软尺张紧绳28一端与第二软尺张紧器27相连，第二软尺张紧绳28另一端与第一软尺5相连；所述第三软尺张紧机构包括第三软尺张紧器29及第三软尺张紧绳30，第三软尺张紧器29固装在基架2的左下角，所述第三软尺张紧绳30一端与第三软尺张紧器29相连，第三软尺张紧绳30另一端与第二软尺6相连；所述第四软尺张紧机构包括第四软尺张紧器31及第四软尺张紧绳32，第四软尺张紧器31固装在基架2的右下角，所述第四软尺张紧绳32一端与第四软尺张紧器31相连，第四软尺张紧绳32另一端与第二软尺6相连。

所述管道圆度测量组件包括第一激光测距机构、第二激光测距机构、第三激光测距机构及第四激光测距机构；所述第一激光测距机构位于基架2顶部，所述第二激光测距机构位于基架2底部，所述第三激光测距机构位于基架2左端，所述第四激光测距机构位于基架2右端；所述第一激光测距机构、第二激光测距机构、第三激光测距机构及第四激光测距机构位于基架2同侧。

所述第一激光测距机构包括第一激光测距电机33、第一激光测距丝杠34、第一激光测距丝母滑块35及第一激光测距传感器36；所述第一激光测距丝杠34水平设置在基架2顶部，第一激光测距丝杠34两端通过轴承与基架2相连，第一激光测距丝杠34具有回转自由度；所述第一激光测距电机33水平固装在基架2顶部，第一激光测距电机33的电机轴与第一激光测距丝杠34一端同轴固连；所述第一激光测距丝母滑块35套装在第一激光测距丝杠34上，所述第一激光测距传感器36安装在第一激光测距丝母滑块35上；所述第二激光测距机构包括第二激光测距电机37、第二激光测距丝杠38、第二激光测距丝母滑块39及第二激光测距传感器40；所述第二激光测距丝杠38水平设置在基架2底部，第二激光测距丝杠38两端通过轴承与基架2相连，第二激光测距丝杠38具有回转自由度；所述第二激光测距电机37水平固装在基架2底部，第二激光测距电机37的电机轴与第二激光测距丝杠38一端同轴固连；所述第二激光测距丝母滑块39套装在第二激光测距丝杠38上，所述第二激光测距传感器40安装在第二激光测距丝母滑块39上；所述第三激光测距机构包括第三激光测距电机41、第三激光测距丝杠42、第三激光测距丝母滑块43及第三激光测距传感器44；所述第三激光测距丝杠42竖直设置在基架2左端，第三激光测距丝杠42两端通过轴承与基架2相连，第三激光测距丝杠42具有回转自由度；所述第三激光测距电机41竖直固装在基架2左端，第三激光测距电机41的电机轴与第三激光测距丝杠42一端同轴固连；所述第三激光测距丝母滑块43套装在第三激光测距丝杠42上，所述第三激光测距传感器44安装在第三激光测距丝母滑块43上；所述第四激光测距机构包括第四激光测距电机45、第四激光测距丝杠46、第四激光测距丝母滑块47及第四激光测距传感器48；所述第四激光测距丝杠46竖直设置在基架2右端，第四激光测距丝杠46两端通过轴承与基架2相连，第四激光测距丝杠46具有回转自由度；所述第四激光测距电机45竖直固装在基架2右端，第四激光测距电机45的电机轴与第四激光测距丝杠46一端同轴固连；所述第四激光测距丝母滑块47套装在第四激光测距丝杠46上，所述第四激光测距传感器48安装在第四激光测距丝母滑块47上。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

测量前，先根据管道49的对地高度，调整升降立柱4的伸缩量，进而实现底座1及其上基架2的高度调节，保证管道49能够准确的从基架2中间穿过。在管道49从基架2中间穿过的过程中，第一软尺张紧器25对第一软尺张紧绳26产生牵拉力，第二软尺张紧器27对第二软尺张紧绳28产生牵拉力，保证第一软尺5中间形成稳定的管道穿行通道，同时第三软尺张紧器29对第三软尺张紧绳30产生牵拉力，第四软尺张紧器31对第四软尺张紧绳32产生牵拉力，保证第二软尺6中间形成稳定的管道穿行通道。在管道49从基架2中间穿过时，需要分别从第一软尺5和第二软尺6中间的管道穿行通道内穿过。

当需要对管道49的直径进行测量时，先分别启动第一软尺收紧电机7和第二软尺收紧电机11，通过第一软尺收紧电机7带动第一正反螺纹丝杠8转动，驱动第一软尺收紧丝母滑块9和第二软尺收紧丝母滑块10相互靠近，直到第一软尺5贴紧在管道49的中下侧外管壁上；同时，通过第二软尺收紧电机11带动第二正反螺纹丝杠12转动，驱动第三软尺收紧丝母滑块13和第四软尺收紧丝母滑块14相互靠近，直到第二软尺6贴紧在管道49的中上侧外管壁上。

当第一软尺5和第二软尺6均贴紧在管道49的外管壁上后，分别启动第一定尺拍照电机15和第二定尺拍照电机20，通过第一定尺拍照电机15带动第一定尺拍照丝杠16转动，驱动第一定尺拍照丝母滑块17沿着第一定尺拍照丝杠16移动，直到第一激光线发射器19发出的横向激光标示线照射在第一软尺5和第二软尺6上，且照射位置要求第一软尺5和第二软尺6需同时与管道49外管壁处于贴近状态，并要求照射位置与管道49的中轴线高度相同，如图4所示；同时，通过第二定尺拍照电机20带动第二定尺拍照丝杠21转动，驱动第二定尺拍照丝母滑块22沿着第二定尺拍照丝杠21移动，直到第二激光线发射器24发出的横向激光标示线照射在第一软尺5和第二软尺6上，且照射位置要求第一软尺5和第二软尺6需同时与管道49外管壁处于贴近状态，并要求照射位置与管道49的中轴线高度相同，如图4所示。

当第一激光线发射器19和第二激光线发射器24发出的横向激光标示线均到达设定的照射位置后，分别启动第一相机18和第二相机23，通过第一相机18对横向激光标示线所在位置进行拍照，获取的图像直接传送至计算机3内，在图像中，横向激光标示线在第一软尺5和第二软尺6上各对应一个的刻度值，两个刻度值一大一小，计算机3自动对两个刻度值进行求差计算，计算出的两个刻度值的差值就是管道49的半周长；同时，通过第二相机23对横向激光标示线所在位置进行拍照，获取的图像直接传送至计算机3内，在图像中，横向激光标示线在第一软尺5和第二软尺6上各对应一个的刻度值，两个刻度值一大一小，计算机3自动对两个刻度值进行求差计算，计算出的两个刻度值的差值就是管道49的半周长；最后，将两个半周长相加再除二，可得出管道49半周长的平均值，然后将管道49半周长的平均值乘二，得出管道49的周长，再根据圆的周长计算公式C＝2πR，就可求出管道49的半径值R，进而便可得出管道49的直径值D。上述计算过程均自动在计算机3中完成，计算得出的管道49的直径值D直接在触控面板上显示。

当需要对管道49的圆度进行测量时，分别启动第一激光测距电机33、第二激光测距电机37、第三激光测距电机41及第四激光测距电机45，进而分别带动第一激光测距丝杠34、第二激光测距丝杠38、第三激光测距丝杠42及第四激光测距丝杠46转动，则可分别驱动第一激光测距丝母滑块35沿着第一激光测距丝杠34移动、驱动第二激光测距丝母滑块39沿着第二激光测距丝杠38移动、驱动第三激光测距丝母滑块43沿着第三激光测距丝杠42移动、驱动第四激光测距丝母滑块47沿着第四激光测距丝杠46移动，随着第一激光测距丝母滑块35、第二激光测距丝母滑块39、第三激光测距丝母滑块43及第四激光测距丝母滑块47的移动，第一激光测距传感器36、第二激光测距传感器40、第三激光测距传感器44及第四激光测距传感器48分别从上下左右四个方向对管道49的外管壁进行扫描，扫描得到的四组数据直接传输至计算机3中，每一组数据对应一个圆度值，将四组圆度值求取平均值，该平均值即可作为管道49的最终圆度。当管道49的最终圆度得出后，则直接在触控面板上显示。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，其特征在于：包括底座、基架、计算机、管道直径测量组件及管道圆度测量组件；所述底座底部均布设置有若干升降立柱，通过升降立柱的伸缩对底座的高度进行调节；所述基架采用矩形框架式结构，基架竖直固装在底座上；所述计算机、管道直径测量组件及管道圆度测量组件均安装在基架上。

2.根据权利要求1所述的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，其特征在于：所述计算机通过外接支架固装在基架上，计算机设有触控面板，触控面板上显示有人机交互界面。

3.根据权利要求1所述的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，其特征在于：所述管道直径测量组件包括第一软尺、第二软尺、第一软尺收紧机构、第二软尺收紧机构、第一定尺拍照机构及第二定尺拍照机构；所述第一软尺收紧机构位于基架顶部，所述第一软尺安装在第一软尺收紧机构上；所述第二软尺收紧机构位于基架底部，所述第二软尺安装在第二软尺收紧机构上；所述第一定尺拍照机构位于基架左端中部，所述第二定尺拍照机构位于基架右端中部；所述第一软尺收紧机构、第二软尺收紧机构、第一定尺拍照机构及第二定尺拍照机构位于基架同侧。

4.根据权利要求3所述的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，其特征在于：所述第一软尺收紧机构包括第一软尺收紧电机、第一正反螺纹丝杠、第一软尺收紧丝母滑块及第二软尺收紧丝母滑块；所述第一正反螺纹丝杠水平设置在基架顶部，第一正反螺纹丝杠两端通过轴承与基架相连，第一正反螺纹丝杠具有回转自由度，所述第一软尺收紧电机水平固装在基架顶部，第一软尺收紧电机的电机轴与第一正反螺纹丝杠一端同轴固连；所述第一软尺收紧丝母滑块及第二软尺收紧丝母滑块均套装在第一正反螺纹丝杠上，第一软尺收紧丝母滑块与第二软尺收紧丝母滑块相对于第一正反螺纹丝杠轴向中心点对称分布；所述第一软尺一端固连在第一软尺收紧丝母滑块上，第一软尺另一端固连在第二软尺收紧丝母滑块上；所述第二软尺收紧机构包括第二软尺收紧电机、第二正反螺纹丝杠、第三软尺收紧丝母滑块及第四软尺收紧丝母滑块；所述第二正反螺纹丝杠水平设置在基架底部，第二正反螺纹丝杠与第一正反螺纹丝杠相平行；所述第二正反螺纹丝杠两端通过轴承与基架相连，第二正反螺纹丝杠具有回转自由度，所述第二软尺收紧电机水平固装在基架底部，第二软尺收紧电机的电机轴与第二正反螺纹丝杠一端同轴固连；所述第三软尺收紧丝母滑块及第四软尺收紧丝母滑块均套装在第二正反螺纹丝杠上，第三软尺收紧丝母滑块和第四软尺收紧丝母滑块相对于第二正反螺纹丝杠轴向中心点对称分布；所述第二软尺一端固连在第三软尺收紧丝母滑块上，第二软尺另一端固连在第四软尺收紧丝母滑块上；所述第一软尺收紧丝母滑块与第四软尺收紧丝母滑块呈对角线分布，所述第二软尺收紧丝母滑块与第三软尺收紧丝母滑块呈对角线分布。

5.根据权利要求4所述的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，其特征在于：当所述第一软尺的零刻度点与第一软尺收紧丝母滑块相邻时，则所述第二软尺的零刻度点与第四软尺收紧丝母滑块相邻；当所述第一软尺的零刻度点与第二软尺收紧丝母滑块相邻时，则所述第二软尺的零刻度点与第三软尺收紧丝母滑块相邻。

6.根据权利要求3所述的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，其特征在于：所述第一定尺拍照机构包括第一定尺拍照电机、第一定尺拍照丝杠、第一定尺拍照丝母滑块、第一相机及第一激光线发射器；所述第一定尺拍照丝杠竖直设置在基架左端中部，第一定尺拍照丝杠两端通过轴承与基架相连，第一定尺拍照丝杠具有回转自由度；所述第一定尺拍照电机竖直固装在基架左端中部，第一定尺拍照电机的电机轴与第一定尺拍照丝杠一端同轴固连；所述第一定尺拍照丝母滑块套装在第一定尺拍照丝杠上，所述第一相机和第一激光线发射器竖向并列安装在第一定尺拍照丝母滑块上；所述第二定尺拍照机构包括第二定尺拍照电机、第二定尺拍照丝杠、第二定尺拍照丝母滑块、第二相机及第二激光线发射器；所述第二定尺拍照丝杠竖直设置在基架右端中部，第二定尺拍照丝杠与第一定尺拍照丝杠相平行；所述第二定尺拍照丝杠两端通过轴承与基架相连，第二定尺拍照丝杠具有回转自由度；所述第二定尺拍照电机竖直固装在基架右端中部，第二定尺拍照电机的电机轴与第二定尺拍照丝杠一端同轴固连；所述第二定尺拍照丝母滑块套装在第二定尺拍照丝杠上，所述第二相机及第二激光线发射器竖向并列安装在第二定尺拍照丝母滑块上。

7.根据权利要求1所述的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，其特征在于：在所述基架的左上角设置有第一软尺张紧机构，第一软尺张紧机构与第一软尺相连；在所述基架的右上角设置有第二软尺张紧机构，第二软尺张紧机构与第一软尺相连；在所述基架的左下角设置有第三软尺张紧机构，第三软尺张紧机构与第二软尺相连；在所述基架的右下角设置有第四软尺张紧机构，第四软尺张紧机构与第二软尺相连；所述第一软尺张紧机构、第二软尺张紧机构、第三软尺张紧机构及第四软尺张紧机构位于基架同侧。

8.根据权利要求7所述的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，其特征在于：所述第一软尺张紧机构包括第一软尺张紧器及第一软尺张紧绳，第一软尺张紧器固装在基架的左上角，所述第一软尺张紧绳一端与第一软尺张紧器相连，第一软尺张紧绳另一端与第一软尺相连；所述第二软尺张紧机构包括第二软尺张紧器及第二软尺张紧绳，第二软尺张紧器固装在基架的右上角，所述第二软尺张紧绳一端与第二软尺张紧器相连，第二软尺张紧绳另一端与第一软尺相连；所述第三软尺张紧机构包括第三软尺张紧器及第三软尺张紧绳，第三软尺张紧器固装在基架的左下角，所述第三软尺张紧绳一端与第三软尺张紧器相连，第三软尺张紧绳另一端与第二软尺相连；所述第四软尺张紧机构包括第四软尺张紧器及第四软尺张紧绳，第四软尺张紧器固装在基架的右下角，所述第四软尺张紧绳一端与第四软尺张紧器相连，第四软尺张紧绳另一端与第二软尺相连。

9.根据权利要求1所述的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，其特征在于：所述管道圆度测量组件包括第一激光测距机构、第二激光测距机构、第三激光测距机构及第四激光测距机构；所述第一激光测距机构位于基架顶部，所述第二激光测距机构位于基架底部，所述第三激光测距机构位于基架左端，所述第四激光测距机构位于基架右端；所述第一激光测距机构、第二激光测距机构、第三激光测距机构及第四激光测距机构位于基架同侧。

10.根据权利要求9所述的一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，其特征在于：所述第一激光测距机构包括第一激光测距电机、第一激光测距丝杠、第一激光测距丝母滑块及第一激光测距传感器；所述第一激光测距丝杠水平设置在基架顶部，第一激光测距丝杠两端通过轴承与基架相连，第一激光测距丝杠具有回转自由度；所述第一激光测距电机水平固装在基架顶部，第一激光测距电机的电机轴与第一激光测距丝杠一端同轴固连；所述第一激光测距丝母滑块套装在第一激光测距丝杠上，所述第一激光测距传感器安装在第一激光测距丝母滑块上；所述第二激光测距机构包括第二激光测距电机、第二激光测距丝杠、第二激光测距丝母滑块及第二激光测距传感器；所述第二激光测距丝杠水平设置在基架底部，第二激光测距丝杠两端通过轴承与基架相连，第二激光测距丝杠具有回转自由度；所述第二激光测距电机水平固装在基架底部，第二激光测距电机的电机轴与第二激光测距丝杠一端同轴固连；所述第二激光测距丝母滑块套装在第二激光测距丝杠上，所述第二激光测距传感器安装在第二激光测距丝母滑块上；所述第三激光测距机构包括第三激光测距电机、第三激光测距丝杠、第三激光测距丝母滑块及第三激光测距传感器；所述第三激光测距丝杠竖直设置在基架左端，第三激光测距丝杠两端通过轴承与基架相连，第三激光测距丝杠具有回转自由度；所述第三激光测距电机竖直固装在基架左端，第三激光测距电机的电机轴与第三激光测距丝杠一端同轴固连；所述第三激光测距丝母滑块套装在第三激光测距丝杠上，所述第三激光测距传感器安装在第三激光测距丝母滑块上；所述第四激光测距机构包括第四激光测距电机、第四激光测距丝杠、第四激光测距丝母滑块及第四激光测距传感器；所述第四激光测距丝杠竖直设置在基架右端，第四激光测距丝杠两端通过轴承与基架相连，第四激光测距丝杠具有回转自由度；所述第四激光测距电机竖直固装在基架右端，第四激光测距电机的电机轴与第四激光测距丝杠一端同轴固连；所述第四激光测距丝母滑块套装在第四激光测距丝杠上，所述第四激光测距传感器安装在第四激光测距丝母滑块上。

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