CN112050090B - 一种随动式管道三向位移测量方法 - Google Patents

一种随动式管道三向位移测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种随动式管道三向位移测量方法,包括以下步骤:1)当管道位于初始状态时,计算随动点C的坐标;2)管道位于初始状态时,测量管道位移测点A至旋转点H的距离;3)当管道位置发生改变时,即管道位移测点由A位置移动到B位置,随动点由C位置移动到D位置,在此过程中各固定点及旋转点位置不变,随动点至旋转点之间的距离不变,此时分别测量随动点D至固定点F、固定点G、固定点E及固定点O之间的距离,得随动点D的坐标;4)当管道位置发生改变时,测量管道位移测点B至旋转点H之间的距离,设管道位移测点由A点移动到B点过程中的三向位移分别为ΔX、ΔY、ΔZ,该方法能够实现对管道位移的精确随动监测。

Description

一种随动式管道三向位移测量方法
技术领域
本发明属于管道位移测量技术领域,涉及一种随动式管道三向位移测量方法。
背景技术
管道是连接两个、多个设备之间运送介质的运输系统,广泛应用于火力发电厂、核电厂、石油化工等能源行业领域。服役过程中,在机械载荷、热力载荷及随机载荷的作用下,管道将产生相应的位移。若管道实际位移值与设计位移值存在偏差时,管道的受力状态、管道疏水坡度、管道端口推力等均会与原设计不符,严重时会造成管道应力超标、疏水不畅、端口推力异常等问题,危及设备的安全运行。传统的管道膨胀指示器采用的是机械连动原理,将管道位移1:1传递到膨胀指示器上,无位移缩放功能,应用局限性较大,测量精度较低,只适用于管道位移方向已知且只适合布置于局部位移较大的地方,且无法通过增加测量点的方式实现管道整体位移精确监测的目的。因此需要一种新的管道三向位移测量方法,以实现对管道位移的精确随动监测。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种随动式管道三向位移测量方法,该方法能够实现对管道位移的精确随动监测。
为达到上述目的,本发明所述的随动式管道三向位移测量方法包括以下步骤:
1)当管道位于初始状态时,测量随动点C与固定点F、固定点G、固定点E及固定点O之间的距离L1、L2、L3、L4,设固定点O与固定点F、固定点G及固定点O之间的距离分别为a、b及c,线段OF、OG及OE相互正交,且满足右手定则,设由O点指向F点为X轴正向,由O点指向G点为Y轴正向,由O点指向E点为Z轴正向,随动点C的坐标为(XC,YC,ZC);
2)管道位于初始状态时,根据初始安装位置,确定旋转点H的坐标(XH,YH,ZH)及随动点C至旋转点H之间的距离L5,同时测量管道位移测点A至旋转点H的距离HA=L6
3)当管道位置发生改变时,即管道位移测点由A位置移动到B位置,随动点由C位置移动到D位置,在此过程中各固定点及旋转点位置不变,随动点至旋转点之间的距离不变,即CH=DH=L5,此时分别测量随动点D至固定点F、固定点G、固定点E及固定点O之间的距离L1′、L2′、L3′、L4′,得随动点D的坐标为(XD,YD,ZD);
4)当管道位置发生改变时,测量管道位移测点B至旋转点H之间的距离L6′,设管道位移测点由A点移动到B点过程中的三向位移分别为ΔX、ΔY、ΔZ,则有:
Figure BDA0002665661920000021
Figure BDA0002665661920000022
Figure BDA0002665661920000023
步骤1)中,通过第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器分别测得的随动点C与固定点F、固定点G、固定点E及固定点O之间的距离L1、L2、L3、L4
步骤1)中,随动点C的坐标为(XC,YC,ZC),则有:
Figure BDA0002665661920000031
步骤2)中,通过第五位移传感器测量管道位移测点A至旋转点H的距离HA=L6
步骤3)中,通过第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器分别测量随动点D至固定点F、固定点G、固定点E及固定点O之间的距离L1′、L2′、L3′、L4′。
步骤3)中,设随动点D的坐标为(XD,YD,ZD),则有:
Figure BDA0002665661920000032
步骤4)中,通过第五位移传感器测量管道位移测点B至旋转点H之间的距离L6′。
步骤4)的具体操作过程为:
当管道位置发生改变时,测量管道位移测点B至旋转点H之间的距离L6′,设管道位移测点由A点移动到B点过程中的三向位移分别为ΔX、ΔY、ΔZ,则有:
Figure BDA0002665661920000033
Figure BDA0002665661920000034
Figure BDA0002665661920000035
将代入式(1)及式(2),得:
Figure BDA0002665661920000041
Figure BDA0002665661920000042
Figure BDA0002665661920000043
本发明具有以下有益效果:
本发明所述的随动式管道三向位移测量方法在具体操作时,先在管道位于初始状态时,测量随动点相对于四个固定点的坐标,同时确定位移测点与旋转点之间的距离,再在管道位置发生改变时,测量随动点的坐标及位移测点至旋转点之间的距离,并以此计算管道位移测点在移动过程中的三向位移,操作简单、方便,可实现管道三向位移的随动监测及高精度测量。
附图说明
图1为本发明中各位移传感器的分布图;
图2为本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
参考图1及图2,本发明所述的随动式管道三向位移测量方法包括以下步骤:
1)当管道位于初始状态时,通过第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器及第四位移传感器分别测量随动点C与固定点F、固定点G、固定点E及固定点O之间的距离L1、L2、L3、L4,即:FC=L1、GC=L2、EC=L3、OC=L4;设定线段固定点O与固定点F、固定点G及固定点O之间的距离分别为a、b及c,OF、OG及OE相互正交,且满足右手定则,设由O点指向F点为X轴正向,由O点指向G点为Y轴正向,由O点指向E点为Z轴正向,随动点C的坐标为(XC,YC,ZC),则有:
Figure BDA0002665661920000051
2)管道位于初始状态时,根据初始安装位置,确定旋转点H的坐标(XH,YH,ZH)及随动点C至旋转点H之间的距离L5,即CH=L5,通过第五位移传感器测量管道位移测点A至旋转点H的距离HA=L6
3)当管道位置发生改变时,即管道位移测点由A位置移动到B位置,随动点由C位置移动到D位置,在此过程中各固定点及旋转点位置不变,随动点至旋转点之间的距离不变,即CH=DH=L5,此时通过第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器分别测量随动点D至固定点F、固定点G、固定点E及固定点O之间的距离L1′、L2′、L3′、L4′,即:FD=L1′、GD=L2′、ED=L3′、OD=L4′,设随动点D的坐标为(XD,YD,ZD),则有:
Figure BDA0002665661920000052
4)当管道位置发生改变时,根据第五位移传感器测量管道位移测点B至旋转点H之间的距离L6′,管道位移测点由A点移动到B点过程中的三向位移分别为ΔX、ΔY、ΔZ,则有:
Figure BDA0002665661920000053
Figure BDA0002665661920000061
Figure BDA0002665661920000062
将代入式(1)及式(2),得:
Figure BDA0002665661920000063
Figure BDA0002665661920000064
Figure BDA0002665661920000065
式中L1、L2、L3、L4、L5、L6、L1′、L2′、L3′、L4′、L6′、a、b、c均为已知量,故管道位移测点由A移动到B点过程中的三向位移ΔX、ΔY、ΔZ可由式(6)、式(7)及式(8)计算得到。

Claims (8)

1.一种随动式管道三向位移测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)当管道位于初始状态时,测量随动点C与固定点F、固定点G、固定点E及固定点O之间的距离L1、L2、L3、L4,设固定点O与固定点F、固定点G及固定点O之间的距离分别为a、b及c,线段OF、OG及OE相互正交,设由O点指向F点为X轴正向,由O点指向G点为Y轴正向,由O点指向E点为Z轴正向,随动点C的坐标为(XC,YC,ZC);
2)管道位于初始状态时,根据初始安装位置,确定旋转点H的坐标(XH,YH,ZH)及随动点C至旋转点H之间的距离L5,同时测量管道位移测点A至旋转点H的距离HA=L6
3)当管道位置发生改变时,即管道位移测点由A位置移动到B位置,随动点由C位置移动到D位置,在此过程中各固定点及旋转点位置不变,随动点至旋转点之间的距离不变,即CH=DH=L5,此时分别测量随动点D至固定点F、固定点G、固定点E及固定点O之间的距离L1′、L2′、L3′、L4′,得随动点D的坐标为(XD,YD,ZD);
4)当管道位置发生改变时,测量管道位移测点B至旋转点H之间的距离L6′,设管道位移测点由A点移动到B点过程中的三向位移分别为△X、△Y、△Z,则有:
Figure FDA0003583446510000011
Figure FDA0003583446510000012
Figure FDA0003583446510000013
2.根据权利要求1所述的随动式管道三向位移测量方法,其特征在于,步骤1)中,通过第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器分别测得的随动点C与固定点F、固定点G、固定点E及固定点O之间的距离L1、L2、L3、L4
3.根据权利要求1所述的随动式管道三向位移测量方法,其特征在于,步骤1)中,随动点C的坐标为(XC,YC,ZC),则有:
Figure FDA0003583446510000021
4.根据权利要求1所述的随动式管道三向位移测量方法,其特征在于,步骤2)中,通过第五位移传感器测量管道位移测点A至旋转点H的距离HA=L6
5.根据权利要求1所述的随动式管道三向位移测量方法,其特征在于,步骤3)中,通过第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器分别测量随动点D至固定点F、固定点G、固定点E及固定点O之间的距离L1′、L2′、L3′、L4′。
6.根据权利要求1所述的随动式管道三向位移测量方法,其特征在于,步骤3)中,设随动点D的坐标为(XD,YD,ZD),则有:
Figure FDA0003583446510000022
7.根据权利要求1所述的随动式管道三向位移测量方法,其特征在于,步骤4)中,通过第五位移传感器测量管道位移测点B至旋转点H之间的距离L6′。
8.根据权利要求1所述的随动式管道三向位移测量方法,其特征在于,步骤4)的具体操作过程为:
当管道位置发生改变时,测量管道位移测点B至旋转点H之间的距离L6′,设管道位移测点由A点移动到B点过程中的三向位移分别为△X、△Y、△Z,则有:
Figure FDA0003583446510000031
Figure FDA0003583446510000032
Figure FDA0003583446510000033
将代入式(1)及式(2),得:
Figure FDA0003583446510000034
Figure FDA0003583446510000035
Figure FDA0003583446510000036
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103673997A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 特里伯耶拿有限公司 用于将测量点分配给一组固定点的方法和设备
CN105043333A (zh) * 2015-03-13 2015-11-11 哈尔滨工程大学 一种小型水下机械手位置角度测量方法
CN106556388A (zh) * 2015-09-25 2017-04-05 广州汽车集团股份有限公司 物体运动轨迹的测量装置、测量方法及标定装置
CN106767584A (zh) * 2015-11-20 2017-05-31 富泰华工业(深圳)有限公司 物体表面点三维坐标测量装置及测量方法
CN107664266A (zh) * 2017-09-26 2018-02-06 哈尔滨航士科技发展有限公司 一种管道检测用定位装置及定位方法
CN110940257A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 国核电站运行服务技术有限公司 一种测量管道倾角变化的装置及方法
CN111521141A (zh) * 2019-02-01 2020-08-11 国核电站运行服务技术有限公司 一种测量管道三向热膨胀位移的装置及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3443030B2 (ja) * 1999-03-31 2003-09-02 オークマ株式会社 測定装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103673997A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 特里伯耶拿有限公司 用于将测量点分配给一组固定点的方法和设备
CN105043333A (zh) * 2015-03-13 2015-11-11 哈尔滨工程大学 一种小型水下机械手位置角度测量方法
CN106556388A (zh) * 2015-09-25 2017-04-05 广州汽车集团股份有限公司 物体运动轨迹的测量装置、测量方法及标定装置
CN106767584A (zh) * 2015-11-20 2017-05-31 富泰华工业(深圳)有限公司 物体表面点三维坐标测量装置及测量方法
CN107664266A (zh) * 2017-09-26 2018-02-06 哈尔滨航士科技发展有限公司 一种管道检测用定位装置及定位方法
CN110940257A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 国核电站运行服务技术有限公司 一种测量管道倾角变化的装置及方法
CN111521141A (zh) * 2019-02-01 2020-08-11 国核电站运行服务技术有限公司 一种测量管道三向热膨胀位移的装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
全站仪任意坐标系三维变形监测方法;杨浩;《测绘地理信息》;20170131(第01期);第61-68页 *

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