CN113175890B - 一种直读式管道椭圆度测量仪及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直读式管道椭圆度测量仪及其测量方法，属于测试技术领域，测量仪包括固定装置、轨道装置、放置平台、激光位移感应器以及数据处理显示器。本发明通过改变现有的管道椭圆度测量方法，使得管道椭圆度的测量更加高效、快捷，提高了现场管道椭圆度测量结果的精确度；通过激光位移感应器的测量，得到更加精确和全面的测量数据，增加了数据处理器及显示器，通过计算机处理、计算，显示器显示，操作人员可直接读出管件的椭圆度，节省后期计算过程，整个装置避免了人操作的误差以及计算误差，提高了测量工作的效率和准确性。

Description

一种直读式管道椭圆度测量仪及其测量方法

技术领域

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种直读式管道椭圆度测量仪及其测量方法。

背景技术

圆形钢管在日常生活和生产中有着广泛的应用，涉及医疗、矿业、工业、农业等诸多领域，圆形钢管不仅本身可以作为成品单独使用，也可以与其他产品搭配使用，还可以作为其他产品的毛坯件有待进一步加工处理，因此应用非常的广泛。

椭圆度是评价圆形钢管是否合格的一项重要标准，在实际生产中，由于圆形钢管的生产速度较快，在线检测圆形钢管椭圆度的设备比较落后，人工在线检测误差较大，很难保证在不影响圆形钢管正常生产速度的情况下，快速准确的检测圆形钢管的椭圆度，因此有必要对圆形钢管统一进行椭圆度的检测，以确保圆形钢管的椭圆度达标。

在管材巻制施工领域，常常需要测量巻制出来的管材的椭圆度是否合格，不合格的需要返工。但是在质检员测量过程中，都是用一般的钢卷尺去测量管道端部截面上下左右的直径，以圆周上各点的直径是否一致来判断卷制管道的椭圆度是否符合要求。这种采用普通钢卷尺测量的卷制管道椭圆度的方法很不准确，尤其是对于管径稍大的管道，检验人员一个人根本无法测量，安全性和准确性也无法得到保证。

管道椭圆度是管道弯管或弯头弯曲部分同一圆截面上最大外径与最小外径之差与公称外径之比。由于现场环境限制，目前在对管道的监督检验、定期检验环节中对椭圆度的测量常主要是依靠卡钳。使用卡钳对管道的多个位置进行多次测量，记录下数据，得出外径的最大值和最小值，然后根据相关公式计算得出椭圆度。

使用卡钳测量管道的椭圆度时需要多人合作，效率极低，并且卡钳测量时误差较大，使得计算出的椭圆度精确度较低，又由于管件的现场环境，使用卡钳检测有一定的局限性。

目前传统测量大口径管道椭圆度的工具有两大类：一类是采用内径千分尺测量，一类是采用游标卡尺测量，这种测量方法是通过测量管道最大直径和最小直径来确定管道的椭圆度，这种人工测量方法难以有效确定出钢管的最大直径和最小直径，影响钢管椭圆度测量的准确性，并且采用手工操作存在很大的主观因素，无法保证数据的稳定性，并且量具的尺寸和重量较大，需要多人配合完成，劳动强度大，效率低，而且量具易变性。

目前，在管材卷制施工领域，测量椭圆度是否合格，一般是采用钢卷尺直接去测量钢管的端部截面上下左右的直径，以圆周上各点的直径是否一致来判断钢管的椭圆度是否达到要求。这种采用普通钢卷尺测量钢管椭圆度的方法很不准确，尤其是对于直径较大的钢管，需要检验人员较多，安全性、准确性无法得到保证，使用全站仪和防止棱镜测量，虽精度达到要求，但无法直接得到加工钢管的最大直径与最小直径所在位置，无法直接准确的检测到椭圆度，同时上述方法无法测量钢管本体其他部位的椭圆度，在测量时三辊卷管机还需停机才能测量，严重影响加工进度。

目前专利公开号为CN203550882U的钢管椭圆度测量装置，是使量具在钢管上做圆周运动，指示表上的最大偏差即钢管的椭圆度，这种结构的测量方案在使用的过程中无法确保量具与钢管轴线一直保持垂直，操作也存在很大的主观因素，无法确保数据的稳定性。

本发明通过改变现有的管道椭圆度测量方法，使得管道椭圆度的测量更加高效、快捷，提高了现场管道椭圆度测量结果的精确度；通过激光位移感应器的测量，得到更加精确和全面的测量数据，增加了数据处理器及显示器，通过计算机处理、计算，显示器显示，操作人人员可直接读出管件的椭圆度，节省后期计算过程，整个装置避免了人操作的误差以及计算误差，提高了测量工作的效率和准确性。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种直读式管道椭圆度测量仪及其测量方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种直读式管道椭圆度测量仪，包括轨道装置、放置平台、激光位移感应器以及数据处理显示器；

激光位移感应器通过放置平台放置在轨道装置的两端；数据处理显示器通过放置平台放置在轨道装置的中间位置。

优选地，轨道装置包括上轨道和下轨道；下轨道通过其两端的固定装置固定于管道的表面，上轨道通过螺栓与下轨道连接，且能够通过螺栓在下轨道的滑道中移动。

优选地，激光位移感应器包括第一激光位移感应器和第二激光位移感应器；第一激光位移感应器和第二激光位移感应器通过放置平台分别设置在上轨道的两端。

优选地，固定装置采用磁力固定器。

优选地，上轨道和下轨道均为半圆轨道。

优选地，上轨道能够相对下轨道移动。

优选地，下轨道能够伸缩。

优选地，放置平台采用感应器放置台。

此外，本发明还提到一种直读式管道椭圆度测量仪的测量方法，该方法采用如上所述的一种直读式管道椭圆度测量仪，具体包括如下步骤：

步骤1：根据管道的条件，选择对称的两点位置，将下轨道固定，同时确定上轨道的半周长C；

步骤2：测量开始前，将激光位移感应器距离上轨道的固定高度a、上轨道的半周长C值、管道的公称外径值R输入数据处理显示器中，数据处理显示器自动根据周长公式计算出激光位移感应器的运动轨迹直径r，r＝2(C/π+a)；

步骤3：上轨道绕着下轨道移动半圈，完成两个激光位移感应器对整个管道进行一整圈的测量，激光位移感应器测量出感应器距离管道表面的距离d1、d2，则管道的直径l＝r-d1-d2，即l＝2(C/π+a)-d1-d2；

步骤4：利用数据处理显示器，通过数据处理得出直径l的最大值和最小值；

步骤5：通过椭圆度计算公式，计算出管道的椭圆度并通过数据处理显示器显示；

步骤6：直接读数得出管道的椭圆度。

优选地，步骤1中的半周长C由能够相对移动的半圆轨道上面的刻度直接读出。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明通过改变现有的管道椭圆度测量方法，使得管道椭圆度的测量更加高效、快捷，提高了现场管道椭圆度测量结果的精确度；通过激光位移感应器的测量，得到更加精确和全面的测量数据，增加了数据处理器及显示器，通过计算机处理、计算，显示器显示，操作人人员可直接读出管件的椭圆度，节省后期计算过程，整个装置避免了人操作的误差以及计算误差，提高了测量工作的效率和准确性。

附图说明

图1为测量仪结构示意图。

其中，1-管道；2-下轨道；3-上轨道；4-磁力固定器；5-感应器放置台；6-第一激光位移感应器；7-数据处理显示器；8-螺栓；9-第二激光位移感应器；

图2为测量原理示意图。

其中，r-激光位移感应器运动轨迹直径；1-待测管道的直径；d1-第一激光位移感应器测量的距离管道表面距离；d2-第二激光位移感应器测量的距离管表面距离；a-激光位移感应器距离运动轨道的固定高度。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实施例1：

如图1所示，一种直读式管道椭圆度测量仪，包括轨道装置、放置平台、激光位移感应器以及数据处理显示器7；

激光位移感应器通过放置平台放置在轨道装置的两端；数据处理显示器7通过放置平台放置在轨道装置的中间位置。

轨道装置包括上轨道2和下轨道3；下轨道3通过其两端的固定装置固定于管道1的表面，上轨道2通过螺栓与下轨道3连接，且能够通过螺栓在下轨道3的滑道中移动。

激光位移感应器包括第一激光位移感应器6和第二激光位移感应器9；第一激光位移感应器6和第二激光位移感应器9通过放置平台分别设置在上轨道2的两端。

固定装置采用磁力固定器4。

上轨道2和下轨道3均为半圆轨道。

上轨道2能够相对下轨道3移动。

下轨道3能够伸缩。

放置平台采用感应器放置台5。

实施例2

在上述实施例1的基础上，本发明还提到一种直读式管道椭圆度测量仪的测量方法，具体包括如下步骤：

步骤1：根据管道的条件，选择对称的两点位置，将下轨道固定，同时确定上轨道的半周长C，半周长C由可相对移动的半圆轨道上面的刻度直接读出；

步骤2：测量开始前，将激光位移感应器距离上轨道的固定高度a、可相对移动的上轨道的半周长C值、管道的公称外径值R输入数据处理显示器中，数据处理显示器自动根据周长公式计算出激光位移感应器的运动轨迹直径r，r＝C/π+a；

步骤3：可相对移动的上轨道绕着可伸缩的下轨道移动半圈，完成两个激光位移感应器对整个管道进行一整圈的测量，激光位移感应器测量出感应器距离管道表面的距离d1、d2，则管道的直径l＝r-d1-d2，即l＝C/π+a-d1-d2；

步骤4：利用数据处理显示器，通过数据处理得出直径l的最大值和最小值；

步骤5：通过椭圆度计算公式，计算出管道的椭圆度并通过数据处理显示器显示；

步骤6：直接读数得出管道的椭圆度。

图2为测量原理示意图。

圆形钢管在日常生活和生产中有着广泛的应用，涉及医疗、矿业、工业、农业等诸多领域，圆形钢管不仅本身可以作为成品单独使用，也可以与其他产品搭配使用，还可以作为其他产品的毛坯件有待进一步加工处理，因此应用非常的广泛。

管道椭圆度是管道弯管或弯头弯曲部分同一圆截面上最大外径与最小外径之差与公称外径之比。由于现场环境限制，目前在对管道的监督检验、定期检验环节中对椭圆度的测量常主要是依靠卡钳。使用卡钳对管道的多个位置进行多次测量，记录下数据，得出外径的最大值和最小值，然后根据相关公式计算得出椭圆度。

使用卡钳测量管道的椭圆度时需要多人合作，效率极低，并且卡钳测量时误差较大，使得计算出的椭圆度精确度较低，又由于管件的现场环境，使用卡钳检测有一定的局限性。

本发明的关键点：

1)使用激光位移感应器，提高测量的准确度，

2)该测量装置通过数据处理器已经显示器，可以直接得出椭圆度的数值，提高了工作效率，保证了结果的准确度，

3)此设备使用简单、方便，扩大了椭圆度检测仪器的使用范围。

本发明通过改变现有的管道椭圆度测量方法，使得管道椭圆度的测量更加高效、快捷，提高了现场管道椭圆度测量结果的精确度；通过激光位移感应器的测量，得到更加精确和全面的测量数据，增加了数据处理器及显示器，通过计算机处理、计算，显示器显示，操作人人员可直接读出管件的椭圆度，节省后期计算过程，整个装置避免了人操作的误差以及计算误差，提高了测量工作的效率和准确性。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种直读式管道椭圆度测量仪，其特征在于：包括轨道装置、放置平台、激光位移感应器以及数据处理显示器；

激光位移感应器通过放置平台放置在轨道装置的两端；数据处理显示器通过放置平台放置在轨道装置的中间位置；

轨道装置包括上轨道和下轨道；下轨道通过其两端的固定装置固定于管道的表面，上轨道通过螺栓与下轨道连接，且能够通过螺栓在下轨道的滑道中移动；

激光位移感应器包括第一激光位移感应器和第二激光位移感应器；第一激光位移感应器和第二激光位移感应器通过放置平台分别设置在上轨道的两端；

固定装置采用磁力固定器；

上轨道和下轨道均为半圆轨道；

上轨道能够相对下轨道移动；

下轨道能够伸缩；

放置平台采用感应器放置台。

2.一种直读式管道椭圆度测量仪的测量方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的一种直读式管道椭圆度测量仪，具体包括如下步骤：

步骤1：根据管道的条件，选择对称的两点位置，将下轨道固定，同时确定上轨道的半周长C；

步骤2：测量开始前，将激光位移感应器距离上轨道的固定高度a、上轨道的半周长C值、管道的公称外径值R输入数据处理显示器中，数据处理显示器自动根据周长公式计算出激光位移感应器的运动轨迹直径r，r＝2(C/π+a)；

步骤3：上轨道绕着下轨道移动半圈，完成两个激光位移感应器对整个管道进行一整圈的测量，激光位移感应器测量出感应器距离管道表面的距离d1、d2，则管道的直径l＝r-d1-d2，即l＝2(C/π+a)-d1-d2；

步骤4：利用数据处理显示器，通过数据处理得出直径l的最大值和最小值；

步骤5：通过椭圆度计算公式，计算出管道的椭圆度并通过数据处理显示器显示；

步骤6：直接读数得出管道的椭圆度。

3.根据权利要求2所述的直读式管道椭圆度测量仪的测量方法，其特征在于：步骤1中的半周长C由能够相对移动的半圆轨道上面的刻度直接读出。

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