CN113776484A - 一种承压设备不圆度测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种承压设备不圆度测量装置及测量方法，装置包括配重部件、履带轮、电动驱动器、底盘、磁性履带、限位部件、转动测量盘、甲测距传感器、内齿轮、外齿轮、自动驱动器、主梁、联轴器、乙测距传感器、滚动轴承、数据处理器和电源，利用测距传感器测得与被测对象内壁之间的距离，通过自动控制机构控制相对布置的两个测量传感器旋转，测量基准点至被测对象内壁之间的距离，得出圆的弦长，取最大弦长为内径，随着基准点沿周向的移动，测量得出通过周向各点的内径，进而计算得出不圆度，实现了自动测量和计算功能。

Description

一种承压设备不圆度测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及测量技术等领域，具体为一种承压设备不圆度测量装置及测量方法。

背景技术

《水管锅炉》(GB/T16507-2013)、《锅壳锅炉》(GB/T16508-2013)、《压力容器》(GB/T150-2011)、《工业金属管道工程施工规范》(GB 50235-2010)、《压力管道规范工业管道》(GB/T20801-2020)等标准对锅炉、压力容器、压力管道的受压元件不圆度进行了规定。不圆度的测量一般采用伸缩尺、测距仪、卡钳等仪器。测量仪器一般由人工操作和记录，导致人为误差较大且对测量条件要求较为苛刻，在测量过程中存在诸多不便。因此，需要开发一种便携、高效、智能、适用范围广的不圆度测量装置。

目前公开的相关专利申请主要有：

1)申请号为202011257383.2的中国专利申请，一种石油管内壁椭圆度测量仪及其测量方法，此发明能够对石油管内径尺寸的变化实现精确测量，并且适用于大范围的反映石油管内壁整体的椭圆度。

2)专利号为201821422905.8的中国专利，一种管道内壁不圆度检测装置，此实用新型具有操作简单，检测准确等特点。

发明内容

本发明提供一种承压设备不圆度测量装置及测量方法，利用测距传感器测得与被测对象内壁的距离，通过自动控制机构控制相对布置的两个测量传感器旋转，测量基准点至被测对象内壁的距离，得出圆的弦长，取最大弦长为内径，随着基准点沿周向的移动，测量得出通过周向各点的内径，进而计算得出不圆度，实现了自动测量和计算功能。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种承压设备不圆度测量装置，其特征是，包括小车机构和测量机构，所述小车机构包括配重部件、履带轮、电动驱动器、底盘和磁性履带，作为测量装置的载体；所述测量机构包括转动测量盘、甲测距传感器、内齿轮、外齿轮、自动驱动器、联轴器、乙测距传感器、滚动轴承、数据处理器和电源；所述小车机构和测量机构设置在主梁上，所述配重部件设置在主梁的一端，用于调节测量机构与小车机构之间的平衡，所述履带轮设置在主梁的中部，所述磁性履带连接在履带轮上，所述底盘设置在履带轮的内侧，所述电动驱动器安装在底盘上，所述磁性履带由电动驱动器通过履带轮驱动，采用铁磁性材料；所述转动测量盘通过滚动轴承连接在主梁的另一端，且转动测量盘的一侧设置有限位部件，所述甲测距传感器和乙测距传感器相对布置在转动测量盘的外侧，并且甲测距传感器和乙测距传感器与数据处理器连接，所述自动驱动器通过联轴器经外齿轮和内齿轮连接转动测量盘，所述数据处理器和电源设置在转动测量盘的内侧；所述自动驱动器通过联轴器、内齿轮、外齿轮驱动转动测量盘转动，所述转动测量盘的位置受限位部件的约束，所述电源为甲测距传感器、乙测距传感器和数据处理器提供电能。

进一步的，所述数据处理器具有无线传输功能；所述电动驱动器和自动驱动器均具有无线操控功能，并由蓄电池供能。

测量方法：开始第一次测量，甲测距传感器测得与被测对象内壁之间的距离为OA₁，乙测距传感器测得与被测对象内壁之间的距离为OT₁，计算得L1₁＝OA₁+OT₁；将转动测量盘转动一次，进而带动甲测距传感器和乙测距传感器转动一次，此时，甲测距传感器测得与被测对象内壁之间的距离为OB₁，乙测距传感器测得与被测对象内壁之间的距离为OU₁，计算得L2₁＝OB₁+OU₁；以此类推，得到L1₁、L2₁、L3₁...；根据以上数据运算得：d₁＝max(L1₁，L2₁，L3₁...Ln₁)；将本装置沿被测对象的内壁周向移动一次；开始第二次测量，甲测距传感器测得与被测对象内壁之间的距离为OA₂，乙测距传感器测得与被测对象内壁之间的距离为OT₂，计算得L1₂＝OA₂+OT₂；将转动测量盘转动一次，进而带动甲测距传感器和乙测距传感器转动一次，此时，甲测距传感器测得与被测对象内壁之间的距离为OB₂，乙测距传感器测得与被测对象内壁之间的距离为OU₂，计算得L2₂＝OB₂+OU₂；以此类推，得到L1₂、L2₂、L3₂...；根据以上数据运算得d₂＝max(L1₂，L2₂，L3₂...Ln₂)；按以上步骤类推，随着本装置沿被测对象的内壁周向每次移动，分别测量并计算得出d₁、d₂、d₃...；数据处理器取得以上数据后运算得：δ＝max(d₁，d₂，...d_n)、θ＝min(d₁，d₂，...d_n)、

即为所测量的不圆度数值。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明利用相对布置的测距传感器测量得出圆的弦长，通过自动控制机构控制测量传感器旋转，取最大弦长为内径，实现了自动测量和计算功能，并可适用于不同尺寸筒体的不圆度测量。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是图1的A-A面剖视图。

图3是图1的B-B面剖视图。

图4是本发明实施例的测量方法示意图。

图中：配重部件1、履带轮2、电动驱动器3、底盘4、磁性履带5、限位部件6、转动测量盘7、甲测距传感器8、内齿轮9、外齿轮10、自动驱动器11、主梁12、联轴器13、乙测距传感器14、滚动轴承15、数据处理器16、电源17、被测对象18。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图4，本实施例中，一种承压设备不圆度测量装置，包括小车机构和测量机构，小车机构包括配重部件1、履带轮2、电动驱动器3、底盘4和磁性履带5，作为测量装置的载体；测量机构包括转动测量盘7、甲测距传感器8、内齿轮9、外齿轮10、自动驱动器11、联轴器13、乙测距传感器14、滚动轴承15、数据处理器16和电源17；小车机构和测量机构设置在主梁12上，配重部件1设置在主梁12的一端，用于调节测量机构与小车机构之间的平衡，履带轮2设置在主梁12的中部，磁性履带5连接在履带轮2上，底盘4设置在履带轮2的内侧，电动驱动器3安装在底盘4上，磁性履带5由电动驱动器3通过履带轮2驱动，采用铁磁性材料；转动测量盘7通过滚动轴承15连接在主梁12的另一端，且转动测量盘7的一侧设置有限位部件6，甲测距传感器8和乙测距传感器14相对布置在转动测量盘7的外侧，并且甲测距传感器8和乙测距传感器14与数据处理器16连接，自动驱动器11通过联轴器13经外齿轮10和内齿轮9连接转动测量盘7，数据处理器16和电源17设置在转动测量盘7的内侧；自动驱动器11通过联轴器13、内齿轮9、外齿轮10驱动转动测量盘7转动，转动测量盘7的位置受限位部件6的约束，电源17为甲测距传感器8、乙测距传感器14和数据处理器16提供电能。数据处理器16具有无线传输功能；电动驱动器3和自动驱动器11均具有无线操控功能，并由蓄电池供能。

测量方法：通过无线遥控由电动驱动器3带动履带轮2、磁性履带5，进而驱动本装置沿被测对象18的内壁周向移动，确保主梁12与被测对象18中心线平行。到达测量位置后，通过无线遥控启动甲测距传感器8、乙测距传感器14、自动驱动器11和数据处理器16。开始第一次测量，甲测距传感器8测得与被测对象18内壁之间的距离为OA₁，乙测距传感器14测得与被测对象18内壁之间的距离为OT₁，计算得L1₁＝OA₁+OT₁；将转动测量盘7转动一次，进而带动甲测距传感器8和乙测距传感器14转动一次，此时，甲测距传感器8测得与被测对象18内壁之间的距离为OB₁，乙测距传感器14测得与被测对象18内壁之间的距离为OU₁，计算得L2₁＝OB₁+OU₁；以此类推，得到L1₁、L2₁、L3₁...；根据以上数据运算得：d₁＝max(L1₁，L2₁，L3₁...Ln₁)；将本装置沿被测对象18的内壁周向移动一次；开始第二次测量，甲测距传感器8测得与被测对象18内壁之间的距离为OA₂，乙测距传感器14测得与被测对象18内壁之间的距离为OT₂，计算得L1₂＝OA₂+OT₂；将转动测量盘7转动一次，进而带动甲测距传感器8和乙测距传感器14转动一次，此时，甲测距传感器8测得与被测对象18内壁之间的距离为OB₂，乙测距传感器14测得与被测对象18内壁之间的距离为OU₂，计算得L2₂＝OB₂+OU₂；以此类推，得到L1₂、L2₂、L3₂...；根据以上数据运算得d₂＝max(L1₂，L2₂，L3₂...Ln₂)；按以上步骤类推，随着本装置沿被测对象18的内壁周向每次移动，分别测量并计算得出d₁、d₂、d₃...；数据处理器16取得以上数据后运算得：δ＝max(d₁，d₂，...d_n)、θ＝min(d₁，d₂，...d_n)、

即为所测量的不圆度数值。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种承压设备不圆度测量装置，其特征是，包括小车机构和测量机构，所述小车机构包括配重部件(1)、履带轮(2)、电动驱动器(3)、底盘(4)和磁性履带(5)，所述测量机构包括转动测量盘(7)、甲测距传感器(8)、内齿轮(9)、外齿轮(10)、自动驱动器(11)、联轴器(13)、乙测距传感器(14)、滚动轴承(15)、数据处理器(16)和电源(17)；所述小车机构和测量机构设置在主梁(12)上，所述配重部件(1)设置在主梁(12)的一端，用于调节测量机构与小车机构之间的平衡，所述履带轮(2)设置在主梁(12)的中部，所述磁性履带(5)连接在履带轮(2)上，所述底盘(4)设置在履带轮(2)的内侧，所述电动驱动器(3)安装在底盘(4)上，所述磁性履带(5)由电动驱动器(3)通过履带轮(2)驱动；所述转动测量盘(7)通过滚动轴承(15)连接在主梁(12)的另一端，且转动测量盘(7)的一侧设置有限位部件(6)，所述甲测距传感器(8)和乙测距传感器(14)相对布置在转动测量盘(7)的外侧，并且甲测距传感器(8)和乙测距传感器(14)与数据处理器(16)连接，所述自动驱动器(11)通过联轴器(13)经外齿轮(10)和内齿轮(9)连接转动测量盘(7)，所述数据处理器(16)和电源(17)设置在转动测量盘(7)的内侧；所述自动驱动器(11)通过联轴器(13)、内齿轮(9)、外齿轮(10)驱动转动测量盘(7)转动，所述转动测量盘(7)的位置受限位部件(6)的约束，所述电源(17)为甲测距传感器(8)、乙测距传感器(14)和数据处理器(16)提供电能。

2.根据权利要求1所述的承压设备不圆度测量装置，其特征是，所述数据处理器(16)具有无线传输功能；所述电动驱动器(3)和自动驱动器(11)均具有无线操控功能，并由蓄电池供能。

3.一种如权利要求1或2所述的承压设备不圆度测量装置的测量方法，其特征是，过程如下：开始第一次测量，甲测距传感器(8)测得与被测对象(18)内壁之间的距离为OA₁，乙测距传感器(14)测得与被测对象(18)内壁之间的距离为OT₁，计算得L1₁＝OA₁+OT₁；将转动测量盘(7)转动一次，进而带动甲测距传感器(8)和乙测距传感器(14)转动一次，此时，甲测距传感器(8)测得与被测对象(18)内壁之间的距离为OB₁，乙测距传感器(14)测得与被测对象(18)内壁之间的距离为OU₁，计算得L2₁＝OB₁+OU₁；以此类推，得到L1₁、L2₁、L3₁…；根据以上数据运算得：d₁＝max(L1₁，L2₁，L3₁...Ln₁)；将本装置沿被测对象(18)的内壁周向移动一次；开始第二次测量，甲测距传感器(8)测得与被测对象(18)内壁之间的距离为OA₂，乙测距传感器(14)测得与被测对象(18)内壁之间的距离为OT₂，计算得L1₂＝OA₂+OT₂；将转动测量盘(7)转动一次，进而带动甲测距传感器(8)和乙测距传感器(14)转动一次，此时，甲测距传感器(8)测得与被测对象(18)内壁之间的距离为OB₂，乙测距传感器(14)测得与被测对象(18)内壁之间的距离为OU₂，计算得L2₂＝OB₂+OU₂；以此类推，得到L1₂、L2₂、L3₂…；根据以上数据运算得d₂＝max(L1₂，L2₂，L3₂...Ln₂)；按以上步骤类推，随着本装置沿被测对象(18)的内壁周向每次移动，分别测量并计算得出d₁、d₂、d₃…；数据处理器(16)取得以上数据后运算得：δ＝max(d₁，d₂，...d_n)、θ＝min(d₁，d₂，...d_n)、

即为所测量的不圆度数值。

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