JPH0513563B2 - - Google Patents

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JPH0513563B2
JPH0513563B2 JP21075487A JP21075487A JPH0513563B2 JP H0513563 B2 JPH0513563 B2 JP H0513563B2 JP 21075487 A JP21075487 A JP 21075487A JP 21075487 A JP21075487 A JP 21075487A JP H0513563 B2 JPH0513563 B2 JP H0513563B2
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Japan
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pig
distance
data
tube
measuring
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Tomoji Fujisawa
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Nippon Kokan Ltd
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は例えばパイプラインの3次元プロフイ
ールを測定する管体のプロフイール測定装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a pipe profile measuring device for measuring the three-dimensional profile of a pipeline, for example.

(従来の技術) 一般に、パイプラインの沈下形状を測定する測
定用ピグとしては、筒状ピグ本体の外方に精密な
回転距離計を持つた2つのローラが取り付けら
れ、パイプラインである管体の鉛直方向の相対す
る内面部分に接触して回転する前記2つのローラ
の走行距離を測定している。
(Prior art) Generally, as a measuring pig for measuring the sinking shape of a pipeline, two rollers with a precision rotary distance meter are attached to the outside of a cylindrical pig body. The travel distance of the two rollers that rotate while contacting vertically opposing inner surfaces of the roller is measured.

しかし、測定用ピグ自体が管体内でローリング
した場合や管体内面に凹凸があると、管体に曲が
りを持つた形状としての測定結果が得られ、パイ
プラインの沈下形状を精度よく測定できない。
However, if the measuring pig itself rolls within the tube or if there are irregularities on the inner surface of the tube, the measurement result will be that the tube has a curved shape, making it impossible to accurately measure the sinking shape of the pipeline.

そこで、従来、2つのローラに設けて測定用ピ
グの走行距離を測定する回転距離計のほかに、管
体の軸を含む鉛直面内での管体の傾き角を計測す
る傾斜計を取付け、これら回転距離計および傾斜
計の出力をそれぞれ記憶し管体の沈下形状を求め
るものが開発されている(特開昭61−107112号公
報)。
Therefore, conventionally, in addition to the rotary distance meter installed on the two rollers to measure the traveling distance of the measuring pig, an inclinometer was installed to measure the inclination angle of the tube in a vertical plane including the axis of the tube. A device has been developed that stores the outputs of these rotary distance meters and inclinometers to determine the sinking shape of the tube body (Japanese Patent Application Laid-open No. 107112/1983).

(発明が解決しようとする問題点) しかし、この測定用ピグは、管体が複雑に変化
する場合にその変化に追従して高精度にプロフイ
ールを測定することが難しく、また管体の2次元
的なプロフイールしか測定できない問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, when the pipe body changes in a complicated manner, this measuring pig has difficulty in tracking the changes and measuring the profile with high precision. There is a problem in that only a typical profile can be measured.

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、複
雑な形状変化を有する管体でもその管体の3次元
的なプロフイールを高精度に測定し得る管体のプ
ロフイール測定装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a tube profile measuring device that can measure the three-dimensional profile of a tube with high accuracy even if the tube has a complicated shape change. shall be.

(問題点を解決するための手段) 本発明による管体のプロフイール測定装置は、
筒状ピグ本体、この筒状ピグ本体の外周部にほぼ
等間隔で配置され前記被測定用管体内面と転接し
ながら回転距離を求める少なくとも4つの距離計
および前記筒状ピグ本体に内蔵された振子型角度
計および傾斜計等を備えた測定用ピグと、前記4
つの距離計の出力データを用いて前記ピグ本体の
距離を含む方位角度を求める手段と、前記振子型
角度計の出力データから前記距離計の相対位置を
得る距離計位置取得手段と、前記傾斜計の出力デ
ータから前記ピグ本体の管軸方向の傾斜角度を得
る傾斜角度取得手段とを備えたものである。
(Means for Solving the Problems) A tube profile measuring device according to the present invention includes:
a cylindrical pig body, at least four distance meters arranged at approximately equal intervals on the outer circumference of the cylindrical pig body and measuring rotational distance while contacting the inner surface of the tube to be measured; and a built-in body of the cylindrical pig body. A measuring pig equipped with a pendulum-type angle meter, an inclinometer, etc., and the above-mentioned 4
means for obtaining an azimuth angle including the distance of the pig body using the output data of the two rangefinders; rangefinder position acquisition means for obtaining the relative position of the rangefinder from the output data of the pendulum-type angle meter; and the inclinometer. and an inclination angle obtaining means for obtaining the inclination angle of the pig body in the tube axis direction from the output data.

(作用) 従つて、本願は、以上のような手段とすること
により、ピグ本体外周に例えば等間隔で配置され
た4つの距離計の出力データから距離を含むピグ
本体の進行方位角度を得ることができるばかりで
なく、前記角度計の出力データから前記ピグ本体
の管体内周方向の回転による前記距離計の位置ず
れを求めることが可能であり、また傾斜計の出力
データから被測定用管体の沈下方向のプロフイー
ルを求めることができる。
(Function) Therefore, the present application uses the above-described means to obtain the traveling azimuth angle of the pig body including the distance from the output data of, for example, four distance meters arranged at equal intervals around the outer circumference of the pig body. In addition, it is possible to determine the positional deviation of the distance meter due to rotation of the pig body in the circumferential direction of the tube from the output data of the angle meter, and also to determine the position of the tube to be measured from the output data of the inclinometer. The profile of the direction of subsidence can be obtained.

(実施例) 以下、本発明の一実施例としての構成について
第1図ないし第3図を参照して説明する。第1図
は測定用ピグの移送システムを示す図、第2図は
測定用ピグの内部構成図、第3図はプロフイール
測定装置の電気的なハード構成図である。
(Example) Hereinafter, a configuration as an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a diagram showing a measuring pig transfer system, FIG. 2 is an internal configuration diagram of the measuring pig, and FIG. 3 is an electrical hardware configuration diagram of the profile measuring device.

先ず、測定用ピグ移送システムは、第1図に示
すように被測定用管体11の端部に測定用ピグ1
2の挿入を容易にするために該管体11よりも内
径の大きなランチヤ13がフランジ14を介して
接続されている。このランチヤ13にはその入口
側に開閉可能な蓋体15が取付けられ、かつ、フ
ランジ14および当該ランチヤ入口側にそれぞれ
近接させて空気作動弁16,17を持つた基礎圧
力付与用給気管18およびピグ移送用給気管19
が接続されている。
First, as shown in FIG.
A launcher 13 having an inner diameter larger than the tube body 11 is connected via a flange 14 to facilitate insertion of the tube body 11. The launcher 13 has a lid 15 that can be opened and closed on its inlet side, and has a flange 14 and an air supply pipe 18 for applying basic pressure having air-operated valves 16 and 17 in close proximity to the launcher inlet side, respectively. Pig transfer air supply pipe 19
is connected.

次に、前記測定用ピグ12は、第2図に示すよ
うに筒状のピグ本体31の前後外周部にそれぞれ
管体内面と接触して機密性を保持するためのシー
ルカツプ32,33が設けられ、また両シールカ
ツプ32,33の中間に位置してピグ31の胴体
外周部にほぼ等間隔で4つのローラ転接型距離計
34(34A〜34D)が取付けられている。こ
の距離計34は、回動可能に軸支されたアーム3
4aの先端に設けた金属製または樹脂製の回転ロ
ーラ34b、この回転ローラ34bの回転数に比
例したパルスを出力するエンコーダ34cおよび
アーム34a先端の回転ローラ34bを常時管体
内面に接触させる様に引張るスプリング34d等
で構成されている。
Next, as shown in FIG. 2, the measurement pig 12 is provided with seal cups 32 and 33 on the front and rear outer peripheries of a cylindrical pig body 31, respectively, for contacting the inner surface of the tube and maintaining airtightness. Further, four roller contact type distance meters 34 (34A to 34D) are mounted at approximately equal intervals on the outer periphery of the body of the pig 31, located between the seal cups 32, 33. This distance meter 34 includes an arm 3 rotatably supported on a shaft.
A rotating roller 34b made of metal or resin provided at the tip of the arm 4a, an encoder 34c that outputs a pulse proportional to the number of rotations of the rotating roller 34b, and a rotating roller 34b at the tip of the arm 34a are kept in constant contact with the inner surface of the tube body. It is composed of a tensioning spring 34d and the like.

このピグ本体31の内部は大きく分けて2つの
室35,36に分割され、例えば前部側室35に
は必要な構成部分に所定の電圧を供給する電池電
源37のほか、CPU、A/D変換回路、メモリ
等を組込んだデータ処理系用基板38が取付けら
れている。
The interior of the pig body 31 is roughly divided into two chambers 35 and 36. For example, the front side chamber 35 houses a battery power source 37 that supplies a predetermined voltage to necessary components, as well as a CPU, A/D converter, A data processing system board 38 incorporating circuits, memory, etc. is attached.

一方、ピグ本体31内部の後部側室36には傾
斜計39および振子型角度計40が内装されてい
る。すなわち、ピグ本体31内の周方向に揺動自
在に可動する揺動体41上にバランスウエイト4
2および傾斜計39が載置され、このバランスウ
エイト42の管軸を含む下方鉛直方向への重力を
受けて傾く揺動体41の傾き角度を傾斜計39で
計測する構成となつている。なお、傾斜計39は
加速度の影響を受け難いものが望ましく例えば静
電容量型や光フアイバージヤイロのものが使用さ
れる。また、前記振子型角度計40は、振子とし
てのバランスウエート42の重力を利用して揺動
する揺動体41の一端部に円板43が取着され、
この円板43の周縁部に形成された複数の孔のう
ち特定の孔を通過する光を光電変換部44でとら
えて角度を計測する。図中、45はロータリコネ
クタであつて、電池電源37から傾斜計39、角
度計40等へ所定の電圧を供給し、かつ、これら
傾斜計等39,40および4つの距離計34……
の出力信号をデータ処理系基板38に導く機能を
もつている。
On the other hand, an inclinometer 39 and a pendulum-type angle meter 40 are installed in the rear side chamber 36 inside the pig body 31. That is, the balance weight 4 is mounted on a swinging body 41 that is swingably movable in the circumferential direction within the pig body 31.
2 and an inclinometer 39 are mounted, and the inclinometer 39 measures the inclination angle of the rocking body 41 which tilts under the force of gravity in a downward vertical direction including the tube axis of the balance weight 42. Incidentally, the inclinometer 39 is desirably one that is not easily affected by acceleration, and for example, a capacitance type or an optical fiber gyroscope is used. In addition, the pendulum type angle meter 40 has a disk 43 attached to one end of a rocking body 41 that swings using the gravity of a balance weight 42 as a pendulum.
The photoelectric converter 44 captures the light passing through a specific hole among the plurality of holes formed in the peripheral edge of the disk 43, and measures the angle. In the figure, 45 is a rotary connector that supplies a predetermined voltage from the battery power source 37 to the inclinometer 39, angle meter 40, etc., and the four distance meters 34, etc.
It has a function of guiding the output signal to the data processing system board 38.

前記データ処理系は、第3図に示すようにプロ
グラムに基づいてデータを収集記憶し、必要に応
じて所望とするデータ処理を実行するCPU51
が設けられ、このCPU51からアドレス・デー
タ等のバス52および制御ライン53が導出され
ている。これらのバス52および制御ライン53
にはデータラツチ機能を持つたI/Oポート54
が接続されている。34A〜34Dは前述したよ
うに記距離計34に相当し、そのうち特に距離計
34Aの出力側はプリセツトカウンタ55を介し
てI/Oポート54に導入され、他の3つの距離
計34B〜34Dの出力側はそれぞれカウンタ5
6B〜56Dを介して前記I/Oポート54に導
入されている。プリセツトカウンタ55を設けた
のは、4つの距離計の中の1つを基準にし所定の
基準距離ごとに各種のデータを同時に取込むため
である。57はローパスフイルタ、58はA/D
コンバータ、59はアブソリユートエンコーダ、
60は測定用ピグ12の走行開始時間および走行
終了時間等のデータを得るためのタイマ、61は
プログラムおよび固定データ等を記憶する
ROM、62はCPU51による収集データを記憶
するRAM、63はデータ伝送部、64はホスト
コンピユータであつて、測定用ピグ12の回収後
にRAM62に格納されたデータを読出して被測
定管体11のプロフイールを求める機能を持つて
いる。
The data processing system includes a CPU 51 that collects and stores data based on a program and executes desired data processing as necessary, as shown in FIG.
A bus 52 for address and data, and a control line 53 are led out from this CPU 51. These buses 52 and control lines 53
The I/O port 54 has a data latch function.
is connected. As mentioned above, 34A to 34D correspond to the distance meter 34, and among them, the output side of the distance meter 34A in particular is introduced to the I/O port 54 via the preset counter 55, and the output side of the distance meter 34A is inputted to the I/O port 54, and the other three distance meters 34B to 34D are connected to the distance meter 34A. The output side of each counter 5
It is introduced into the I/O port 54 via ports 6B to 56D. The reason why the preset counter 55 is provided is to simultaneously capture various data at each predetermined reference distance using one of the four distance meters as a reference. 57 is a low pass filter, 58 is A/D
converter, 59 is an absolute encoder,
60 is a timer for obtaining data such as the running start time and running end time of the measurement pig 12, and 61 stores programs, fixed data, etc.
A ROM 62 is a RAM for storing data collected by the CPU 51, 63 is a data transmission unit, and 64 is a host computer, which reads out the data stored in the RAM 62 after collecting the measurement pig 12 and creates a profile of the tube 11 to be measured. It has the function to ask for.

次に、以上のように構成された装置の動作を説
明する。ランチヤ13の蓋体15を開けてランチ
ヤ13内に測定用ピグ12を挿入した後、空気作
動弁16を開いてコンプレツサから給気管18を
通して被測定用管体11に基礎圧力を与えた後、
空気作動弁16を閉じて他方の空気作動弁17を
開き前記基礎圧よりも充分に高い圧力の気体を送
給すると、シールカツプ32を境にして差圧が生
じる。測定用ピグ12はその差圧を利用して走行
する。この走行によつて測定用ピグ12が被測定
用管体11内に完全に入つたところで、被測定用
管体11の両端に圧力差を与えるとシールカツプ
32または33の何れかで被測定用管体11とシ
ールされて差圧が生じ、測定用ピグ12は同様に
走行を継続する。
Next, the operation of the apparatus configured as above will be explained. After opening the lid 15 of the launcher 13 and inserting the measuring pig 12 into the launcher 13, opening the air-operated valve 16 and applying base pressure to the pipe body 11 to be measured from the compressor through the air supply pipe 18,
When the air-operated valve 16 is closed and the other air-operated valve 17 is opened to supply gas at a pressure sufficiently higher than the base pressure, a pressure difference is created across the seal cup 32. The measuring pig 12 travels using the differential pressure. When the measuring pig 12 has completely entered the measuring tube 11 through this traveling, when a pressure difference is applied to both ends of the measuring tube 11, either the seal cup 32 or 33 closes the measuring tube. A pressure difference is generated by sealing with the body 11, and the measuring pig 12 continues to travel in the same manner.

しかして、測定用ピグ12が走行を開始する
と、CPU51はI/Oポート54を通してタイ
マ60から走行開始時間データを取込んでRAM
62に格納する。また、測定用ピグ12の走行
時、ローラ転接型距離計34A〜34Dは回転数
に比例したパルスを出力し、これらは後続のカウ
ンタ55,56B〜56Dでカウントされる。こ
のとき、距離計34Aの出力パルスがプリセツト
カウンタ55のプリセツト値に達すると、該カウ
ンタ55からデータ出力指令が発せられ、これよ
りカウンタ56B〜56Dのカウント値、つまり
距離データがI/Oポート54のラツチ回路等に
記憶される。また、傾斜計39、ローパスフイル
タ57およびA/Dコンバータ58を通して管体
11の管軸方向に対する上下変動の傾斜角度デー
タが出力され、同様に角度計40およびアブソリ
ユートエンコーダ59を通して測定用ピグ12の
管内周方向の回転角度データが出力され、I/O
ポート54のラツチ回路に記憶される。このよう
に各種のデータの収集はプリセツトカウンタ55
がプリセツト値に達するごとに行われる。なお、
距離計34Aの距離データはCPU51側でプリ
セツト値到達回数を知り得るので、その回数から
距離を知ることができる。また、傾斜角度を求め
るに際し、CPU51はプリセツト値到達ごとに
今回傾斜角度と前回傾斜角度とを比較し、傾斜角
度差が5°以上の場合には急激な角度変化と判断
し、I/Oポート54を通してローパスフイルタ
57の遮断周波数を0.4Hzに設定し、5°以下の場
合には緩慢な角度変化と判断し、同様にローパス
フイルタ57の遮断周波数を0.1Hzに設定する。
その理由はフイルタ57の遮断周波数が低い場
合、急激な角度変化に追従できず収集データに誤
差が生じるためである。なお、ここで示した角度
および遮断周波数は一例であり、種々の条件によ
り最適値が選択される。
When the measurement pig 12 starts running, the CPU 51 takes in the running start time data from the timer 60 through the I/O port 54 and stores it in the RAM.
62. Further, when the measuring pig 12 runs, the roller contact type distance meters 34A to 34D output pulses proportional to the number of rotations, and these pulses are counted by the subsequent counters 55, 56B to 56D. At this time, when the output pulse of the distance meter 34A reaches the preset value of the preset counter 55, a data output command is issued from the counter 55, and the count values of the counters 56B to 56D, that is, the distance data are transferred to the I/O port. 54 latch circuits, etc. In addition, the inclination angle data of the vertical fluctuation of the tube body 11 with respect to the tube axis direction is outputted through the inclinometer 39, the low-pass filter 57, and the A/D converter 58, and is similarly outputted to the measuring pig 12 through the angle meter 40 and the absolute encoder 59. The rotation angle data in the direction of the inner circumference of the pipe is output, and the I/O
It is stored in the latch circuit of port 54. In this way, various data are collected using the preset counter 55.
This is done each time the preset value is reached. In addition,
Since the distance data from the distance meter 34A allows the CPU 51 to know the number of times the preset value is reached, the distance can be determined from the number of times. In addition, when determining the tilt angle, the CPU 51 compares the current tilt angle and the previous tilt angle each time the preset value is reached, and if the tilt angle difference is 5 degrees or more, it is determined that there is a sudden angle change, and the I/O port 54, the cut-off frequency of the low-pass filter 57 is set to 0.4 Hz, and if the angle is less than 5 degrees, it is determined that the angle is changing slowly, and the cut-off frequency of the low-pass filter 57 is similarly set to 0.1 Hz.
The reason for this is that if the cutoff frequency of the filter 57 is low, it will not be able to follow sudden changes in angle and errors will occur in the collected data. Note that the angle and cutoff frequency shown here are just examples, and the optimum values are selected according to various conditions.

前記I/Oポート54にラツチされた各種のデ
ータはCPU51で所定のタイミングで順次読み
取られてRAM62に格納される。そして、所定
長さの被測定用管体1を走行し停止したならば、
CPU51はタイマ60から走行終了時間データ
を取得しRMA62に格納する。そして、被測定
用管体11から測定用ピグ12から回収した後、
ホストコンピユータ64に接続し、RAM62の
格納データを読み取り、以下に述べるようなデー
タ処理を行つて被測定用管体11の3次元的なプ
ロフイールを求める。
Various data latched in the I/O port 54 are sequentially read by the CPU 51 at predetermined timing and stored in the RAM 62. Then, after traveling through the pipe body 1 to be measured of a predetermined length and stopping,
The CPU 51 acquires travel end time data from the timer 60 and stores it in the RMA 62. After collecting the measurement pig 12 from the pipe body 11 to be measured,
It is connected to the host computer 64, reads the data stored in the RAM 62, performs data processing as described below, and obtains a three-dimensional profile of the tube 11 to be measured.

今、被測定用管体11が第4図の如くベンド部
になつている場合、各距離計36A〜36Dで得
られた距離データはL1〜L4となり、ベンド角度θ1
間な曲率Rの円となる。図中、θ2は曲げ中心方位
角度である。
Now, when the pipe body 11 to be measured is a bend part as shown in FIG .
It becomes a circle with a medium curvature R. In the figure, θ 2 is the bending center azimuth angle.

そこで、以上のような前提条件に基づいて4つ
の距離データL1〜L4から方位角度θ2を求める例に
ついて第5図を参照して説明する。先ず、被測定
用管体11が各距離計34A〜36Dによつて計
測された距離データのうち最も小さい距離データ
例えばL1の方向に曲つているものとし、かつ、
L1<L2<L3<L4の関係にあるものとする。そし
て、それら距離データL1,L2,L3,L4の軌跡か
ら曲りの中心までの半径をr1,r2、r3,r4とする。
ここで、ベンド部中心から見た測定用ピグ12の
傾きθ1とすると、 r3−r2=D・sinθ1 ……(1) r4−r1=D・cosθ1 ……(2) なる関係が成立する。そこで、この(1)式および(2)
式から θ1 =tan4(D・sinθ1/D・cosθ1) =tan4(r3−r2/r4−r1) ……(3) が得られる。ここで、測定用ピグ12の進行方位
角度をθ2とし、かつ、半径riに対する弧長をLiと
すれば、 ri=Li/θ2 ……(4) の関係が成立するので、ベンド角度θ1は、 θ1=tan4(L3−L2/L4−L1) ……(5) となる。
Therefore, an example of determining the azimuth angle θ 2 from the four distance data L 1 to L 4 based on the above-mentioned preconditions will be described with reference to FIG. 5. First, it is assumed that the tube body 11 to be measured is bent in the direction of the smallest distance data, for example L1 , among the distance data measured by each of the distance meters 34A to 36D, and
It is assumed that the relationship L 1 <L 2 <L 3 <L 4 holds. The radii from the loci of these distance data L 1 , L 2 , L 3 , and L 4 to the center of the curve are defined as r 1 , r 2 , r 3 , and r 4 .
Here, if the inclination of the measuring pig 12 seen from the center of the bend is θ 1 , then r 3 − r 2 = D・sin θ 1 ...(1) r 4r 1 = D・cos θ 1 ...(2) A relationship is established. Therefore, this equation (1) and (2)
From the equation, the following can be obtained: θ 1 = tan 4 (D·sin θ 1 /D·cos θ 1 ) = tan 4 (r 3 −r 2 /r 4 −r 1 ) (3). Here, if the traveling azimuth angle of the measurement pig 12 is θ 2 and the arc length with respect to the radius ri is Li, then the relationship ri=Li/θ 2 ...(4) holds, so the bend angle θ 1 becomes θ 1 =tan 4 (L 3 −L 2 /L 4 −L 1 )……(5).

また測定用ピグ12は、その管体内の走行時に
管体11内で周方向に回転している場合がある。
このため、前記傾きθ1だけから各距離計36A〜
36Dの管体位置を断定することができない。
Further, the measurement pig 12 may be rotating in the circumferential direction within the tube body 11 while traveling within the tube body.
For this reason, each distance meter 36A~
It is not possible to determine the position of the tube body of 36D.

そこで、前記プリセツトカウンタ55のプリセツ
ト値到達タイミングごとの振子型角度計40の角
度データに基づいて補正処理を行い、各距離計3
6A〜36Dの管体11に接する相対位置を求め
る。
Therefore, a correction process is performed based on the angle data of the pendulum type angle meter 40 at each timing when the preset value of the preset counter 55 is reached.
The relative positions of 6A to 36D in contact with the tubular body 11 are determined.

次に、測定用ピグ12の進行方位角度θ2と管体
11から曲がり中心までの半径Rは、 L1={R−(D/2)・cosθ1}・θ2 L2={R−(D/2)・sinθ1}・θ2 L3={R+(D/2)・sinθ1}・θ2 L4={R+(D/2)・cosθ1}・θ2 の関係から、 θ2′=(L4−L1)/(D・cosθ1) ……(6) θ2″=(L3−L2)/(D・sinθ1) ……(7) が得られるので、これらの式から測定用ピグ12
の進行方位角度θ2は、 θ2=(θ2′+θ2″)/2 ……(8) なる式で求めることができる。また、被測定用管
体11の曲り半径Rは、 R=(L1+L2+L3+L4)/4θ2 ……(9) となる。このようにして必要なデータが得られれ
ば、被測定用管体11の3次元のフロフイールを
求めることができ、かつ、次の点の(x、y、
z)の座標を容易に求めることができる。また、
傾斜計39の出力から被測定用管体11の沈下状
態を把握できる。
Next, the traveling azimuth angle θ 2 of the measuring pig 12 and the radius R from the tube body 11 to the bending center are L 1 = {R-(D/2)・cos θ 1 }・θ 2 L 2 = {R- From the relationship (D/2)・sinθ 1 }・θ 2 L 3 = {R+(D/2)・sinθ 1 }・θ 2 L 4 = {R+(D/2)・cosθ 1 }・θ 2 , θ 2 ′=(L 4 −L 1 )/(D・cosθ 1 )……(6) θ 2 ″=(L 3 −L 2 )/(D・sinθ 1 )……(7) can be obtained. , from these equations, the measurement pig 12
The traveling azimuth angle θ 2 can be determined by the following formula: θ 2 = (θ 2 ′+θ 2 ″)/2 (8) The bending radius R of the tube 11 to be measured is R= (L 1 +L 2 +L 3 +L 4 )/4θ 2 ...(9) If the necessary data is obtained in this way, the three-dimensional flow field of the tube to be measured 11 can be obtained, And the following point (x, y,
z) can be easily determined. Also,
From the output of the inclinometer 39, the sinking state of the tube 11 to be measured can be determined.

従つて、以上のような実施例によれば、測定用
ピグ12の胴体外周部に4つの回転距離計34…
…を配置し、それらの距離計34……から距離デ
ータを得るようにしたので、被測定用管体11の
複雑な曲がり状態を呈していてもそのプロフイー
ルを正確に把握でき、かつ、測定用ピグ12の進
行方位角度を容易に求めることができる。また、
測定用ピグ12に角度計40を搭載し、測定用ピ
グ12の管体11の周方向回転角度を得るように
したので、測定用ピグ12の回転距離を知ること
ができ、これにより各距離計34……の正確な管
体11接触位置を得ることができる。また、測定
用ピグ12に傾斜計39を搭載したことにより、
従来と同様に管軸方向に対する上下方向の変化つ
まり管体11の沈下プロフイールを求めることが
できる。また、4つの距離計34……に対し1つ
のプリセツトカウンタ55を設け、プリセツト値
到達をタイミングとして各距離計のカウント値を
収集するので、基準距離ごとに同一タイミングで
必要とする複数のデータを同時に収集することが
でき、これは高精度にプロフイールを測定すると
きに貢献する。また、カウンタ数よりも1つ少な
いラツチ手段で基準距離を得ることができる。
Therefore, according to the embodiment described above, four rotary distance meters 34 are provided on the outer circumference of the body of the measuring pig 12.
... are arranged and the distance data is obtained from the distance meters 34...., so that even if the pipe body 11 to be measured has a complicated bending state, its profile can be accurately grasped, and the measurement The traveling azimuth angle of the pig 12 can be easily determined. Also,
Since the angle meter 40 is mounted on the measurement pig 12 to obtain the rotation angle in the circumferential direction of the tube body 11 of the measurement pig 12, the rotation distance of the measurement pig 12 can be known, and thereby each distance meter It is possible to obtain accurate contact positions of the tube body 11 of 34.... In addition, by installing the inclinometer 39 on the measuring pig 12,
Similar to the conventional method, the change in the vertical direction with respect to the tube axis direction, that is, the subsidence profile of the tube body 11 can be determined. In addition, one preset counter 55 is provided for each of the four distance meters 34, and the count value of each distance meter is collected at the timing when the preset value is reached. Therefore, multiple pieces of data required at the same timing for each reference distance can be collected. can be collected simultaneously, which contributes to high accuracy when measuring profiles. Further, the reference distance can be obtained with one less latch means than the number of counters.

なお、上記実施例は差圧を利用して測定用ピグ
12を走行するようにしたが、該測定用ピグ12
に駆動モータを内蔵し自走式で走行する構成であ
つてもよい。また、距離計は4つとしたが、4つ
以上であつてもよい。また、測定用ピグ12が
CPU51を持つているので、予めデータ処理用
プログラムを作成しておけば、そのプログラムに
基づいてリアルタイムのデータ処理を行うことが
できる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施できる。
In addition, in the above embodiment, the measuring pig 12 is moved using the differential pressure, but the measuring pig 12
It may also be configured to have a built-in drive motor and run in a self-propelled manner. Further, although the number of distance meters is four, it may be four or more. In addition, the measurement pig 12
Since it has a CPU 51, if a data processing program is created in advance, real-time data processing can be performed based on the program. In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.

(発明の効果) 以上詳記したように本発明によれば、複雑な形
状変化を有する管体であつてもその管体の3次元
的なプロフイールを高精度に測定し得る管体のプ
ロフイール測定装置を提供できる。
(Effects of the Invention) As detailed above, according to the present invention, the three-dimensional profile of a tube can be measured with high precision even when the tube has complex shape changes. equipment can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第5図は本発明に係わる管体のプ
ロフイール測定装置の一実施例を説明するために
示したもので、第1図は測定用ピグの移送システ
ムの構成図、第2図は測定用ピグの内部構成図、
第3図は管体のプロフイール測定装置の電気的な
ハード構成図、第4図および第5図は測定用ピグ
の進行方位角度および被測定用管体の曲り半径等
を求めるための説明図である。 11……被測定用管体、12……測定用ピグ、
31……ピグ本体、32,33……カツプシー
ル、34(34A〜34D)……距離計、37…
…電池電源、39……傾斜計、40……角度計、
41……揺動体、42……バランスウエイト、5
1……CPU、55……プリセツトカウンタ、5
6B〜56D……カウンタ、57……ローパスフ
イルタ、61……ROM、62……RAM、63
……データ伝送部、64……ホストコンピユー
タ。
Figures 1 to 5 are shown to explain an embodiment of the tube profile measuring device according to the present invention. Figure 1 is a configuration diagram of a measuring pig transfer system, and Figure 2 is Internal configuration diagram of the measurement pig,
Figure 3 is an electrical hardware configuration diagram of the tube profile measuring device, and Figures 4 and 5 are explanatory diagrams for determining the traveling azimuth angle of the measuring pig and the bending radius of the tube to be measured. be. 11... Pipe body to be measured, 12... Measurement pig,
31...Pig body, 32, 33...Cup seal, 34 (34A to 34D)...Distance meter, 37...
...battery power supply, 39...inclinometer, 40...angle meter,
41... Rocking body, 42... Balance weight, 5
1...CPU, 55...Preset counter, 5
6B to 56D...Counter, 57...Low pass filter, 61...ROM, 62...RAM, 63
...Data transmission unit, 64...Host computer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 管体内を測定用ピグを走行させて管体のプロ
フイール用データを取得し、このデータに基づい
て管体のプロフイールを得る管体のプロフイール
測定装置において、 筒状ピグ本体、この筒状ピグ本体の外周部にほ
ぼ等間隔で配置され前記被測定用管体内面と転接
しながら回転距離を求める少なくとも4つの距離
計および前記筒状ピグ本体に内蔵された振子型角
度計および傾斜計等を備えた測定用ピグと、前記
4つの距離計の出力データを用いて前記筒状ピグ
本体の距離を含む方位角度を求める手段と、前記
振子型角度計の出力データから前記距離計の相対
位置を求める距離計位置取得手段と、前記傾斜計
の出力データから前記ピグ本体の管軸方向の傾斜
角度を得る傾斜角度取得手段とを備え、被測定用
管体の3次元的なプロフイールを得ることを特徴
とする管体のプロフイール測定装置。
[Scope of Claims] 1. A tubular body profile measuring device that runs a measurement pig inside the tubular body to obtain tubular profile data, and obtains the tubular profile based on this data, comprising: a cylindrical pig body; , at least four distance meters arranged at approximately equal intervals on the outer circumference of the cylindrical pig body and measuring the rotational distance while making contact with the inner surface of the tube to be measured; and a pendulum-type angle meter built into the cylindrical pig body. and a measuring pig equipped with an inclinometer or the like, means for determining the azimuth angle including the distance of the cylindrical pig body using the output data of the four distance meters, and the distance from the output data of the pendulum type angle meter. A rangefinder position acquisition means for determining the relative position of the meter, and an inclination angle acquisition means for determining the inclination angle of the pig body in the tube axis direction from the output data of the inclinometer. A pipe body profile measuring device characterized by obtaining a profile.
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