RU2454627C1 - Apparatus for studying geometric defects of reservoirs using moire method - Google Patents
Apparatus for studying geometric defects of reservoirs using moire method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2454627C1 RU2454627C1 RU2011100563/28A RU2011100563A RU2454627C1 RU 2454627 C1 RU2454627 C1 RU 2454627C1 RU 2011100563/28 A RU2011100563/28 A RU 2011100563/28A RU 2011100563 A RU2011100563 A RU 2011100563A RU 2454627 C1 RU2454627 C1 RU 2454627C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- projector
- camera
- photographic camera
- turning
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к группе контрольно-измерительных приборов, а именно, является устройством для определения начальных геометрических несовершенств стенки цилиндрических резервуаров (вмятин, трещин, овальностей и т.д.).The invention relates to a group of instrumentation, namely, is a device for determining the initial geometric imperfections of the wall of cylindrical tanks (dents, cracks, ovality, etc.).
Известен метод измерения геометрических несовершенств резервуаров вручную с использованием различных измерительных устройств (Кузяков О.Н., Кучерюк В.И. Методы и средства измерения типологии поверхности, перемещений и деформаций. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - 172 с.). Метод получил широкое использование в дефектоскопии благодаря тому, что он позволяет довольно точно определить местонахождение и размеры дефектов. Главными недостатками данного метода являются его трудоемкость и соответственно большие потери времени и существенные денежные затраты при обследовании больших объектов.A known method of measuring the geometric imperfections of tanks manually using various measuring devices (Kuzyakov ON, Kucheryuk VI Methods and means of measuring the typology of the surface, displacements and deformations. - Tyumen: Tyumen State Petroleum University, 2002. - 172 S.). The method has been widely used in flaw detection due to the fact that it allows you to fairly accurately determine the location and size of defects. The main disadvantages of this method are its complexity and, accordingly, large losses of time and significant monetary costs when examining large objects.
Известен метод создания моделей резервуаров с дефектами по подобию настоящих (Тюрин Д.В. Моделирование вертикальных стальных резервуаров с несовершенствами геометрической формы. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. - 175 с.). Преимуществом данного метода является существенное снижение стоимости обследования объектов. Недостатками метода являются довольно трудоемкое изготовление точной модели резервуара и выбор подходящего материала для ее изготовления, а также связанная с этим невысокая точность определения геометрических несовершенств резервуара.There is a known method of creating models of tanks with defects in the likeness of the present (Tyurin D.V. Modeling of vertical steel tanks with imperfections of geometric shape. - Tyumen: Tyumen State Oil and Gas University, 2003. - 175 p.). The advantage of this method is a significant reduction in the cost of inspection of objects. The disadvantages of the method are the rather time-consuming production of an accurate model of the tank and the selection of suitable material for its manufacture, as well as the low accuracy of determining the geometric imperfections of the tank associated with this.
Известен метод использования муарового эффекта для измерения геометрических несовершенств резервуаров, а также несколько устройств, работа которых основана на использовании данного метода.A known method of using the moire effect for measuring geometric imperfections in tanks, as well as several devices whose operation is based on the use of this method.
Известно устройство определения деформаций поверхности, содержащее проектор со слайдом изображения сетки, видеокамеру, устройство ввода-вывода информации в ЭВМ, саму ЭВМ с видеоконтроллером и дисплеем (патент 2065570, 6 G01N 21/00, опубл. 20.08.96, Бюл. 23.Кучерюк В.И., Попов A.M., Колесников А.В. Электронно-проекционный способ измерения формы и перемещений поверхности объекта.).A device is known for determining surface deformations, comprising a projector with a slide image of a grid, a video camera, an input / output device for information in a computer, the computer itself with a video controller and a display (
Недостатками данного устройства являются его низкая степень автоматизации, низкая точность из-за использования устаревших технологий и связанная с этим трудоемкость определения топологии всей поверхности объекта.The disadvantages of this device are its low degree of automation, low accuracy due to the use of outdated technologies and the associated complexity of determining the topology of the entire surface of an object.
Известно устройство для определения топологии поверхности муаровым методом, содержащее проектор, видеокамеру, мини-лазер, контроллер, управляющий данными устройствами посредством связи с ЭВМ через модем и программу на ЭВМ, позволяющую моделировать муаровый эффект (патент 2267087, G01В 11/25, опубл. 27.12.2005, Бюл. 36. Кучерюк В.И., Кузяков О.Н., Дубатовка У.В. Устройство для определения топологии поверхности муаровым методом.).A device for determining the surface topology of the moire method, comprising a projector, a video camera, a mini laser, a controller that controls these devices by communication with a computer through a modem and a computer program that allows you to simulate the moire effect (patent 2267087, G01B 11/25, publ. 27.12 .2005, Bull. 36. Kucheryuk V.I., Kuzyakov O.N., Dubatovka U.V. A device for determining the surface topology by the moire method.).
Недостатком данного устройства является его неприспособленность к исследованиям резервуаров.The disadvantage of this device is its inability to research reservoirs.
Данное устройство является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.This device is the closest to the claimed and taken as a prototype.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является дальнейшее развитие технологии определения топологии поверхности объекта и адаптация его к применению в исследовании геометрических несовершенств цилиндрических резервуаров.The task to which the proposed technical solution is directed is the further development of the technology for determining the topology of the surface of the object and its adaptation to the application in the study of geometric imperfections of cylindrical tanks.
Техническим результатом применения предлагаемого технического решения является повышение точности измерения геометрических несовершенств цилиндрических резервуаров путем добавления механизма, обеспечивающего подъем-опускание устройства на нужную высоту, а также его поворот посредством шаговых электродвигателей.The technical result of the application of the proposed technical solution is to increase the accuracy of measuring geometric imperfections of cylindrical tanks by adding a mechanism for raising and lowering the device to the desired height, as well as its rotation by means of step motors.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство содержит проектор, фотокамеру и компьютер с модемной линией, соединенные между собой контроллером, обеспечивающим управление устройством, при этом проектор и фотокамера установлены на площадке, а указанная площадка имеет возможность осуществления вращательного и поступательного движения посредством шаговых электродвигателей, связанных с контроллером.The specified technical result is achieved by the fact that the device contains a projector, a camera and a computer with a modem line, interconnected by a controller that provides control of the device, while the projector and the camera are installed on the site, and this site has the ability to carry out rotational and translational motion by means of step motors, related to the controller.
Предлагаемое устройство позволяет исследовать при помощи компьютера топологию поверхности стенки резервуара с большей точностью по сравнению с устройством, принятым за прототип, за счет непрерывного сканирования нужного участка стенки, по заданной программе при различных внешних условиях и параметрах задания шагов мнимой и объектной сеток, расстояния от видеосистемы до плоскости и т.д., а также благодаря чувствительности метода и повышению его точности путем поворота эталонного растра в компьютерной программе.The proposed device allows you to study using a computer the topology of the surface of the tank wall with greater accuracy compared to the device adopted for the prototype, due to the continuous scanning of the desired section of the wall, according to a given program under various external conditions and parameters for setting steps of imaginary and object grids, distance from the video system to the plane, etc., as well as due to the sensitivity of the method and increasing its accuracy by rotating the reference raster in a computer program.
Общий вид устройства показан на фиг.1, на фиг.2 и фиг.3 показаны этапы процесса настройки устройства (юстировки), на фиг.4 показана схема принципа работы устройства.A general view of the device is shown in figure 1, figure 2 and figure 3 shows the steps of the process of setting up the device (adjustment), figure 4 shows a diagram of the principle of the device.
Устройство содержит механизм подъема-опускания и поворота платформы, в который входит труба 1 с прикрепленной к ней подвижной площадкой 2. На площадку 2 установлены фотокамера 6 и проектор 7. Поворот площадки 2 осуществляется посредством шагового электродвигателя 4. Подъем-опускание площадки 2 осуществляется посредством шагового электродвигателя 5. Поворот фотокамеры 6, для осуществления настройки устройства, производится при помощи шагового электродвигателя 3. Обеспечение электричеством фотокамеры 6, проектора 7, электродвигателя для поворота фотокамеры 3, электродвигателя для поворота площадки 4, электродвигателя 5 для подъема-опускания площадки 2 осуществляется посредством силового кабеля 8, проложенного внутри трубы 1. Управление шаговыми электродвигателями 3, 4, 5, проектором 7 и фотокамерой 6 осуществляется посредством контроллера 9, получающего сигналы через модемную линию связи 10 от компьютера 11.The device comprises a mechanism for raising, lowering and rotating the platform, which includes a pipe 1 with a
Обследование резервуара при помощи устройства проводится следующим образом.Inspection of the tank using the device is as follows.
Устройство устанавливают в резервуар 12, затем производят его юстировку. Юстировка заключается в том, что оптические оси 13 и 14 проектора 7 и фотокамеры 6 сводятся в одну точку. Перед проведением юстировки (фиг.2) оптические оси 13 и 14 проектора 7 и фотокамеры 6 параллельны. Проектором 7 нормально к исследуемой поверхности резервуара 12 проецируется изображение, в центре которого формируется сфокусированная светлая область. Затем, по сигналу компьютера 11, шаговый электродвигатель 3 поворачивает фотокамеру 6 на угол β до тех пор, пока светлая область не окажется ровно по центру изображения, снимаемого фотокамерой 6 (фиг.3). После этого фотокамера 6 фиксируется посредством остановки шагового электродвигателя 3.The device is installed in the
Образуемый прямоугольный треугольник (фиг.4) с вершинами в оптических центрах 13 и 14 проектора 7 и фотокамеры 6 в точке А имеет известный катет D, который является постоянной величиной установки.The formed right-angled triangle (Fig. 4) with vertices at the
Тогда расстояние H от проектора 7 до поверхности стенки резервуара 12 будет определено как:Then the distance H from the
Н=L+M=Dctgβ,H = L + M = Dctgβ,
где L - расстояние от проектора 7 до точки пересечения оптической оси 13 проектора 7 и середины темной линии сетки, м; M - расстояние от точки пересечения оптической оси 13 проектора 7 и середины темной линии сетки до стенки резервуара, м; D - расстояние между оптическими осями 13 и 14 проектора 7 и фотокамеры 6, м; β - угол поворота фотокамеры 6.where L is the distance from the
При этом угол β, заносимый в компьютер 11 после окончания юстировки, будет точно соответствовать числу импульсов, формируемых в компьютере 11 для управления шаговым электродвигателем 3, обеспечивающим поворот фотокамеры 6. Это позволит определить при помощи компьютера 11 угол поворота β фотокамеры 6 и расстояние Н до стенки резервуара 12.In this case, the angle β entered into the computer 11 after the end of the adjustment will exactly correspond to the number of pulses generated in the computer 11 to control the stepper motor 3, which rotates the
Далее осуществляется проецирование проектором 7 сформированного в компьютере 11 изображения эталонной сетки, состоящей из чередующихся темных и светлых линий с заданным шагом на поверхность стенки резервуара 12. Параметры сетки задаются в компьютере 11 и передаются при помощи модемной линии 10 на контроллер 9, а затем на проектор 7. Параметры сетки могут быть программно изменены, что повышает быстроту ее выбора.Next, the
Затем ведется прием при помощи фотокамеры 6 объектного растра. Фотокамера 6 осуществляет прием объектного растра и передает его в цифровом формате на компьютер 11. В компьютере 11, по заданной формуле, формируется картина муаровых полос, образованных при наложении светлых и темных линий «объектного» и «мнимого» растров, вычисляются центры полос, расстояния от них до стенки резервуара 12 и величины деформаций поверхности стенки резервуара 12. При этом для полученных двух соседних муаровых полос изменение расстояния от плоскости «мнимого растра» до исследуемой поверхности определяется по формуле:Then, an object raster is received with the
где а - шаг линий проектируемой на поверхность сетки, m - масштаб проекции сетки в плоскости «мнимого растра», ψ1 и ψ2 - углы освещения и наблюдения «мнимого растра» соответственно.where a is the step of the lines projected onto the surface of the grid, m is the scale of the projection of the grid in the plane of the "imaginary raster", ψ 1 and ψ 2 are the angles of illumination and observation of the "imaginary raster", respectively.
Далее происходит переориентация системы на другой участок стенки резервуара 12. Сигналы для переориентации поступают на контроллер 9 с компьютера 11, и тот подает сигнал шаговым электродвигателям 3, 4, 5, которые начинают вращать, поднимать, опускать площадку 2 с проектором 7 и фотокамерой 6 таким образом, что переориентируют устройство на другой участок стенки резервуара 12. Далее проводится юстировка, проецирование на участок эталонной сетки, прием фотокамерой 6 «рабочего растра» и вновь переориентирование системы. Эти процессы будут повторяться до тех пор, пока не будет изучена вся поверхность исследуемого резервуара 12.Next, the system is reoriented to another part of the wall of the
В итоге, после обследования всей поверхности резервуара 12 на компьютере 11 формируется суммарная картина топологии поверхности стенки резервуара 12, анализируя которую можно определить его геометрические несовершенства (сколы, вмятины, овальности и т.д.).As a result, after examining the entire surface of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011100563/28A RU2454627C1 (en) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Apparatus for studying geometric defects of reservoirs using moire method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011100563/28A RU2454627C1 (en) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Apparatus for studying geometric defects of reservoirs using moire method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2454627C1 true RU2454627C1 (en) | 2012-06-27 |
Family
ID=46681943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011100563/28A RU2454627C1 (en) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Apparatus for studying geometric defects of reservoirs using moire method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2454627C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2531457C1 (en) * | 2013-08-05 | 2014-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Automated spinal diagnostic apparatus based on shadow moire method |
RU2581722C1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Method of determining values of deformations of walls of vertical cylindrical reservoir |
RU2583852C2 (en) * | 2014-07-11 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Graph-projection moire method of measurement |
RU2787094C1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-12-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Виббридж" | Method for controlling the geometry of oil tanks |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU567945A1 (en) * | 1975-11-06 | 1977-08-05 | Московское Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Имени Н.Э.Баумана | Apparatus for measuring deformation of thin-wall cylindrical casings |
US4185918A (en) * | 1975-08-27 | 1980-01-29 | Solid Photography Inc. | Arrangement for sensing the characteristics of a surface and determining the position of points thereon |
RU32604U1 (en) * | 2001-06-06 | 2003-09-20 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Device for determining the surface topology by the moire method |
RU2267087C1 (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Device for determining topology of surface |
-
2011
- 2011-01-11 RU RU2011100563/28A patent/RU2454627C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4185918A (en) * | 1975-08-27 | 1980-01-29 | Solid Photography Inc. | Arrangement for sensing the characteristics of a surface and determining the position of points thereon |
SU567945A1 (en) * | 1975-11-06 | 1977-08-05 | Московское Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Имени Н.Э.Баумана | Apparatus for measuring deformation of thin-wall cylindrical casings |
RU32604U1 (en) * | 2001-06-06 | 2003-09-20 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Device for determining the surface topology by the moire method |
RU2267087C1 (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Device for determining topology of surface |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кузяков О.Н. Разработка методов и средств автоматизированного контроля перемещений, деформаций и скорости внутренней коррозии при эксплуатации объектов транспорта и хранения жидких углеводородов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М., 2003, 37 с. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2531457C1 (en) * | 2013-08-05 | 2014-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Automated spinal diagnostic apparatus based on shadow moire method |
RU2583852C2 (en) * | 2014-07-11 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Graph-projection moire method of measurement |
RU2581722C1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Method of determining values of deformations of walls of vertical cylindrical reservoir |
RU2787094C1 (en) * | 2022-02-15 | 2022-12-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Виббридж" | Method for controlling the geometry of oil tanks |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Farahani et al. | A coupled 3D laser scanning and digital image correlation system for geometry acquisition and deformation monitoring of a railway tunnel | |
US8085296B2 (en) | Method and apparatus for measuring an operating position in a remote inspection | |
CN101571379B (en) | Method for measuring diameter and straightness accuracy parameters of seamless round steel pipe | |
CN204730814U (en) | A kind of parts passer based on line laser three-dimensional measurement | |
CN104677301B (en) | A kind of spiral welded pipe pipeline external diameter measuring device of view-based access control model detection and method | |
CN104315979B (en) | Three-dimensional scanner and three-dimensional scanning method | |
JP2018181235A (en) | Report generator, wind power generation equipment inspection system, program, and method for generating inspection report of wind power generation equipment | |
CN111457848B (en) | Method and system for measuring displacement through coordinate change between adjacent monitoring points | |
JP2007277813A (en) | Method and device for changing construction plan using three-dimensional laser scanner | |
RU2454627C1 (en) | Apparatus for studying geometric defects of reservoirs using moire method | |
CN110186383B (en) | Monocular camera deflection measuring method based on target point elevation angle change | |
CN105302961A (en) | Three-dimensional photography technology based folded pipe field measurement method | |
JP6752407B2 (en) | Structure inspection equipment | |
WO2022078440A1 (en) | Device and method for acquiring and determining space occupancy comprising moving object | |
CN108895992A (en) | A kind of laser scanning device and application method for distress in concrete fracture surface roughness | |
CN107796718A (en) | Brineling system and method | |
JP3514469B2 (en) | 3D object measurement system using laser | |
CN114279324A (en) | All-dimensional intelligent detection method for appearance quality of prefabricated part | |
CN106872486A (en) | A kind of large volume dry concrete wall detection method of surface flaw | |
Wang et al. | Fine detection technology of rock mass structure based on borehole acousto-optic combined measurement | |
CN104822026A (en) | Camera attitude control method used for nuclear power station containment vessel defect detection and device thereof | |
KR102567163B1 (en) | System for operating an imaging device, damage analysis and evaluation of structures | |
KR102240507B1 (en) | Apparatus for inspecting inside of manhole and method for inspecting manhole using the same | |
JP2019056671A (en) | Wall surface damage inspection device | |
Cardaci et al. | Image-based 3D modeling vs laser scanning for the analysis of medieval architecture: the case of St. Croce church in Bergamo |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150112 |