[发明专利]圆环器件的管径测量系统及其测量方法

说明书

本发明公开一种圆环器件的管径测量系统，其包括图像处理模块、驱动装置、控制模块、测量装置及计算模块，所述图像处理模块采集圆环器件的图像以获取圆环器件的姿态数据，并将所述姿态数据转换为所述驱动装置的坐标数据，所述控制模块根据所述坐标数据控制所述驱动装置以驱动所述测量装置运动至测量位置，所述测量装置采集其与圆环器件管壁间的间距数据，所述计算模块根据所述间距数据计算得到圆环器件的管径值。本发明还提供一种采用该圆环器件的管径测量系统的测量方法。本发明提供的圆环器件的管径测量系统及其测量方法可降低人的劳动强度，提高检测效率和精度，减少人为检测误差。

【技术领域】

本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种圆环器件的管径测量系统及其测量方法。

【背景技术】

目前，钢管作为一种多功能的经济断面钢材，在国民经济各部分中的应用愈来愈广泛。随着管道现场焊接施工技术的不断进步，对钢管管径的要求也不断提高，特别是对管端，其内外径和管端不圆度的要求极为严格。因为当两管在野外或海洋中进行配管焊接施工时，如果钢管的管端直径和不圆度符合要求，焊接能顺利地完成；反之，会造成两管对焊困难，即使能勉强对焊在一起，也会产生很大的残余应力，致使焊缝处的机械性能下降，降低管道的安全性，特别是对于输送大量易燃易爆物质的油气输送管道。由于油气输送管道要承受几十甚至上百个大气压的内压，如果焊缝的机械性能不好，极易发生泄漏、爆炸事故。尤其是深海管线管，管道受洋流、潮汐、海浪的影响，对焊接效果要求更高，而且一旦断裂会导致原油泄漏，发生海洋污染事件，产生巨大的生态污染，造成严重的经济损失。因此，在钢管生产中，钢管的内外径、壁厚及不圆度在保证管道施工进度和质量方面具有重要意义。

由于生产工艺的限制，内外径不合格的钢管依然存在。为了筛选出合格的钢管，同时严格监控大口径钢管的生产质量，有必要对钢管管端的内径、外径及不圆度进行检测。然而，现有技术中管端内外径的测量主要依靠卡尺和千分尺等手工量具，这种测量方式受生产环境、量具精确度和操作人员因素的影响较大，不仅测量精度低、速度慢、效率低，工人劳动强度大，而且每个截面最多测量四组数据，无法充分反映管端不圆度情况。此外，对于工业管材生产线上的应用，其劳动力成本太高，也无法实现智能化和自动化的生产流水线。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种可提高检测效率和精度，减少人为检测误差的圆环器件的管径测量系统及其测量方法。

本发明的技术方案如下：

一种圆环器件的管径测量系统包括图像处理模块、驱动装置、控制模块、测量装置及计算模块，其中，

所述图像处理模块用于采集圆环器件的图像以获取圆环器件的姿态数据，并将所述姿态数据转换为所述驱动装置的坐标数据；

所述控制模块用于根据所述坐标数据控制所述驱动装置；

所述驱动装置用于驱动所述测量装置运动至测量位置；

所述测量装置用于采集其与圆环器件管壁间的间距数据；

所述计算模块用于根据所述间距数据计算得到圆环器件的管径值。

优选的，所述测量装置可绕一测量中心线旋转，所述测量中心线与圆环器件的中心轴线平行，所述间距数据为所述测量装置旋转至不同位置所获取的其与圆环器件管壁间的多个间距数据，根据所述多个间距数据可获得多个管径测量值，所述计算模块根据所述多个管径测量值计算得到圆环器件的管径值。

优选的，所述计算模块的数据处理算法为：设所述测量装置每次旋转的角度为θ，则旋转一周的次数为N＝2π/θ，每次的管径测量值为Ri，在极坐标下：Xi(θ)＝Ri(θ)*cosθ；Yi(θ)＝Ri(θ)*sinθ，设圆环器件管径实际的圆心为(X0，Y0)，则根据公式计算出(X0,Y0)；根据公式计算得到圆环器件的管径值。