[发明专利]一种管道同轴度测量系统

说明书

一种管道同轴度测量系统，属于激光应用和同轴度测量技术领域。所述管道同轴度测量系统，包括激光发射器、激光接收器、PSD信号存储模块、通信模块和测量处理模块，激光接收器设置在被测管道的端部，激光发射器发射光束到激光接收器的输入端，激光接收器的输出端与PSD信号存储模块的输入端连接，PSD信号存储模块采集并记录激光接收器上激光点的位置坐标，PSD信号存储模块的输出端与测量处理模块的输入端连接，测量处理模块对所述激光点的位置坐标进行球面拟合得到被测管道圆心坐标，并比较所述被测管道圆心坐标与基准圆心坐标的偏离情况。所述管道同轴度测量系统能够实现非接触式的测量，能够进行高效、高精度的管道同轴度测量。

技术领域

本发明涉及激光应用和同轴度测量技术领域，特别涉及一种管道同轴度测量系统。

背景技术

管道在精密仪器制造、航空、航天和武器、测试等领域都有较为广泛的用途。如蒸汽管道、枪管、火炮身管、平行光管、蒸汽管道等，这些管道往往用于交换热能，输送高压流体，还可以制造支架，在加工或装配过程中往往会出现较大误差，目前我国的管道同轴度测量基本使用的使手工测量，测量精度和自动化程度低，难以满足现代高精度和高自动化的要求，而常用的直接利用光学象限仪测量精度较差，且成本较高。

发明内容

为了解决现有技术存在的测量精度低、自动化程度低、成本较高等技术问题，本发明提供了一种管道同轴度测量系统，能够实现非接触式的测量，能够进行高效、高精度的管道同轴度测量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种管道同轴度测量系统，包括激光发射器、激光接收器、PSD信号存储模块、通信模块和测量处理模块，所述激光接收器设置在被测管道的端部，所述激光发射器发射光束到激光接收器的输入端，所述激光接收器的输出端与PSD信号存储模块的输入端连接，所述PSD信号存储模块采集并记录激光接收器上激光点的位置坐标，PSD信号存储模块的输出端与测量处理模块的输入端连接，所述测量处理模块对所述激光点的位置坐标进行球面拟合得到被测管道圆心坐标，并比较所述被测管道圆心坐标与基准圆心坐标的偏离情况。

所述激光发射器发射的光束与被测管道的端部平面垂直。

所述激光接收器的输出端与PSD信号存储模块的输入端通过通信模块连接，所述PSD信号存储模块的输出端与测量处理模块的输入端通过通信模块连接。

所述通信模块为串口通信。

所述PSD信号存储模块设有显示屏。

所述激光接收器采用PSD位置传感器。

所述测量处理模块采用PC机。

上述管道同轴度测量系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、所述激光发射器发射光束，使光束作用在所述激光接收器上得到激光点一，所述PSD信号存储模块记录激光点一的位置坐标(x₁，y₁)；

步骤二、将被测管道同轴旋转3-5°，重复步骤一，得到激光点二的位置坐标(x₂，y₂)，依次将被测管道同轴旋转一周，所述PSD信号存储模块记录所有激光点的位置坐标(x_i，y_i)；

步骤三、将PSD信号存储模块记录的所有激光点的位置坐标(x_i，y_i)设定z坐标为0，得到所有激光点的三维位置坐标(x_i，y_i，0)，对三维位置坐标(x_i，y_i，0)进行球面拟合，得到被测管道圆心三维坐标(x₀，y₀，0)，进而得到被测管道圆心坐标(x₀，y₀)；