[发明专利]一种固定波纹管激光位移检测装置及其检测方法

说明书

本发明公开了一种固定波纹管激光位移检测装置及其检测方法。该装置包括波纹管、导轨、滑轮、轴承片、滑块、丝杆、横向驱动电机、旋转曲面驱动电机，波纹管外设置有相互平行的两个环形的导轨，滑轮设置于轴承片上，且滑轮与导轨配合运动，轴承片上设置有横向驱动电机，丝杆的两端分别通过轴承片与横向驱动电机的输出轴连接，丝杆上设置有滑块，滑块上搭载有激光测距传感器，轴承片上还设置有用于驱动所述滑轮沿所述导轨运动的旋转曲面驱动电机。本发明中，被检测的波纹管自身不需要运动，针对固定水平放置波纹管，通过控制激光传感器和导轨的位置可以同方位角度实现位移的测量或者裂缝的检测，成本低，检测结果更为广泛全面。

技术领域

本发明涉及了一种激光传感器调整位移对固定水平放置的波纹管进行检测的装置及方法，特别涉及一种通过导轨旋转利用激光传感器位移检测的装置及方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，管道被广泛应用于供暖、供热、石油和天然气输送及各种工业用品制造等领域。然而，由于运输过程中管道温度和压力的变化，导致管道产生热胀冷缩和移动变形，如果不能使这些变化得到补偿，将引起严重的管道运输安全事故。因此，膨胀节作为一种能够吸收由热胀冷缩引起的伸缩变形的弹性元件，可提高管道运输的可靠性和安全性，从而得到了广泛的应用。

波纹管膨胀节波距检测在国内报道不多，常规方法采用手工测量，效率低、测量精度差、劳动强度大，而且自动化程度也不高。江苏省特种设备安全监督检验研究院通过构建波纹管膨胀节测量装置的机械结构，采用激光三维扫描技术，实现了对波纹管膨胀节表面波形数据的点云化采集并通过最小二乘法和曲线拟合算法实现噪声的滤除和有效信号的提取，但是上述检测方法中波纹管或者静止或者在平面上旋转，通过安装在工业机器人上的激光三维扫描传感器可以在水平方向接近或远离波纹管，或者通过升降检测不同高度位置的的波纹管。其采用的激光三维扫描传感器价格昂贵，需要对云点数据进行算法上的筛选和拟合，而且该装置只能测量波纹管的轴向位移。但上述自动化检测方法不适用于水平放置固定的波纹管。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种激光传感器调整位移并通过旋转对波纹管进行检测的装置及方法，首先在水平放置固定的波纹管外部构建一个可进行扫描检测并包含导轨和丝杆的装置，再通过步进电机的控制，实现激光传感器对波纹管进行位移、裂缝的检测。本发明适合波纹管在工矿条件时的位移检测。

本发明采用如下技术手段：

一种固定波纹管激光位移检测装置，包括波纹管、导轨、滑轮、轴承片、滑块、丝杆、横向驱动电机、旋转曲面驱动电机，所述波纹管外设置有相互平行的两个环形的导轨，所述滑轮设置于轴承片上，且所述滑轮与所述导轨配合运动，所述轴承片上设置有横向驱动电机，所述丝杆的两端分别通过轴承片与横向驱动电机的输出轴连接，丝杆上设置有滑块，所述滑块上搭载有激光测距传感器，所述轴承片上还设置有用于驱动所述滑轮沿所述导轨运动的旋转曲面驱动电机。

更进一步地，所述轴承片上设置有四个滑轮，所述四个滑轮呈矩形布置，所述导轨包括直径不同的两个单体导轨，即内导轨和外导轨，所述内导轨和外导轨设置于波纹管的同一横截面上，其中两个滑轮与内导轨配合运动，另外两个滑轮与外导轨配合运动，使所述轴承片卡在内导轨和外导轨所形成的通槽处。

更进一步地，与所述内导轨配合的两个滑轮的转轴上设有齿轮，齿轮外套设有链条，其中一个滑轮的转轴与旋转曲面驱动电机的输出轴相连。

更进一步地，所述导轨为带轮齿的导轨，即内导轨的外侧和外导轨的内侧均设有轮齿。

本发明还提供一种固定波纹管激光位移检测装置的检测方法，包括：

波纹管在X轴、多角度平面方向的移动：通过横向驱动电机、旋转曲面驱动电机，控制激光传感器相对波纹管在X轴、多角度平面的移动；

对波纹管在水平方向的移动：搭载激光传感器的滑块通过丝杆连接导轨平台，步进电机通过滑块的移动控制对波纹管水平方向的检测；