[发明专利]一种压力容器纵焊缝的棱角度测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种压力容器纵焊缝的棱角度测量方法，该方法包括：采集待检测压力容器纵焊缝表面轮廓点云集；采用二次曲线方程对焊缝表面轮廓点云集进行回归分析，计算焊缝轮廓曲线的椭圆标准参数；以回归的焊缝轮廓曲线的椭圆标准参数构建扩展卡尔曼滤波的状态更新方程；由扩展卡尔曼滤波器在焊缝轮廓曲线凸起最高点位置处估计值与压力容器圆筒件标准圆半径参数，计算参数棱角度值。所述装置包括激光轮廓采集模块、水平与竖直位移模块、数据处理模块显示模块。本发明提供的方法与装置为存在参数余高的参数棱角度提供非接触式测量方法，实现了压力容器纵焊缝的棱角度准确测量，可适用于各种尺寸下的压力容器纵焊缝的棱角度测量。

技术领域

本发明涉及票据检测技术领域，尤其涉及一种基于激光轮廓传感器的压力容器纵焊缝的棱角度测量方法及装置。

背景技术

压力容器纵焊缝棱角度作为纵焊缝表面参数之一，其数值准确测量是压力容器是否合格及安全运行的重要保障。

常见的压力容器纵焊缝棱角度测量方法包括传统焊缝尺接触式测量方法、基于传感的焊缝棱角度数显测量方法和基于视觉的焊缝棱角度测量方法。传统焊缝尺接触式测量方法如专利CN2158525、CN201892510U等，设计特定形状的尺规与压力容器表面接触，通过主尺刻度读取焊缝参数信息，该方法操作简单、直接，但其接触式测量法流程较为繁琐，测量效率较低。基于传感的焊缝棱角度数显测量方法如专利CN2555494等，利用位移传感器代替人工读数，在测量原理上与传统焊缝尺一致。基于视觉的焊缝棱角度测量方法如专利等CN109239081A，通过采集焊缝表面图像，并经过图像阈值分割、滤噪处理等图像操作，以图像特征点的形式计算棱角度，该方法为非接触式测量，但其棱角度测量指标未参考国标定义。

上述具体专利对比文件和相关文献为：

1)、“壳体纵向焊接接头检验尺”，专利号CN201892510U。该实用新型提供一种壳体纵向焊接接头检验尺，一根标有筒体规格的定尺、两个能够左右移动定位支撑和一根标有刻度、头部带尖动尺组成。该实用新型能测量一定规格范围内不同尺寸的壳体纵向焊接接头棱角度。但该实用新型不适用于存在余高的焊缝棱角度测量。

2)、“容栅式数显焊接棱角度错边量检测仪”，专利号CN2555494。该实用新型提供了一种用以测量焊接接头焊缝棱角度和错边量的容栅式数显焊接棱角度错边量检测仪，由水平测尺和垂直测尺以及液晶显示器等组成。该装置通过容栅传感器动栅数显单元的接口把测量值送入计算机或打印机进行数据处理、打印和显示，但其测量原理与上述焊缝尺一致，不适用于存在余高的焊缝棱角度测量。

3)、“基于结构光与视觉成像的焊缝质量参数检测方法”，专利号 CN109239081A。该发明涉及一种基于结构光与视觉成像的焊缝质量参数检测方法，包括：拍摄焊缝图像得到焊缝棱角度及错边量值该方法基于计算机图像处理对二维码图像进行图像获取、处理与校正，实现去除二维码图像上冗余图像信息的功能。

4)、中国核动力研究设计院的陈聪在2012年发表的论文《大型核化工储罐对接环焊缝棱角度分析》，该文章分析了棱角度产生的原因及控制方案，并利用经验公式计算出某核化工储罐环焊缝棱角度的最大允许值，可利用此方法初步判定棱角度是否超差。该方法只能初步判断正常工况下筒体环焊缝棱角度的最大允许值，并不能准确测量棱角度值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于激光轮廓传感器的压力容器纵焊缝的棱角度测量方法及装置，所述方法及装置可以准确计算包含参数余高与打磨余高后的压力容器纵焊缝的棱角度参数，能提高参数检测自动化与效率。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种压力容器纵焊缝的棱角度测量方法，包括：激光轮廓采集模块、水平与竖直位移模块、数据处理模块与显示模块；所述

A、采集待检测压力容器纵焊缝表面轮廓母材部分像素点坐标集合 (x_k,y_k)；