[实用新型]基于激光测距的大口径管道在线测径装置

说明书

本实用新型为一种基于激光测距的大口径管道在线测径装置，包括基架、升降驱动机组和第一激光测距阵列；所述基架的中部具有凹槽，使基架呈倒凹字型，待测量管道位于凹槽内；第一激光测距阵列包含至少三个等间距的激光测距传感器，第一激光测距阵列位于基架的一侧，每个激光测距传感器的测量点均位于待测量管道的水平中轴面上；基架的四个端角均设有升降驱动机组。该装置通过测量待测量管道外表面到激光测距传感器之间的距离，得到待测量管道的管径，用于管道生产过程中对管径的实时测量，能够同时满足管道直径、圆度的在线测量和实时显示。

技术领域

本实用新型属于管道测量技术领域，具体是一种基于激光测距的大口径管道在线测径装置，尤其适用于螺旋焊管的管径测量。

背景技术

管径和圆度是影响大口径管道性能和质量的主要因素，尤其对于以螺旋焊管为代表的焊接钢管，其直径波动与圆度偏差直接影响产品的性能与质量，因此在制备过程中对大口径管道的直径与圆度进行实时测量是需要解决的技术问题。

目前，普遍采用卡尺、千分尺、卷尺、周径尺等量具对扩径管道直径进行手工测量，但是上述传统的测量方法受生产环境、量具精确度和操作人员测量是否规范的影响较大，因此存在测量精度低、测量速度慢、测量效率低、工人劳动强度大等缺点，无法充分反映生产过程中整个大口径管道的外径情况。除了上述传统的测量方法外，还可以采用大直径测径仪对大口径管道的直径进行测量，大直径测径仪可以适应不同直径范围的管道，并且检测精度较高，但是大直径测径仪的体积庞大，检测时不能存在遮挡物，大直径测径仪成本高昂，维护费用昂贵，而且对生产环境有较高要求，不能适用于生产过程中的实时测量。

申请号为202020531259.X的专利公开了一种扩径管道直径及圆度在线监测装置，该装置包括底座、机架、计算机、管道直径测量组件及管道圆度测量组件；针对扩径管道的直径测量，该专利提出使用软尺、软尺收紧装置、拍照相机、激光发生器来完成扩径管道的周长数据采集，过程可简要概括为收紧软尺贴紧管道表面，激光发生器标定软尺数据，拍照相机拍摄软尺图片并把得到的数据发给计算机，计算机通过对数据进行求差处理得到周长，根据周长公式L＝2πR处理得到扩经管道直径并显示到计算机交互界面上；针对圆度则使用四只激光测距装置进行四个方向上平行于扩经管道横截面的扫描，将扫描的数据发给计算机，计算机通过数据拟合得到扩经管道圆度并显示在计算机交互界面上。该装置存在的缺点为：1)该装置只能在管道生产完毕后进行检测，许多工厂可能需要在管道生产的过程中就进行检测，因此适用范围有限。2)该装置的直径测量方式十分繁琐，当测量一个管道时，便需要复位软尺电机，放入管道，开启软尺电机收紧软尺使其紧贴管道表面，然后开启测量，测量完成后复位软尺电机，其过程过于繁琐。3)该装置的直径测量方式精确度不高，该装置使用软尺这一测量工具，其测量精度受仪器限制不可能达到很高的程度，且当管道表面并不平整或者管道出现局部变形时将极大影响测得的直径数据的真实性。

申请号为202021193397.8的专利公开了一种可移动式多规格管道直径及圆度在线快速检测装置，包括行走机构、检测机构以及轨道机构。该装置主要特点有两点：一是为管道检测装置增加了移动的能力，使其可以自动对管道的全部横截面做检测并得到数据；二是使用角度传感器结合传动机构实现对不同直径的管道做直径和圆度的测量。该装置存在的缺点为：1)管道测量装置移动测量会给测量过程带来许多误差，而该专利未叙述这部分误差的类型与解决方案。2)该装置无法保证管道直径和圆度是否被精确测量，该装置并未提到如何保证管道和专利提到的管道测量装置的同轴问题，如果无法保证管道在检测过程中与管道测量装置同轴，那么其测量的数据将全部不能使用。

因此，针对大口径管道管径及圆度测量的实际需求，亟待一种高精度、无接触、在线监测装置生产过程中进行直径和圆度的实时测量。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提出一种基于激光测距的大口径管道在线测径装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：