[发明专利]一种管体内径激光扫描检测仪

说明书

本发明涉及一种管体内径激光扫描检测仪。检测仪包括激光测距传感器、旋转机构、轴杆、定位装置和控制器。激光测距传感器用于测量出其自身与目标物体的间距，旋转机构与激光测距传感器固定连接，用于驱动激光测距传感器按照预定的测距转角旋转，定位装置与旋转机构滑动连接，用于支撑旋转机构并使旋转机构的旋转轴始终与管体的中心轴平行。控制器用于处理激光测距传感器传输的信号，并控制旋转机构的运行状态。上述管体内径激光扫描检测仪通过定位装置对旋转机构支撑，以使激光测距传感器的激光发射方向始终与待测管体的中心轴平行，进而通过控制器自动测量管体内壁，不仅提高了管体内壁检测的效率，同时提高了检测的精确度。

技术领域

本发明涉及管体检测设备技术领域，特别是涉及一种管体内径激光扫描检测仪。

背景技术

火炮是现代战争里最常见的武器，一支军队拥有的火力是否强大，与火炮的质量密不可分。现代火炮研发和生产对于材料、工艺有着极为严苛的标准与要求。特别是火炮的关键部位炮管，由于需要大量使用碳镍铬铂系合金钢材料，加上炮用钢材的冶炼加工十分复杂，需要充分考虑抗高温、抗高压、抗磨损等各个技术环节。

在炮管生产完成后，需要对炮管性能进行检测，以确保炮弹可以安全准确发射。而在炮管投入使用后，由于炮弹发射产生的高温、高速、高压等环境条件，会对炮管造成不同程度的磨损。因此，对于炮管内径的椭圆度、内壁的磨损程度及身管实际内径的检测显得尤为重要。

由炮管检测延伸的管体测量中，大多以管体的实际内径为主。现有的管体检测装置难以实现对管体内壁的精确测量，同时检测步骤繁琐，效率低下。

发明内容

基于此，有必要针对管体内径扫描检测精确度低的问题，提供一种管体内径激光扫描检测仪。

一种管体内径激光扫描检测仪包括激光测距传感器、旋转机构、轴杆、定位装置和控制器。

激光测距传感器用于发射激光探测信号，通过接收由目标物体散射的回波信号，测量出其自身与目标物体的间距。旋转机构与激光测距传感器固定连接，用于驱动激光测距传感器按照预定的测距转角旋转。定位装置与旋转机构滑动连接，用于支撑旋转机构并使旋转机构的旋转轴始终与管体的中心轴平行。控制器用于处理激光测距传感器传输的信号，并控制旋转机构的运行状态。具体的，控制器用于：

a、获取管体的标准内径，根据标准内径在一个转换表中获取相应的测距转角。其中，转换表用于表征标准内径与测距转角的映射关系。

b、根据测距转角控制旋转机构驱动激光测距传感器旋转一周，获取激光测距传感器每旋转一个测距转角后所测量的间距。间距为在激光发射方向上激光测距传感器到管体内壁的距离。假设测距转角为θ₀，则旋转机构每次驱动激光测距传感器旋转θ₀，共探测出2π/θ₀个间距信号。

c、获取激光测距传感器的旋转半径。将每个测量的间距加上旋转半径作为测量的半弦。假设旋转半径为r，测量的间距记为A_i(i＝1,2,3，……，n)，则半弦可以表示为：

C_i＝a_i+r，(i＝1,2,3，……，n)。

d、将每隔180°测量的两个半弦相加作为弦，选取长度最大的弦作为管体的内径。弦长B_i可以表示为：

B_i＝C_i+C_i+180，(i＝1,2,3，……，n/2)。

若第m条弦长度最长，则B_m就是直径，B_m经过圆心。则虚拟直径D可以表示为：

D＝B_m。