[发明专利]一种小孔径滑膛长身管内径测量装置及方法

摘要

本发明涉及滑膛管内径测量系统，针对现有技术存在的问题，提供一种小孔径滑膛长身管内径测量装置及方法。本发明中计算机向数字采集卡传送数字控制信号，由数字输出通道向两只光纤光开关发送数字控制信号，进行同步切换。完成通道切换后，光从光纤探头向待测管内圆截面发射，经内圆截面反射后成为信号光，与光纤探头端面反射的参考光进行光干涉；光干涉信号经同轴传输后经第二光纤光开关送入光电探测器进行记录，并通过计算机计算得到探头前端至待测管内圆截面的距离；结合以标准光面环规内径作为参照获得的数据，可得到待测管内圆截面的多个测点的极坐标，利用椭圆拟合极坐标得到管待测截面内径。

主权项

1.一种小孔径滑膛长身管内径测量装置，其特征在于包括：测头机构，可在待测管内部进行定心，接收测量主机发送的光，并将光干涉信号返回至测量主机；测量主机，用于控制光纤链路的切换，根据计算机发送的数字控制信号，其数据采集卡的数字输出通道向第一、第二光纤光开关发送数字控制信号，进行光纤链路的同步切换；完成第一、第二光纤光开关对应通道同步切换后，光源发射的光依次经过第一光纤光开关、光纤环形器输出至指定的光纤探头；光从光纤探头向待测管内壁发射，经待测管内壁反射后成为信号光，与光纤探头端面反射的参考光进行光干涉，然后将光纤探头的光干涉光强信号送入光电探测器；光电探测器，用于记录测量主机输出的光干涉光强信号，并将干涉光强信号传递给计算机；计算机，用于向测量主机中的数字采集卡传送数字控制信号，并同时接受光电探测器传递的干涉光强信号进行数据处理，得到待测管内圆截面内径，即小孔径滑膛长身管内径；所述测头机构包括用于使测头机构几何中心与待测管内圆截面中心重合的定心机构、用于安装光纤探头的光学测量机构以及光纤探头；其中所述定心机构圆柱面与光学测量机构圆环面套接；所述定心机构包括两组三点定位装置、设置为中空圆柱体的机构主体、隔离板和后盖；所述中空圆柱体一端面为空、一端为一封闭圆柱体；所述三点定位装置包括两组定心支脚、两个锥形滑块以及两个弹簧；每组定心支脚数量至少为3个；所述定心支脚底端为外径大于机构主体侧面通孔内径的半球体，半球体平面中心上设置圆柱体，所述圆柱体轴线与半球体轴线重合；圆柱体另一平面上设置直径与圆柱体直径相同的半球体，所述半球体轴线与圆柱体轴线重合；锥形滑块是锥体与圆柱体一端面重合的结构，其中锥体与圆柱体底面轴线重合；光纤探头数量不少于5个；所述测量主机包括数据采集卡、光源、第一光纤光开关、与第一光纤光开关输出端口对应数量的光纤环形器以及第二光纤光开关；第二光纤光开关输入端口数量与光纤环形器数量对应。