一种实现钢管壁厚偏差测量的自动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及钢管等环形型材的壁厚测量领域，具体来说是一种实现钢管等型材的壁厚偏差测量的自动装置，解决目前管壁测量效率低、操作复杂的问题。根据软件处理前得到的钢管截面照片，通过截取照片有效图形区域，并导入本发明专利技术设计的自动化程序中，实现钢管壁厚偏差数据的采集，并拟合得到壁厚差曲线；对图像信息数学形态学相关操作，得到钢管内圈轮廓并进行了内圈圆度评定。本发明专利技术可以自动化拟合钢管壁厚偏差，并评定钢管壁厚不均程度，测量效率高，操作简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实现钢管等环形型材的壁厚偏差测量的自动装置。
技术介绍
环形型材的壁厚偏差测量，广泛应用于石油、造船、水电、化工、机械制造等工业部门。应用本文介绍的自动装置来测量钢管环形壁厚偏差，可以降低测量成本，减少测量时间和工作量，并满足更高的精度要求。目前，钢管壁厚测量有常规测量方法和专门测量的仪器，常规的钢管壁厚的测量方法是利用卡尺的量具反复测量并记录，这种测量方法花费的人力资源大而且测量精度不高，不适于当前钢管行业自动化的大趋势；而应用专门的测量仪器，利用超声波、电磁原理制成，比如管道壁厚测量仪，这种测量设备价格高且操作要求高。这种钢管壁厚偏差测量装置步骤是：先用扫描仪或者照相机扫描钢管截面得到钢管截面图，再在软件上进行图像处理，得到壁厚变化数据，并得到内圆最大内切圆数据，最后进行标定和分析数据。
技术实现思路
为了克服上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种能实现钢管壁厚偏差测量的自动装置，解决现有技术中壁厚测量操作复杂的问题，提高测量效率。本专利技术的技术方案是：一种实现钢管壁厚偏差测量的自动装置的操作，包括如下步骤：1)根据钢管的粗略直径，选择合适像素和尺寸的扫描仪或者照相机；2)粗略调节上述仪器的拍摄角度，为增强对比需调整拍摄时的背景，得到钢管的截面图；3)将得到的截面图导入程序处理装置；4)将钢管截面图像灰度化并得到其轮廓二值化图像数组数据；5)利用数学形态学处理，得到钢管截面的外圈轮廓像素数组和内圈轮廓像素数组；6)对于装置得到的照片应用本专利技术设计的软件程序进行处理，每隔一定角度采集钢管截面轮廓上的数据点，从而得到壁厚偏差数据，进行壁厚数值拟合得到壁厚偏差曲线；7)最后应用本专利技术的程序对连轧钢管的内圈进行圆度评定。所述步骤2)中，拍摄钢管截面时，应使拍摄装置尽量垂直与截面。所述步骤3)中，在本装置所拍摄的图片中若钢管截面图所占区域小，则用本专利技术建议的软件程序把钢管截面图截取出来，以提高分析的准确度和节约软件处理计算时间。所述步骤4)中，利用图像边缘检测canny算子检测得到灰度图像的轮廓。所述步骤5)中，利用数学形态学中的腐蚀和膨胀，形态学开操作和闭操作，去掉图像中噪声信号以及实现图像细化，从而分别提取钢管截面的内圈与外圈轮廓像素图。所述步骤6)中，进行单位标定，将钢管截面图测量出来的壁厚或直径信息反映为真实的壁厚或直径。所述步骤7)中，由于连轧钢管内圈一般是多边形形状，本专利技术可以利用程序得到内圈轮廓的最大内切圆和最小外接圆的直径，从而实现钢管内圈的圆度评定。本专利技术的有益效果是：1、采用本专利技术，使得壁厚测量从硬件要求高更多的转移到软件处理上来，从而提高生产自动化率，并且测量精度达到一定要求，对钢管壁厚进行了数值拟合以及评定钢管内圈圆度。2、本专利技术操作简单，所得数据可以自动化处理，效率高。附图说明图1为钢管壁厚自动测量装置示意图。图2为一张钢管截面边界轮廓图。图3为一张钢管内圈轮廓与其内切圆示意图。具体实施方式以下结合附图来说明本专利技术的具体实施方式。图1所示本专利技术所设计的装置示意图，它包括钢管、拍摄装置及程序处理装置3个部分。以一张扫描后得到的钢管截面图来说明，图2所示本专利技术处理后的钢管轮廓图。将原始图像有用信息区域截取下来，将图像二值化、锐化、去掉图像噪声，再edge函数的“canny”算子得到图像轮廓图，其像素数据存储体现为大型稀疏矩阵，取出大圆像素坐标作其最小二乘圆得到其圆心坐标。以大圆的圆心为中心，每隔一定角度测得一组壁厚值，用数值分析方法可以模拟出壁厚值变化的总体走势图。图3所示为钢管内圈圆度评定时所用的示意图。钢管截面图经过数学形态学操作后，可以得到去掉噪声后的钢管内圈轮廓像素矩阵值，应用本专利技术设计的程序得到内圈的最小内切圆，从而可以检查内圈的圆度。结果表明，本专利技术实现了钢管等型材的壁厚偏差的测量，测量简单，拟合后的偏差值与真实值所绘图形状基本一致，测量效率高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现钢管等环形型材的壁厚偏差测量的自动装置，其特征在于，包括如下步骤：1)根据钢管等环形型材的粗略直径，选择合适像素和尺寸的扫描仪或者照相机；2)粗略调节上述仪器的拍摄角度，为增强对比需调整拍摄时的背景，得到钢管的截面图；3)将得到的截面图导入程序处理装置：4)将钢管截面图像灰度化并得到其轮廓二值化图像数组数据；5)利用数学形态学，得到钢管截面的外圈轮廓像素数组和内圈轮廓像素数组；6)对照片应用本专利技术设计的软件程序进行处理，每隔一定角度采集钢管截面轮廓上的数据点，从而得到壁厚偏差数据，进行壁厚数值拟合得到壁厚偏差曲线；7)最后应用本专利技术的程序对连轧钢管壁厚不均程度进行评定。

【技术特征摘要】
1.一种实现钢管等环形型材的壁厚偏差测量的自动装置，其特征在于，包括如下步骤：1)根据钢管等环形型材的粗略直径，选择合适像素和尺寸的扫描仪或者照相机；2)粗略调节上述仪器的拍摄角度，为增强对比需调整拍摄时的背景，得到钢管的截面图；3)将得到的截面图导入程序处理装置：4)将钢管截面图像灰度化并得到其轮廓二值化图像数组数据；5)利用数学形态学，得到钢管截面的外圈轮廓像素数组和内圈轮廓像素数组；6)对照片应用本发明设计的软件程序进行处理，每隔一定角度采集钢管截面轮廓上的数据点，从而得到壁厚偏差数据，进行壁厚数值拟合得到壁厚偏差曲线；7)最后应用本发明的程序对连轧钢管壁厚不均程度进行评定。2.如权利要求1所述的钢管等型材的壁厚偏差测量的自动装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐华平，唐海红，姜永正，许方炜，邓赛帮，彭旋，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43