一种管材管壁厚度测量装置及测量方法制造方法及图纸

技术编号:20358280 阅读:74 留言:0更新日期:2019-02-16 14:36
本发明专利技术公开了一种管材管壁厚度测量装置,包括固定待测量的管材的固定支架,旋转支架,第一距离传感器和第二距离传感器,以及处理器;旋转支架可带动第一距离传感器和第二距离传感器绕旋转中心轴旋转,第一距离传感器测量和管材内壁之间的第一距离,第二距离传感器测量和管材外壁多个位置点之间的第二距离;处理器根据第一距离和第二距离获得管材管壁的厚度。本发明专利技术中的测量装置,可在对管材管壁进行非接触测量,避免了距离传感器在旋转测量过程中摩擦阻力带来的干扰;可以广泛应用于金属、塑料以及其他不透光材料的管材的测量;且结构简单,易于安装,能够快速准确的测量出管材厚度。本发明专利技术中还提供了一种管材管壁测量方法,具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种管材管壁厚度测量装置及测量方法
本专利技术涉及管材质量检测
,特别是涉及一种管材管壁厚度测量装置以及管材管壁厚度测量方法。
技术介绍
在建筑行业中常常需要用到对管材结构的管壁厚度进行测量。现有采用最广泛的壁厚检测方式是采用自动/人工管口卡口测量的接触式测量方法。该测量方式主要由固定支架、旋转支架、钳口型卡口和测量传感器组成;由固定支架直接固定管口,安装在旋转支架上的卡口直接对管壁进行夹持,然后旋转支架带动卡口沿着管壁旋转一周,由千分表或其它位置/压力传感器完成实际壁厚测量工作(如公开号CN205607357U的或CN203550860U技术专利,其为卡口的形式之一)。而常见的非接触壁厚测量方式有脉冲涡流测量、超声波探测、激光折射的方式。其中,脉冲涡流以及超声波探测常用于金属材料的厚度探测。而激光折射方式由光电无机发生装置、反射板、接收器等装置测量计算经过两次折射后的角度变化,从而测量壁厚,但只用于透明或半透明的玻璃等无机材料(如公开号为CN106017340A的专利技术专利)。超声波检测方法可用于塑料管的壁厚,但超声波检测方式一方面是需要清洁管道面并施加耦合剂,操作繁琐。另一方面是超声波检测测量以及读数较慢,检测时间长(超声波检测方法可参考公开号为CN103134449A的失效专利)。由此可见,目前对管材进行测量的方式均存在一定的局限性,且测试装置复杂成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种管材管壁厚度测量装置以及管材管壁厚度测量方法,解决了目前对管材管壁厚度测量存在局限性,且测试成本高的问题。为解决上述技术问题,本专利技术提供一种管材管壁厚度测量装置,包括固定待测量的管材的固定支架,旋转支架,设置在所述旋转支架上的第一距离传感器和第二距离传感器,以及处理器;其中,所述旋转支架可带动所述第一距离传感器和所述第二距离传感器绕旋转中心轴旋转,且所述旋转中心轴和所述管材的中心轴平行,所述旋转中心轴和所述管材的中心轴之间的距离小于所述管材内径;所述第一距离传感器的第一测量方向指向所述管材内壁,且和所述旋转中心轴不平行,所述第一测量方向可随所述第一距离传感器的旋转而改变,以便所述第一距离传感器测量和所述管材内壁多个位置点之间的第一距离;所述第二距离传感器的第二测量方向指向所述管材外壁,且和所述旋转中心轴不平行,所述第二测量方向可随所述第二距离传感器的旋转而改变,以便所述第二距离传感器和所述管材外壁多个位置点之间的第二距离;所述处理器和所述第一距离传感器以及所述第二距离传感器相连接,根据所述第一距离和所述第二距离获得所述管材管壁的厚度。其中,所述第一距离传感器和所述第二距离传感器均为激光传感器;其中,所述第一距离传感器和所述第二距离传感器在所述旋转支架上相对于所述旋转中心轴的距离可调,所述第一距离传感器和所述第二距离传感器的测量方向均可调。其中,所述第一距离传感器和所述第二距离传感器以及所述旋转中心轴位于同一平面内,且所述第一距离传感器和所述第二距离传感器分别位于所述旋转中心轴两侧。其中,所述旋转支架上还设置有测量所述第一距离传感器与所述第二距离传感器分别和旋转中心轴之间距离的距离测量装置。本专利技术还提供了一种管材管壁厚度测量方法,采用上任一项所述的管材管壁厚度测量装置,包括:预先获得第一距离传感器和第二距离传感器的角度参数以及距离参数,并将待测的管材之间固定在固定支架上;其中,所述角度参数包括所述第一距离传感器和所述第二距离传感器的测量方向分别和旋转中心轴之间的夹角,所述距离参数为所述第一距离传感器和所述第二距离传感器的分别和所述旋转中心轴之间的距离;控制旋转支架带动第一距离传感器和第二距离传感器以所述旋转中心轴旋转;获得所述第一距离传感器旋转时测量的多个第一距离和所述第二距离传感器旋转时测量的多个第二距离;根据多个所述第一距离和多个所述第二距离、所述角度参数以及所述距离参数获得所述管材的管壁厚度。其中,所述第一距离传感器测量所述第一距离的步骤包括:所述旋转支架带动所述第一距离传感器每旋转预设角度,所述第一距离传感器测量一组所述第一距离传感器和管材内壁的第一距离;所述旋转支架带动所述第二距离传感器每旋转预设角度,所述第一距离传感器测量一组所述第二距离传感器和管材内壁的第二距离。其中,所述根据所述第一距离和所述第二距离获得所述管材的管壁厚度包括:根据每组所述第一距离以及对应的旋转角度,可获得所述管材内径圆的极坐标(d1+ρnsinα1,θn),其中,d1为所述第一距离传感器的距离参数,ρn为第n组第一距离,α1为所述第一距离传感器的角度参数,θn为第n组第一距离对应的旋转角度;根据每组所述第二距离以及对应的旋转角度,可获得所述管材外径圆的极坐标(d2-rnsinα2,θn),其中,d2为所述第一距离传感器的距离参数,rn为第n组第二距离,α2为所述第二距离传感器的角度参数,θn为第n组第二距离对应的旋转角度,n为正整数;根据所述内径圆的极坐标(d1+ρnsinα1,θn)和所述外径圆的极坐标(d2-rnsinα2,θn),拟合获得所述管材的内径圆和外径圆;根据所述内径圆和所述外径圆的半径获得所述管材的管壁厚度。其中,所述根据所述第一距离和所述第二距离获得所述管材的管壁厚度包括:按照预设条件剔除异常的第一距离和第二距离;选定最大的第一距离和第二距离以及最小的第一距离和第二距离;根据公式D1=(ρmax+ρmin)sinβ1+2d1,获得所述管材内壁直径大小;其中,D1为管材内壁直径,ρmax、ρmin分别为最大和最小的第一距离,α1为所述第一距离传感器的角度参数,d1为所述第一距离传感器的距离参数;根据公式D2=(rmax+rmin)sinα2-2d2,获得所述管材外壁直径大小;其中,D2为管材外壁直径,rmax、rmin分别为最大和最小的第二距离,α2为所述第二距离传感器角度参数,d2为所述第二距离传感器的距离参数;根据所述管材内壁直径和所述管材外壁直径获得所述管材管壁厚度。其中,所述预先获得第一距离传感器和第二距离传感器的角度参数以及距离参数包括:将第一标准管材固定在固定支架上;控制旋转支架以所述旋转中心轴旋转,通过所述第一距离传感器测量获得相对于所述第一标准管材内壁最大的和最小的第一距离,通过所述第二距离传感器测量获得相对于所述第一标准管材外壁最大的和最小的第二距离;将第二标准管材固定在固定支架上;控制旋转支架以所述旋转中心轴旋转,通过所述第一距离传感器测量获得相对于所述第二标准管材内壁最大的和最小的第一距离,通过所述第二距离传感器测量获得相对于所述第二标准管材外壁最大的和最小的第二距离;根据所述相对于所述第一标准管材内壁最大的和最小的第一距离、最大的和最小的第二距离,以及相对于所述第二标准管材内壁最大的和最小的第一距离、最大的和最小的第二距离,获得所述角度参数和所述距离参数。其中,在获得所述管材的管壁厚度之后,还包括:判断所述管壁厚度和标准厚度之间的差值是否在预设范围内,若是,则所述管材合格,输出测量结果。本专利技术所提供的管材管壁厚度测量装置,包括通过旋转支架带动第一距离传感器和第二距离传感器绕旋转中心轴旋转,旋转中心轴和管材的中心轴平行,旋转中心轴和管材的中心轴之间的距离小于管材内径;而第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管材管壁厚度测量装置,其特征在于,包括固定待测量的管材的固定支架,旋转支架,设置在所述旋转支架上的第一距离传感器和第二距离传感器,以及处理器;其中,所述旋转支架可带动所述第一距离传感器和所述第二距离传感器绕旋转中心轴旋转,且所述旋转中心轴和所述管材的中心轴平行,所述旋转中心轴和所述管材的中心轴之间的距离小于所述管材内径;所述第一距离传感器的第一测量方向指向所述管材内壁,且和所述旋转中心轴不平行,所述第一测量方向可随所述第一距离传感器的旋转而改变,以便所述第一距离传感器测量和所述管材内壁多个位置点之间的第一距离;所述第二距离传感器的第二测量方向指向所述管材外壁,且和所述旋转中心轴不平行,所述第二测量方向可随所述第二距离传感器的旋转而改变,以便所述第二距离传感器和所述管材外壁多个位置点之间的第二距离;所述处理器和所述第一距离传感器以及所述第二距离传感器相连接,根据所述第一距离和所述第二距离获得所述管材管壁的厚度。

【技术特征摘要】
1.一种管材管壁厚度测量装置,其特征在于,包括固定待测量的管材的固定支架,旋转支架,设置在所述旋转支架上的第一距离传感器和第二距离传感器,以及处理器;其中,所述旋转支架可带动所述第一距离传感器和所述第二距离传感器绕旋转中心轴旋转,且所述旋转中心轴和所述管材的中心轴平行,所述旋转中心轴和所述管材的中心轴之间的距离小于所述管材内径;所述第一距离传感器的第一测量方向指向所述管材内壁,且和所述旋转中心轴不平行,所述第一测量方向可随所述第一距离传感器的旋转而改变,以便所述第一距离传感器测量和所述管材内壁多个位置点之间的第一距离;所述第二距离传感器的第二测量方向指向所述管材外壁,且和所述旋转中心轴不平行,所述第二测量方向可随所述第二距离传感器的旋转而改变,以便所述第二距离传感器和所述管材外壁多个位置点之间的第二距离;所述处理器和所述第一距离传感器以及所述第二距离传感器相连接,根据所述第一距离和所述第二距离获得所述管材管壁的厚度。2.根据权利要求1所述的管材管壁厚度测量装置,其特征在于,所述第一距离传感器和所述第二距离传感器均为激光传感器;所述第一距离传感器和所述第二距离传感器在所述旋转支架上相对于所述旋转中心轴的距离可调,所述第一距离传感器和所述第二距离传感器的测量方向均可调。3.根据权利要求2所述的管材管壁厚度测量装置,其特征在于,所述第一距离传感器和所述第二距离传感器以及所述旋转中心轴位于同一平面内,且所述第一距离传感器和所述第二距离传感器分别位于所述旋转中心轴两侧。4.根据权利要求1至3任一项所述的管材管壁厚度测量装置,其特征在于,所述旋转支架上还设置有测量所述第一距离传感器与所述第二距离传感器分别和旋转中心轴之间距离的距离测量装置。5.一种管材管壁厚度测量方法,其特征在于,采用如权利要求1至4任一项所述的管材管壁厚度测量装置,包括:预先获得第一距离传感器和第二距离传感器的角度参数以及距离参数,并将待测的管材的固定在固定支架上;其中,所述角度参数包括所述第一距离传感器和所述第二距离传感器的测量方向分别和旋转中心轴之间的夹角,所述距离参数为所述第一距离传感器和所述第二距离传感器的分别和所述旋转中心轴之间的距离;控制旋转支架带动第一距离传感器和第二距离传感器以所述旋转中心轴旋转;获得所述第一距离传感器旋转时测量的多个第一距离和所述第二距离传感器旋转时测量的多个第二距离;根据多个所述第一距离、多个所述第二距离、所述角度参数以及所述距离参数,获得所述管材的管壁厚度。6.根据权利要求5所述的测量方法,其特征在于,所述第一距离传感器测量所述第一距离的步骤包括:所述旋转支架带动所述第一距离传感器每旋转预设角度,所述第一距离传感器测量一组所述第一距离传感器和管材内壁的第一距离;所述旋转支架带动所述第二距离传感器每旋转预设角度,所述第一距离传感器测量一组所述第二距离传感器和管材内壁的第二距离。7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨志岱杨海钿李海艳黄运保
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:广东,44

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