高精度管或孔内有效管或孔径及圆心智能测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置。它包括弹性置中器、支架、CCD垂线坐标仪、低功耗数据采集仪、储液桶、浮桶、线体和控制器；线体一端与弹性置中器连接，另一端穿过CCD垂线坐标仪、支架、储液桶、浮桶与控制器连接；控制器位于浮桶内；CCD垂线坐标仪、储液桶分别设置在支架上；低功耗数据采集仪与CCD垂线坐标仪连接；液体位于储液桶内；浮桶悬浮在储液桶内；低功耗数据采集仪、控制器分别与工控机连接。本发明专利技术具有自动化程度高、大大降低人工劳动强度、提高测量准确性的优点。本发明专利技术还公开了所述的高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置的测量方法。

【技术实现步骤摘要】
高精度管或孔内有效管或孔径及圆心智能测量装置及方法
本专利技术涉及工程变形监测领域，更具体地说它是一种高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置。更具体地说它是一种正倒垂孔、双金属标孔、竖直传高孔等的有效管或孔径及其圆心高精度智能测量装置，具体包括装置专利技术与数据处理系统开发。本专利技术还涉及高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置的测量方法。
技术介绍
随着工程监测自动化、智能化、信息化的需求不断增加，为满足大坝、边坡高精度变形监测，三峡、向家坝、溪洛渡、乌东德、白鹤滩等大型水利水电枢纽工程均埋设安装了正倒垂线、双金属等监测装置。管或孔内有效管或孔径及其圆心测量是正倒垂、双金属标孔及竖直传高孔安装埋设的基础，其有效圆测量精度要求高，其测量精度直接关系到正倒垂、双金属标和竖直传高的量程和监测成果的准确性。目前，管或孔内有效管或孔径及其圆心测量均采用人工的方式按照0.5m间距进行测量和计算，工作量大、劳动强度高、效率低、精度低。因此，开发一种自动化程度高、可大大降低人工劳动强度、提高测量准确性的管或孔内有效管或孔径及其圆心测量装置很有必要。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是为了提供高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置，自动化程度高、大大降低人工劳动强度、提高测量准确性，用以实现有效管或孔径及其圆心的自动测量及解算，为正倒垂、竖直传高和双金属标安装提供技术参数。本专利技术的第二目的是为了提供所述的高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置的测量方法，操作简便、测量精度高。为了实现上述本专利技术的第一目的，本专利技术的技术方案为：高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置，其特征在于：包括弹性置中器、支架、CCD垂线坐标仪、低功耗数据采集仪、储液桶、浮桶、线体和控制器；线体一端与弹性置中器连接，另一端穿过CCD垂线坐标仪、支架、储液桶、浮桶与控制器连接；线体与弹性置中器采用绕八字的方式连接，线体与浮子采用专用夹具连接；控制器位于浮桶内；CCD垂线坐标仪、低功耗数据采集仪和储液桶分别设置在支架上；低功耗数据采集仪与CCD垂线坐标仪连接；液体位于储液桶内；浮桶悬浮在储液桶内；低功耗数据采集仪、控制器分别与工控机连接。在上述技术方案中，弹性置中器呈灯笼型结构；弹性置中器包括弹簧片、弹簧、连杆、活动横梁和线体连接环；活动横梁有多个；多个活动横梁两侧均通过弹簧片连接；弹簧有多个，多个弹簧间隔连接在多个活动横梁之间；多个活动横梁通过连杆和限位螺丝固定连接；线体连接环位于限位螺丝顶端。在上述技术方案中，活动横梁有二个；线体与线体连接环连接。在上述技术方案中，支架中心预留线体孔；支架包括第一支架层和第二支架层；第一支架层与第二支架层呈间隔设置；第一支架层位于第二支架层上方。在上述技术方案中，CCD垂线坐标仪和低功耗数据采集仪均位于第二支架层上；CCD垂线坐标仪的量程为50mm，分辨率为0.02%FS。在上述技术方案中，储液桶置于第一支架层上；储液桶包括储液桶体和储液桶空心管；储液桶体呈上端开口的中空圆柱形结构；储液桶空心管设置在储液桶体底部中心；线体孔、储液桶空心管、管或孔的中心在同一直线上。在上述技术方案中，液体选用水或变压器油。在上述技术方案中，控制器安装在浮桶上端；控制器包括微型电机、时控开关控制器、转动滑轮、计数器和收线器；计数器设置在转动滑轮上；转动滑轮、时控开关控制器均固定在控制器壳体上；收线器安装在时控开关控制器上；控制器上下两端均设置防水接头；通讯线一端穿过防水接头与时控开关控制器连接、另一端与工控机连接；线体依次穿过CCD垂线坐标仪、支架、储液桶、浮桶、防水接头与控制器连接。为了实现上述本专利技术的第二目的，本专利技术的技术方案为：所述的高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置的测量方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：安装；将高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置的支架安装在管或孔上端，将CCD垂线坐标仪、低功耗数据采集仪和储液桶分别置于支架上；连接CCD垂线坐标仪和低功耗数据采集仪；将液体填充在储液桶内；将浮桶置于储液桶内，使浮桶悬浮在储液桶内；将与控制器连接的线体穿过浮桶、支架、CCD垂线坐标仪，与弹性置中器上的线体连接环连接；将弹性置中器置于管或孔内；步骤二：有效管或孔径测量；有效管或孔径测量采用CCD垂线坐标仪自动测量线体的坐标Xi、Yi；控制器自动控制制线体按照0.5m间距、5分钟间隔自动提升，当线体每上升0.5m时、CCD垂线坐标仪测量一个坐标，从而测量得到N个坐标，N大于或等于1、且小于管或孔的深度；步骤三：有效管或孔圆心测量；利用测量的N个坐标，采用解析法自动获取有效管或孔圆的圆心；步骤四：数据处理；配套开发有效管或孔径及圆心智能测量控制和处理系统，自动控制线体的启停和垂线坐标仪的测量，测量坐标自动传输至数据管理系统，利用有效管或孔径及圆心计算模块计算有效管或孔径和圆心，生成测量成果报告，报告包括有效圆直径及圆心示意图；步骤五：得到管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置的测量结果；管或孔有效圆直径及其圆心计算软件用于数据处理系统开发，用于完成自动控制、自动采集、自动传输、自动处理、报告生成。在上述技术方案中，在步骤三中，采用解析法自动获取有效管或孔圆的圆心，具体为：S31：假设待求圆的圆心坐标位（x，y），半径为r；S32：N个已知圆的圆心坐标位[xi，yi]，半径为R；则内切圆满足以下条件：对任意点i，式中R为定值，当使得ri最大时，则使最小；求解在开发的有效管或孔径及圆心智能测量控制和处理系统上程序搜索（x，y）序列并找到最小值即得有效管或孔圆的圆心。本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术实现了由精度差、效率低下、高强度人工测量模式向自动化、智能化测量模式的转变；实现了管或孔径及其圆心测量的全流程自动化、高精度，全过程无需人工干预，为智能建造、精品工程提供了技术支撑；(2)本专利技术的系统提高生产力，是自动化、信息化技术的结晶；彻底改变现行的效率低、精度差的有效管或孔径及其圆心人工观测模式；(3)本专利技术采用电机、收线器、计数器实现线体的自动上升和启停，自动化程度高、可大大降低人工劳动强度；克服了人工重复提线、裁线、固定线的测量模式工作效率低、精度低、成本高的缺点；(4)本专利技术采用CCD垂线坐标仪和低功耗数据采集仪实现线体坐标的自动测量和传输，自动化程度高、可大大降低人工劳动强度；克服了人工钢板尺测量、手动记录、手动录入的测量模式工作效率低、精度低、成本高的缺点；(5)本专利技术开发管或孔内有效圆的直径及其圆心计算软本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置，其特征在于：包括弹性置中器(1)、支架(3)、CCD垂线坐标仪(4)、低功耗数据采集仪(5)、储液桶(6)、浮桶(8)、线体(10)和控制器(9)；/n线体(10)一端与弹性置中器(1)连接，另一端穿过CCD垂线坐标仪(4)、支架(3)、储液桶(6)、浮桶(8)与控制器(9)连接；/n控制器(9)位于浮桶(8)内；/nCCD垂线坐标仪(4)、低功耗数据采集仪(5)和储液桶(6)分别设置在支架(3)上；/n低功耗数据采集仪(5)与CCD垂线坐标仪(4)连接；/n液体(7)位于储液桶(6)内；浮桶(8)悬浮在储液桶(6)内；/n低功耗数据采集仪(5)、控制器(9)分别与工控机(12)连接。/n

【技术特征摘要】
1.高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置，其特征在于：包括弹性置中器(1)、支架(3)、CCD垂线坐标仪(4)、低功耗数据采集仪(5)、储液桶(6)、浮桶(8)、线体(10)和控制器(9)；
线体(10)一端与弹性置中器(1)连接，另一端穿过CCD垂线坐标仪(4)、支架(3)、储液桶(6)、浮桶(8)与控制器(9)连接；
控制器(9)位于浮桶(8)内；
CCD垂线坐标仪(4)、低功耗数据采集仪(5)和储液桶(6)分别设置在支架(3)上；
低功耗数据采集仪(5)与CCD垂线坐标仪(4)连接；
液体(7)位于储液桶(6)内；浮桶(8)悬浮在储液桶(6)内；
低功耗数据采集仪(5)、控制器(9)分别与工控机(12)连接。


2.根据权利要求1所述的高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置，其特征在于：弹性置中器(1)呈灯笼型结构；
弹性置中器(1)包括弹簧片(1.1)、弹簧(1.2)、连杆(1.3)、活动横梁(1.4)和线体连接环(1.5)；
活动横梁(1.4)有多个；多个活动横梁(1.4)两侧均通过弹簧片(1.1)连接；
弹簧(1.2)有多个，多个弹簧(1.2)间隔连接在多个活动横梁(1.4)之间；
多个活动横梁(1.4)通过连杆(1.3)和限位螺丝(1.6)固定连接；
线体连接环(1.5)位于限位螺丝(1.6)顶端。


3.根据权利要求2所述的高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置，其特征在于：活动横梁(1.4)有二个；
线体(10)与线体连接环(1.5)连接。


4.根据权利要求3所述的高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置，其特征在于：支架(3)中心预留线体孔(3.3)；线体孔(3.3)的孔径大于或等于110mm；
支架(3)包括第一支架层(3.1)和第二支架层(3.2)；第一支架层(3.1)与第二支架层(3.2)呈间隔设置；
第一支架层(3.1)位于第二支架层(3.2)上方。


5.根据权利要求4所述的高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置，其特征在于：CCD垂线坐标仪(4)和低功耗数据采集仪(5)均位于第二支架层(3.2)上；
CCD垂线坐标仪(4)的量程为50mm，分辨率为0.02%FS。


6.根据权利要求5所述的高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置，其特征在于：储液桶(6)置于第一支架层(3.1)上；
储液桶(6)包括储液桶体(6.1)和储液桶空心管(6.2)；
储液桶体(6.1)呈上端开口的中空圆柱形结构；
储液桶空心管(6.2)设置在储液桶体(6.1)底部中心；
线体孔(3.3)、储液桶空心管(6.2)、管或孔(2)的中心在同一直线上。


7.根据权利要求6所述的高精度管或孔内有效管或孔径及其圆心智能测量装置，其特征在于：液体(7)选用水或变压器油。


8.根据权利要求7所述的高精度管或孔内有效...

【专利技术属性】
技术研发人员：李双平，陈远瞩，史波，张斌，郑敏，舒海翅，宋燕敏，唐朝，冯小磊，刘少伟，王华为，李永华，严凤，王峥，
申请(专利权)人：长江空间信息技术工程有限公司武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42