一种基于成像光幕的油管测长装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种基于成像光幕的油管测长装置，整体包括立柱、上下端支架、上下光幕测长模组、光源、计算机、线阵相机等；所述的两个光幕测长模组固定在立柱两端的支架上，并保证处于同一平面内；所述的光幕测长模组均由条形准直光束发射模组、光纤接收模组构成；条形准直光束发射模组通过光缆连接光源输出准直光束，对应的光纤接收模组为信号接收端，当油管两端扫过光幕区域时，部分出射光束被遮挡，则对应的光纤接收模组接收到的信号发生变化，通过线阵相机采集光纤输出的光斑图像，经过计算机处理即可得出油管的长度信息；本发明专利技术解决了油管自动测长的难题，具有装配调试便捷、抗干扰能力强、测量速度快、精度高等优点。精度高等优点。精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于成像光幕的油管测长装置


[0001]本专利技术涉及石油作业设备测长领域，具体是一种基于成像光幕的油管测长装置。

技术介绍

[0002]在石油开采作业中，需要使用到管杆输送机来输送和排列油管，在此过程中需要对油管的长度进行精确测量，以此得出油井的开采深度；传统的方法是通过人工使用卷尺来实现测量，或在油管输送的过程中，使用位移传感器对油管位移量进行测量，间接得出油管长度。以上的方法存在耗费时间长、非全自动以及测量精度低的缺点，大大限制了石油开采作业的效率。

技术实现思路

[0003]针对
技术介绍
中所存在的问题，本专利技术的目的是提供一种基于成像光幕的油管测长装置，采用两个相隔一定距离的光幕测长模组构成两个光幕区域，当油管两端扫过光幕时，经过信号处理即可得出长度信息，总长度的计算公式为：
[0004]L＝L1+L2+L3ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0005]如图1，式中L为油管总长，L1为光幕区域4
‑
2被遮挡长度，L2为光幕测长模组4、6的间隔距离，L3为光幕区域6
‑
2被遮挡长度。
[0006]本专利技术相对于传统油管测长方法具有测量精度高、非接触、速度快、全自动、装调便捷的优点。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种基于成像光幕的油管测长装置，包括立柱、上下端支架、上下光幕测长模组、光源、计算机、线阵相机，所述的光幕测长模组通过上、下端支架安装在立柱上，并保证两个光幕测长模组处在同一平面内，所述的光幕测长模组均由条形准直光束发射模组、光纤接收模组构成，形成上下两个光幕部分；当被测油管的两端扫过光幕区域时，光纤接收模组部分光纤无法接收到光信号，另一端的矩阵光纤固定在线阵相机镜头的工作距离内，由线阵相机采集光斑图像，经由计算机处理即可得出被测油管的长度信息。
[0009]所述的条形准直光束发射模组均由U型槽底座、FC法兰、螺纹套筒、方透镜构成；光源通过光缆连接FC法兰，调节螺纹套筒将光缆出光口固定在方透镜的焦点处，光源点亮后，方透镜出射方形的准直光斑，光斑依次排列形成条形的准直光束。
[0010]所述的光纤接收模组均由接收端底座、柱透镜、微调底座、光纤槽构成；光纤通过注胶的方式密排固定在光纤槽内；所述的条形准直光束发射模组出射的条形准直光束经过柱透镜后出射为一条光线，使用密排光纤接收光信号，光纤的信号通过线阵相机采集并传输到计算机进行图像处理，从而得出被测油管的长度。
[0011]所述的光源为出射650nm可见红光的LD光源。
[0012]所述的方透镜之间通过发黑的隔光薄片隔开。
[0013]所述的U型槽底座上设有与螺纹套筒配合的螺纹孔，可通过调节螺纹套筒使光缆
的出光口固定在方透镜的焦点处。
[0014]所述的FC法兰设有球头结构，螺纹套筒设有球碗结构，球头结构与球碗结构配合使用，可实现出射光束方向的任意调节。
[0015]所述的光纤通过注胶的方式等间距固定在光纤槽内，可根据测长精度的要求选择合适的排列间隔。
[0016]所述的光纤芯径小于1mm，方便提高测量精度。
[0017]通过线阵相机采集光斑图像，并传输至计算机统计光斑数量的变化，从而得出被测油管的长度。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：采用准直光束发射与密排光纤接收的光路设计，通过改变光纤的排列间隔或选择不同的芯径规格，以满足不同测量精度的要求；在油管搬运的过程中即可完成测量，且不需要额外的人工干预，具有测量速度快、全自动的优点；光幕测长模组采用模块化设计，可事先调整好光路并安装在上、下端支架上，使用时将支架悬挂在立柱两端即可；使用线阵相机采集油管扫过光幕区域时光斑数量减少的图像，经计算机处理即可输出油管的长度信息；使整个装置具有装调便捷，后端信号处理简单，抗干扰能力强的优点。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0020]图2为图1中4
‑
3、6
‑
3的具体结构示意图。
[0021]图3为图1中4
‑
1、6
‑
1的具体结构示意图。
[0022]图4为图2中4
‑
32的具体结构示意图。
[0023]图5为图2中4
‑
33的具体结构示意图。
[0024]图6为上端光幕测长模组没有被测油管经过时计算机处理得到的光斑数量。
[0025]图7为油管扫过上端光幕测长模组时计算机处理得到的光斑数量。
[0026]图1中：1、立柱；2、上端支架；3、光束出射方向；4、上端光幕测长模组；4
‑
1、上端光纤接收模组；4
‑
2、上端光幕区域；4
‑
3、上端条形准直光束发射模组；5、被测油管；6、下端光幕测长模组；6
‑
1、下端光纤接收模组；6
‑
2、下端光幕区域；6
‑
3、下端条形准直光束发射模组；7、光缆；8、光源；9、计算机；10、网线；11、线阵相机；12、矩阵光纤；13、下端支架；14、光纤。
[0027]图2中：4
‑
31、U型槽底座；4
‑
32、FC法兰；4
‑
33、螺纹套筒。
[0028]图3中：4
‑
11、接收端底座；4
‑
12、柱透镜；4
‑
13、微调底座；4
‑
14、光纤槽。
[0029]图4中：4
‑
321、球头结构。
[0030]图5中：4
‑
331、球碗结构。
具体实施方式
[0031]下面将结合附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0032]如图1所示：一种基于成像光幕的油管测长装置，主要包括立柱1、上下端支架2、13、上下光幕测长模组4、6、光源8、计算机9、线阵相机11等。
[0033]所述的两个光幕测长模组4、6装配、调试完毕后，通过上、下端支架2、13间隔一定距离安装在立柱1上，并需要两个光幕测长模组4、6安装在同一平面内，保证测量时两个测长模组4、6信号同步输出。所述的光幕测长模组4、6均由条形准直光束发射模组4
‑
3、6
‑
3，光纤接收模组4
‑
1、6
‑
1构成。当被测油管5在搬运的过程中，两端扫过光幕区域4
‑
2、6
‑
2后，扫过区域的光束被遮挡，对应的光纤接收模组4
‑
1、4
‑
6部分光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于成像光幕的油管测长装置，包括立柱(1)、上下端支架(2、13)、上下光幕测长模组(4、6)、光源(8)、计算机(9)、线阵相机(11)，其特征在于：所述的光幕测长模组(4、6)通过上下端支架(2、13)安装在立柱(1)上，并保证两个光幕测长模组(4、6)处在同一平面内，所述的光幕测长模组(4、6)均由条形准直光束发射模组(4
‑
3、6
‑
3)、光纤接收模组(4
‑
1、6
‑
1)构成，形成上下两个光幕(4
‑
2、6
‑
2)部分；当被测油管(5)的两端扫过光幕(4
‑
2、6
‑
2)区域时，光纤接收模组(4
‑
1、6
‑
1)部分光纤(14)接收不到光信号，另一端的矩阵光纤(12)固定在线阵相机(11)镜头的工作距离内，由线阵相机(11)采集到清晰的光斑图像，经由计算机(9)处理即可得出被测油管(5)的长度信息；所述的条形准直光束发射模组(4
‑
3、6
‑
3)均由U型槽底座(4
‑
31)、FC法兰(4
‑
32)、螺纹套筒(4
‑
33)、方透镜(4
‑
34)构成；光源(8)通过光缆(7)连接FC法兰(4
‑
32)，调节螺纹套筒(4
‑
33)将光缆(7)出光口固定在方透镜(4
‑
34)的焦点处，光源(8)点亮后，方透镜(4
‑
34)出射方形的准直光斑，光斑依次排列形成条形的准直光束；所述的光纤接收模组(4
‑
1、6
‑
1)均由接收端底座(4
‑
11)、柱透镜(4
‑
12)、微调底座(4
‑
13)、光纤槽(4
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凌峰，耿敦好，张旭升，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：