一种针对制造技术

本发明专利技术公开了一种针对

【技术实现步骤摘要】
一种针对GIL设备的三维CT扫描用工装及其控制方法


[0001]本专利技术涉及
GIL
设备检测
，具体是一种针对
GIL
设备的三维
CT
扫描用工装及其控制方法
。

技术介绍

[0002]气体绝缘金属封闭输电线路
GIL(Gas
‑
Insulated transmission Line,GIL)
是一种地下输电方式，具备安全可靠
、
高效
、
集约
、
智能等优势
。GIL
设备由接地合金铝外壳和内置管状合金铝导体组成并采用六氟化硫等绝缘气体为绝缘介质的电力传输设备
。GIL
设备具有传输容量大
、
单位损耗低
、
布置灵活
、
运行可靠性高
、
寿命长
、
以及不受外界环境因素影响等优点，适用于恶劣气候环境或者廊道选择受限制的电力输送场合
。
[0003]由于
G本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种针对
GIL
设备的三维
CT
扫描用工装，其特征在于：包括有射线源工装
、
探测器工装和主控制器，所述的射线源工装和探测器工装均包括有多个电控行走轮
、
升降台和六自由度运动平台，多个行走轮连接于升降台的底座上，六自由度运动平台的底端固定连接于升降台顶端的平台主体上；所述的射线源工装还包括有设置于升降台顶端平台主体上的集成式传感器，集成式传感器包括有焦点相同的管道图像识别传感器和反射式管道测距传感器；所述的探测器工装升降台顶端的平台主体上还设置有射线源图像识别传感器和两个反射式射线源测距传感器；所述的射线源工装的电控行走轮
、
升降台
、
六自由度运动平台
、
集成式传感器，以及探测器工装的电控行走轮
、
升降台
、
六自由度运动平台
、
射线源图像识别传感器和两个反射式射线源测距传感器均与外置的主控制器连接
。2.
根据权利要求1所述的一种针对
GIL
设备的三维
CT
扫描用工装，其特征在于：所述的管道图像识别传感器和射线源图像识别传感器均选用图像识别相机
。3.
根据权利要求1所述的一种针对
GIL
设备的三维
CT
扫描用工装，其特征在于：所述的反射式管道测距传感器和两个反射式射线源测距传感器均选用红外测距传感器
。4.
根据权利要求1所述的一种针对
GIL
设备的三维
CT
扫描用工装，其特征在于：所述的升降台选用电动升降台
。5.
根据权利要求1所述的一种针对
GIL
设备的三维
CT
扫描用工装，其特征在于：所述的探测器工装的六自由度运动平台上还设置有
(M
‑
1)
个电动伸缩杆和
M
个舵机，
M
为不小于三的奇数，
(M
‑
1)
个电动伸缩上下相互平行重叠，
(M
‑
1)
个电动伸缩杆的固定端均固定连接于六自由度运动平台上，
M
个舵机中，其中一个舵机位于
(M
‑
1)
个电动伸缩杆对称中轴线的位置处，其余
(M
‑
1)
个舵机和
(M
‑
1)
个电动伸缩杆一一对应且每个舵机固定于对应一个电动伸缩杆的伸缩端上，所述的探测器包括有
M
组探测器阵列机构，每组探测器阵列机构固定于对应的一个舵机上
。6.
根据权利要求1所述的一种针对
GIL
设备的三维
CT
扫描用工装的控制方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：
(1)、
在
GIL
设备的管道表面上且沿管道的轴向设置有一排圆形的管道标识物，一排管道标识物定位的轴线即为待识别管道轴线，然后将
GIL
设备的管道设置于管道定位工装上，将射线源安装于射线源工装六自由度运动平台的顶端，射线源上固定连接有圆形的射线源标识物，射线源标识物的待识别面与射线源的发射面平行，探测器安装于探测器工装六自由度运动平台的顶端，两个反射式射线源测距传感器的探头面沿探测器镜头面的法线对称；安装完成后，将安装于射线源工装上的射线源
、
安装于探测器工装上的探测器分别置于
GIL
设备管道的两侧，且管道上的一排管道标识物水平朝向射线源方向；初始调节前，射线源工装和探测器工装的升降台和六自由度运动平台均处于同一初始状态；
(2)、
主控制器驱动射线源工装的升降台进行升降操作，使得集成式传感器向管道上一排管道标识物设置的高度靠近，升降过程中，管道图像识别传感器识别管道上的一排管道标识物，主控制器实时控制射线源工装的升降台和六自由度运动平台对射线源的位置进行调整，直至射线源的焦点移至待识别管道轴线的高度，且使得射线源升降调节前焦点定位的起始点和升降调节后焦点定位的终点之间的连线垂直于待识别管道轴线，从而完成射线
源的初步定位；
(3)、
探测器工装的射线源图像识别传感器识别射线源上的射线源标识物，主控制器控制探测器工装的升降台进行升降移动，使得射线源图像识别传感器与射线源标识物位于同一水平高度，然后主控制器控制探测器工装的电控行走轮，使得两个反射式射线源测距传感器相对于射线源标识物的距离相等，即使得探测器的镜头面平行于射线源的发射面，再驱动探测器工装的升降台复位至初始状态，根据步骤
(2)
射线源工装升降台和六自由度运动平台的调节数据对探测器工装的升降台和六自由度运动平台进行调整，使得探测器也移至待识别管道轴线高度，从而完成探测器的初步定位；
(4)、
将射线源和探测器沿管道的周向进行多点位位置调节和定位，且始终保证定位后，射线源和探测器沿管道径向对称，每次定位完成后，射线源开启对管道进行
X
射线照射，探测器沿
X
轴和
Y
轴进行前后移动定点拍摄，拍摄若干照片并进行处理，得到
GIL
设备管道内的三维
CT
扫描结果；其中，
X
轴平行于管道轴线，
Y
轴位于水平面内且垂直于
X
轴；
(5)、
将探测器所有三维
CT
扫描结果进行处理，得到
GIL
设备管道内的
3D
成像模型
。7.
根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述的射线源工装的升降台进行升降操作过程中，主控制器采集任意两个时间点的定位数据，即在两个时间点，主控制器均通过管道图像识别传感器采集管道标识物的形状，通过图像分析和坐标计算确定管道图像识别传感器与待识别管道轴线之间沿竖向即
Z
轴的距离，由于升降台升降操作过程中，管道图像识别传感器和射线源之间沿
Z
轴的距离不变，所以得到两个时间点下
、
射线源与待识别管道轴线之间沿
Z
轴的距离
h1和
h2，且
h1大于
h2，射线源工装升降台在两个时间点之间的实时升降高度差
h
z
由升降台驱动电机的旋转参数确定；由下式
(1)
计算实时升降误差
,
当实时升降误差
ξ
z
不大于设定升降误差时，则不进行升降补偿调节，当实时升降误差
ξ
z
大于设定升降误差时，则在射线源工装升降台升降调节结束后，即射线源移至待识别管道轴线的高度时，微调射线源工装的六自由度运动平台，即进行
X
轴方向的升降补偿调节，使得射线源升降操作前焦点定位的起始点和升降补偿调节后焦点定位的终点之间的连线垂直于待识别管道轴线；其中，升降补偿调节值为
σ
z
，计算公式见下式
(2)
；；
8.
根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述的射线源移至待识别管道轴线的高度后，进行射线源相对于管道距离的调节，即进行射线源
Y
轴的方向调节，通过反射式管道测距传感器实时采集相对于管道的距离，由于反射式管道测距传感器相对于射线源在
Y
轴方向上的距离不变，即计算得到射线源相对于管道的实时距离
l
′
，将实时距离
l
′
与目标距离
l
进行差值计算，得到实时距离差
θ
Y
，具体见下式
(4)
，其中，目标距离
l
为设定值，由下式
(3)
计算得到；当实时距离差
θ
Y
的绝对值不大于设定距离差时，则不进行距离调节，当实时距离差
θ
Y
的绝对值大于设定距离差时，则主控制器通过控制射线源工装的电控行走轮进行距离调节，且当实时距离差
θ
Y
大于零，则进行相对于管道的正向距离调节，当实时距离差
θ
Y
小于零，则进行背对于管道的反向距离调节，直至实时距离差
θ
Y
的绝对值不大于设定距离
差；
l
＝
L
‑
Φ
ꢀꢀ
(3)
；
θ
Y
＝ l
′
‑
l
ꢀꢀ
(4)
；式
(3)
中，
L
为射线源距管道轴心的最短距离，
Φ
为管道半径；当射线源距离调节完成后，进行距离补偿调节，由下式
(5)
计算实时距离误差
ξ
y
，当实时距离误差
ξ
y
不大于设定距离误差时，则不进行距离补偿调节，当实时距离误差
ξ
y
大于设定距离误差时，则在距离调节结束后，即实时距离差
ξ
Y
的绝对值不大于设定距离差时，微调射线源工装的六自由度运动平台，即进行
X
轴方向的距离补偿调节，使得射线源距离调节前焦点定位的起始点和距离补偿调节后焦点定位的终点之间的连线垂直于待识别管道轴线；其中，距离补偿调节值为

【专利技术属性】
技术研发人员：张国宝，赵恒阳，黄伟民，杨为，柯艳国，吴正阳，蔡梦怡，张磊，田宇，孙皓天，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：