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专利名称：一种螺旋焊管管径在线测量系统

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410616443.7

专利申请（专利权）人：山东秉遨管道开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：山东省菏泽市单县谢集镇振兴路中心大街东西路103号

专利发明（设计）人：李磊,陈晨,王子超

专利摘要：本发明涉及螺旋焊管管径测量领域，具体公开一种螺旋焊管管径在线测量系统，本发明通过对螺旋焊管摆放和测径装置进行调整校准并对测径装置的摆放位置和测量结构位置进行调节，确保测前准备工作符合要求，保障测量的精度；采用非接触式测量技术，利用测径装置搭载激光测距仪器获取螺旋焊管各个部位对应的管径测量数据，增加测量数据，减少偶然误差，同时提供更高测量精度，不受管道曲率的限制，且自动化测量可提高测量效率，减少人工操作的需求，从而改进现有的螺旋焊管管径的测量方法；对测径装置进行自检和可靠性评估，能够及时发现和纠正测径装置测量精度失准的情况，并有利于对测径装置的性能进行升级优化。

主权利要求：
1.一种螺旋焊管管径在线测量系统，其特征在于，包括：
螺旋焊管摆放校准模块：用于将需要测量内径的螺旋焊管记为目标螺旋焊管，检测目标螺旋焊管摆放的水平度是否符合要求，并对目标螺旋焊管进行调整；
测径装置测前校准模块：用于将测量目标螺旋焊管内径的装置记为测径装置，检测测径装置中支撑杆的垂直度和滑杆的水平度是否符合要求，并对测径装置进行调整；
测径装置摆放调节模块：用于对测径装置的摆放位置和测径装置中滑杆的位置进行调节，使得测径装置中滑杆的中心轴线与目标螺旋焊管的中心轴线重合；
内径测量数据获取模块：用于设定测径装置滑杆上滑块的移动速度和采集时间点的时间间隔，通过测径装置滑杆上滑块搭载的激光测距仪器获取滑块移动过程中各采集时间点激光测距仪器测量的距离，将其记为测径过程中各采集时间点的测距，设定测径装置滑杆上滑块的移动次数，得到各次测径过程中各采集时间点的测距，进一步得到各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径；
螺旋焊管内径分析模块：用于根据各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径，分析各次测径过程的数值波动系数，根据各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径和各次测径过程的数值波动系数，得到目标螺旋焊管的测定内径；
测径装置可靠性评估模块：用于获取各次测径过程中测径装置滑杆的倾斜度和振动程度，分析各次测径过程的干扰因素影响程度，结合各次测径过程的数值波动系数，分析测径装置的可靠性评价系数；
数据库：用于存储测径装置中滑杆的厚度和滑块的高度；
所述螺旋焊管内径分析模块的具体分析过程包括：
将各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径 代入分析公式得到各次测径过程的数值波动系数 ，其中 表示预设的数值波动系数的修正因子， 表示第 个采集时间点的编号， 表示采集时间点的数量， 表示各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径；
所述螺旋焊管内径分析模块的具体分析过程还包括：
将各次测径过程的数值波动系数与预设的数值波动系数阈值进行比较，若某次测径过程的数值波动系数小于或等于预设的数值波动系数阈值，则将该次测径过程记为可参考测径过程，统计得到各次可参考测径过程；
根据各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径，筛选得到各次可参考测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径；
根据各次可参考测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径，得到各次可参考测径过程对应的目标螺旋焊管内径的众数、平均数和中位数，将其分别记为， 表示第 次可参考测径过程的编号， ；
通过分析公式 得到目标螺旋焊管的测定内
径 ，其中 表示可参考测径过程的次数， 分别表示预设的众数、平均数和中位数的权重因子， ，并将其反馈至相关单位。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管管径在线测量系统，其特征在于：所述螺旋焊管摆放校准模块的具体分析过程为：将需要测量内径的螺旋焊管记为目标螺旋焊管，获取目标螺旋焊管外表面沿着管道延伸方向与管道等长度的线条，将其记为目标螺旋焊管的轴线；
将目标螺旋焊管的轴线与水平基准线进行比对，若目标螺旋焊管的轴线与水平基准线平行，则目标螺旋焊管摆放的水平度符合要求，若目标螺旋焊管的轴线与水平基准线不平行，则目标螺旋焊管摆放的水平度不符合要求，并对目标螺旋焊管进行调整。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管管径在线测量系统，其特征在于：所述测径装置测前校准模块的具体分析过程为：将测量目标螺旋焊管内径的装置记为测径装置，获取测径装置中支撑杆的轴线，将测径装置中支撑杆的轴线与铅直基准线进行比对，若测径装置中支撑杆的轴线与铅直基准线平行，则测径装置中支撑杆的垂直度符合要求，若测径装置中支撑杆的轴线与铅直基准线不平行，则测径装置中支撑杆的垂直度不符合要求，并对测径装置的支撑杆进行调整；
获取测径装置中滑杆的轴线，将测径装置中滑杆的轴线与水平基准线进行比对，若测径装置中滑杆的轴线与水平基准线平行，则测径装置中滑杆的水平度符合要求，若测径装置中滑杆的轴线与水平基准线不平行，则测径装置中滑杆的水平度不符合要求，并对测径装置的滑杆进行调整。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管管径在线测量系统，其特征在于：所述测径装置摆放调节模块的具体分析过程为：S1：调节测径装置的摆放位置，使得测径装置与目标螺旋焊管位于同一水平线且相距设定距离，并使得测径装置支撑杆的中心轴线与目标螺旋焊管指定一端横截面的纵向直径线平行；
S2：获取目标螺旋焊管指定一端横截面纵向直径线的中点，将其记为目标螺旋焊管指定一端横截面的中心点，移动测径装置的滑杆，使得测径装置滑杆横截面的中心点与目标螺旋焊管指定一端横截面的中心点重合，进而使得测径装置中滑杆的中心轴线与目标螺旋焊管的中心轴线重合。
5.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管管径在线测量系统，其特征在于：所述内径测量数据获取模块的具体分析过程包括：按照预设的原则设定测径装置滑杆上滑块的移动速度和采集时间点的时间间隔，通过测径装置滑杆上滑块搭载的激光测距仪器获取滑块移动过程中各采集时间点激光测距仪器测量的距离，将其记为测径过程中各采集时间点的测距，设定测径装置滑杆上滑块的移动次数，得到各次测径过程中各采集时间点的测距，将其记为 ，表示第 次测径过程的编号， ， 表示第 个采集时间点的编号， 。
6.根据权利要求5所述的一种螺旋焊管管径在线测量系统，其特征在于：所述内径测量数据获取模块的具体分析过程还包括：提取数据库中存储的测径装置中滑杆的厚度和滑块的高度，将其分别记为 ；
通过分析公式 得到各次测径过程中各采集时间点测
量的目标螺旋焊管内径 。
7.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管管径在线测量系统，其特征在于：所述测径装置可靠性评估模块的具体分析过程包括：F1：通过高清摄像机获取各次测径过程中各采集时间点测径装置的图像，得到各次测径过程中各采集时间点测径装置中支撑杆与滑杆之间的夹角，将其记为 ；
通过分析公式 得到各次测径过程中测径装置滑杆的
倾斜度 ，其中 表示预设的倾斜度的修正因子， 表示自然常数， ；
F2：通过振动传感器获取各次测径过程中各采集时间点测径装置滑杆的振动位移，将其记为 ；
通过分析公式 得到各次测径过程中测径装置滑杆的振动程
度 ，其中 表示预设的振动程度的修正因子， 表示预设的单位振动位移对应的影响因子；
F3：将各次测径过程中测径装置滑杆的倾斜度 和振动程度 代入分析公式得到各次测径过程的干扰因素影响程度 ，其中表示预设的干扰因素影响程度的修正因子， 分别表示预设的倾斜度阈值和振动程度阈值， 分别表示预设的倾斜度和振动程度的权重因子， 。
8.根据权利要求1所述的一种螺旋焊管管径在线测量系统，其特征在于：所述测径装置可靠性评估模块的具体分析过程还包括：以干扰因素影响程度为自变量、数值波动系数为因变量建立坐标系，根据各次测径过程的干扰因素影响程度和数值波动系数，在坐标系中标出对应的数据点，利用数学模型的建立方法，绘制测径过程的数值波动系数随干扰因素影响程度变化的线性回归直线，将其记为测径过程的干扰因素与数值波动的关联直线；
获取测径过程的干扰因素与数值波动的关联直线的斜率，将其记为 ；
根据各次测径过程的干扰因素影响程度和数值波动系数，得到测径过程的干扰因素影响程度和数值波动系数的最大值，将其分别记为 和 ；
通过分析公式 得到测径装置的可靠性评价系
数 ，其中 表示预设的可靠性评价系数的修正因子， 分别表示预设的干扰因素影响程度和数值波动系数的预警值， ，并将其反馈至相关单位。 说明书 : 一种螺旋焊管管径在线测量系统技术领域[0001] 本发明涉及螺旋焊管管径测量领域，涉及到一种螺旋焊管管径在线测量系统。背景技术[0002] 螺旋焊管是一种以热轧钢带卷作管坯，经常温挤压成型，以自动双丝埋弧焊工艺焊接而成的钢管。[0003] 螺旋焊管的管径是其重要尺寸之一，直接影响到管道的使用性能和安全性，对螺旋焊管的管径进行测量，可以确保产品质量符合相关标准和要求，同时，螺旋焊管的管径是生产工艺的重要参数之一，通过对管径的测量，可以及时调整生产工艺，确保产品质量稳定，而且在螺旋焊管安装过程中，需要对管径进行测量，以便选择合适的管件和配件，确保管道连接的严密性和可靠性。因此，对螺旋焊管管径进行测量，具有重要意义。[0004] 现有的螺旋焊管管径的测量，一般采用直径测量方式或者周长测量方式，即使用直尺、卡尺或测径仪等工具测量管道内部或外部的直线距离，得到管径，或者使用软尺或测量带等工具测量管道外部环绕一周的曲线长度，进一步计算得到管径。[0005] 现有的螺旋焊管管径的测量方法，存在一些不足：第一方面，使用直径测量方式获取螺旋焊管管径时，只能在螺旋焊管的两端使用，无法获取螺旋焊管中间部位的测量数据，进而测量的数据有限，可能存在偶然误差，同时，使用直径测量方式测量螺旋焊管管径时，需要将工具放置在管道的两个相对位置上且确保工具与管道垂直，由于螺旋焊管具有较大的尺寸和特殊的螺旋形状，故操作难度较大，容易产生测量偏差，从而使得现有的螺旋焊管管径测量的精度和可靠性不足，对于一些精度要求较高的场合不适用。[0006] 第二方面，使用周长测量方式获取螺旋焊管管径时，需要将工具沿着管道外部环绕一周，同时确保测量时工具与管道表面接触紧密且环绕方向要与管道垂直，由于螺旋焊管具有较大的尺寸和特殊的螺旋形状，故操作较为困难，无法保证螺旋焊管管径测量结果的准确性。[0007] 综上所述，现有的螺旋焊管管径测量方法无法提供足够高的精度和准确测量螺旋焊管的内外直径，导致管道的尺寸不准确，影响其应用效果；同时由于螺旋焊管通常具有较大尺寸和特殊螺旋形状，传统的测量工具会受到管道曲率的限制，无法直接测量管道的内外直径，使得传统的测量方法难以适用。发明内容[0008] 针对上述问题，本发明提出了一种螺旋焊管管径在线测量系统，实现对螺旋焊管管径测量的功能。[0009] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是：本发明提供一种螺旋焊管管径在线测量系统，包括：螺旋焊管摆放校准模块：用于将需要测量内径的螺旋焊管记为目标螺旋焊管，检测目标螺旋焊管摆放的水平度是否符合要求，并对目标螺旋焊管进行调整。[0010] 测径装置测前校准模块：用于将测量目标螺旋焊管内径的装置记为测径装置，检测测径装置中支撑杆的垂直度和滑杆的水平度是否符合要求，并对测径装置进行调整。[0011] 测径装置摆放调节模块：用于对测径装置的摆放位置和测径装置中滑杆的位置进行调节，使得测径装置中滑杆的中心轴线与目标螺旋焊管的中心轴线重合。[0012] 内径测量数据获取模块：用于设定测径装置滑杆上滑块的移动速度和采集时间点的时间间隔，通过测径装置滑杆上滑块搭载的激光测距仪器获取滑块移动过程中各采集时间点激光测距仪器测量的距离，将其记为测径过程中各采集时间点的测距，设定测径装置滑杆上滑块的移动次数，得到各次测径过程中各采集时间点的测距，进一步得到各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径。[0013] 螺旋焊管内径分析模块：用于根据各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径，分析各次测径过程的数值波动系数，根据各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径和各次测径过程的数值波动系数，得到目标螺旋焊管的测定内径。[0014] 测径装置可靠性评估模块：用于获取各次测径过程中测径装置滑杆的倾斜度和振动程度，分析各次测径过程的干扰因素影响程度，结合各次测径过程的数值波动系数，分析测径装置的可靠性评价系数。[0015] 数据库：用于存储测径装置中滑杆的厚度和滑块的高度。[0016] 在上述实施例的基础上，所述螺旋焊管摆放校准模块的具体分析过程为：将需要测量内径的螺旋焊管记为目标螺旋焊管，获取目标螺旋焊管外表面沿着管道延伸方向与管道等长度的线条，将其记为目标螺旋焊管的轴线。[0017] 将目标螺旋焊管的轴线与水平基准线进行比对，若目标螺旋焊管的轴线与水平基准线平行，则目标螺旋焊管摆放的水平度符合要求，若目标螺旋焊管的轴线与水平基准线不平行，则目标螺旋焊管摆放的水平度不符合要求，并对目标螺旋焊管进行调整。[0018] 在上述实施例的基础上，所述测径装置测前校准模块的具体分析过程为：将测量目标螺旋焊管内径的装置记为测径装置，获取测径装置中支撑杆的轴线，将测径装置中支撑杆的轴线与铅直基准线进行比对，若测径装置中支撑杆的轴线与铅直基准线平行，则测径装置中支撑杆的垂直度符合要求，若测径装置中支撑杆的轴线与铅直基准线不平行，则测径装置中支撑杆的垂直度不符合要求，并对测径装置的支撑杆进行调整。[0019] 获取测径装置中滑杆的轴线，将测径装置中滑杆的轴线与水平基准线进行比对，若测径装置中滑杆的轴线与水平基准线平行，则测径装置中滑杆的水平度符合要求，若测径装置中滑杆的轴线与水平基准线不平行，则测径装置中滑杆的水平度不符合要求，并对测径装置的滑杆进行调整。[0020] 在上述实施例的基础上，所述测径装置摆放调节模块的具体分析过程为：S1：调节测径装置的摆放位置，使得测径装置与目标螺旋焊管位于同一水平线且相距设定距离，并使得测径装置支撑杆的中心轴线与目标螺旋焊管指定一端横截面的纵向直径线平行。[0021] S2：获取目标螺旋焊管指定一端横截面纵向直径线的中点，将其记为目标螺旋焊管指定一端横截面的中心点，移动测径装置的滑杆，使得测径装置滑杆横截面的中心点与目标螺旋焊管指定一端横截面的中心点重合，进而使得测径装置中滑杆的中心轴线与目标螺旋焊管的中心轴线重合。[0022] 在上述实施例的基础上，所述内径测量数据获取模块的具体分析过程包括：按照预设的原则设定测径装置滑杆上滑块的移动速度和采集时间点的时间间隔，通过测径装置滑杆上滑块搭载的激光测距仪器获取滑块移动过程中各采集时间点激光测距仪器测量的距离，将其记为测径过程中各采集时间点的测距，设定测径装置滑杆上滑块的移动次数，得到各次测径过程中各采集时间点的测距，将其记为 ，表示第 次测径过程的编号，， 表示第 个采集时间点的编号， 。[0023] 在上述实施例的基础上，所述内径测量数据获取模块的具体分析过程还包括：提取数据库中存储的测径装置中滑杆的厚度和滑块的高度，将其分别记为 。[0024] 通过分析公式 得到各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径 。[0025] 在上述实施例的基础上，所述螺旋焊管内径分析模块的具体分析过程包括：将各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径 代入分析公式得到各次测径过程的数值波动系数 ，其中 表示预设的数值波动系数的修正因子， 表示采集时间点的数量。[0026] 在上述实施例的基础上，所述螺旋焊管内径分析模块的具体分析过程还包括：将各次测径过程的数值波动系数与预设的数值波动系数阈值进行比较，若某次测径过程的数值波动系数小于或等于预设的数值波动系数阈值，则将该次测径过程记为可参考测径过程，统计得到各次可参考测径过程。[0027] 根据各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径，筛选得到各次可参考测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径。[0028] 根据各次可参考测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径，得到各次可参考测径过程对应的目标螺旋焊管内径的众数、平均数和中位数，将其分别记为， 表示第 次可参考测径过程的编号， 。[0029] 通过分析公式 得到目标螺旋焊管的测定内径 ，其中 表示可参考测径过程的次数， 分别表示预设的众数、平均数和中位数的权重因子， ，并将其反馈至相关单位。[0030] 在上述实施例的基础上，所述测径装置可靠性评估模块的具体分析过程包括：F1：通过高清摄像机获取各次测径过程中各采集时间点测径装置的图像，得到各次测径过程中各采集时间点测径装置中支撑杆与滑杆之间的夹角，将其记为 。[0031] 通过分析公式 得到各次测径过程中测径装置滑杆的倾斜度 ，其中 表示预设的倾斜度的修正因子， 表示自然常数， 。[0032] F2：通过振动传感器获取各次测径过程中各采集时间点测径装置滑杆的振动位移，将其记为 。[0033] 通过分析公式 得到各次测径过程中测径装置滑杆的振动程度 ，其中 表示预设的振动程度的修正因子， 表示预设的单位振动位移对应的影响因子。[0034] F3：将各次测径过程中测径装置滑杆的倾斜度 和振动程度 代入分析公式得到各次测径过程的干扰因素影响程度 ，其中表示预设的干扰因素影响程度的修正因子， 分别表示预设的倾斜度阈值和振动程度阈值， 分别表示预设的倾斜度和振动程度的权重因子， 。[0035] 在上述实施例的基础上，所述测径装置可靠性评估模块的具体分析过程还包括：以干扰因素影响程度为自变量、数值波动系数为因变量建立坐标系，根据各次测径过程的干扰因素影响程度和数值波动系数，在坐标系中标出对应的数据点，利用数学模型的建立方法，绘制测径过程的数值波动系数随干扰因素影响程度变化的线性回归直线，将其记为测径过程的干扰因素与数值波动的关联直线。[0036] 获取测径过程的干扰因素与数值波动的关联直线的斜率，将其记为 。[0037] 根据各次测径过程的干扰因素影响程度和数值波动系数，得到测径过程的干扰因素影响程度和数值波动系数的最大值，将其分别记为 和 。[0038] 通过分析公式 得到测径装置的可靠性评价系数 ，其中 表示预设的可靠性评价系数的修正因子， 分别表示预设的干扰因素影响程度和数值波动系数的预警值， ，并将其反馈至相关单位。[0039] 相对于现有技术，本发明所述的一种螺旋焊管管径在线测量系统以下有益效果：1.本发明采用非接触式测量技术，利用测径装置搭载激光测距仪器获取螺旋焊管两段及中间部位各个位置对应的管径测量数据，能够增加测量数据，减少偶然误差，同时可以提供更高的测量精度，不受管道曲率的限制，且自动化的测量系统可以提高测量效率，减少人工操作的需求，从而可以改进现有的螺旋焊管管径的测量方法，提高螺旋焊管的产品质量、生产效率和应用效果，适用性更强。[0040] 2.本发明通过使用移动式测径装置，能够灵活化、智能化、精准地测量螺旋焊管各位置对应的管径，进而克服现有的螺旋焊管管径测量方法测量精度低和测量难度大的局限性。[0041] 3.本发明通过对测径装置进行自检和可靠性评估，能够及时发现和纠正测径装置测量精度失准的情况，同时也有利于对测径装置的性能进行升级优化。附图说明[0042] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0043] 图1为本发明的系统模块连接图。[0044] 图2为本发明的目标螺旋焊管摆放示意图。[0045] 图3为本发明的测径装置结构示意图。[0046] 图4为本发明的测径装置摆放示意图。[0047] 图5为本发明的测径装置测量目标螺旋焊管内径剖面示意图。[0048] 附图标记：1.目标螺旋焊管；2.承托台；3.目标螺旋焊管轴线；4.水平基准线；5.测径装置；6.底座；7.支撑杆；8.滑杆；9.滑块；10.激光测距仪器；11.支撑杆中心轴线；12.目标螺旋焊管指定一端横截面；13.纵向直径线；14.滑杆横截面；15.目标螺旋焊管中心轴线；16.激光测距仪器测量的距离；17.滑块高度；18.滑杆厚度。具体实施方式[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0050] 请参阅图1所示，本发明提供一种螺旋焊管管径在线测量系统，包括螺旋焊管摆放校准模块、测径装置测前校准模块、测径装置摆放调节模块、内径测量数据获取模块、螺旋焊管内径分析模块、测径装置可靠性评估模块和数据库。[0051] 所述测径装置测前校准模块分别与螺旋焊管摆放校准模块和测径装置摆放调节模块连接，内径测量数据获取模块分别与测径装置摆放调节模块和螺旋焊管内径分析模块连接，测径装置可靠性评估模块与螺旋焊管内径分析模块连接，数据库与内径测量数据获取模块连接。[0052] 所述螺旋焊管摆放校准模块用于将需要测量内径的螺旋焊管记为目标螺旋焊管，检测目标螺旋焊管摆放的水平度是否符合要求，并对目标螺旋焊管进行调整。[0053] 进一步地，所述螺旋焊管摆放校准模块的具体分析过程为：参阅图2所示，将需要测量内径的螺旋焊管记为目标螺旋焊管，获取目标螺旋焊管外表面沿着管道延伸方向与管道等长度的线条，将其记为目标螺旋焊管的轴线。[0054] 将目标螺旋焊管的轴线与水平基准线进行比对，若目标螺旋焊管的轴线与水平基准线平行，则目标螺旋焊管摆放的水平度符合要求，若目标螺旋焊管的轴线与水平基准线不平行，则目标螺旋焊管摆放的水平度不符合要求，并对目标螺旋焊管进行调整。[0055] 作为一种优选方案，螺旋焊管的内径是指螺旋焊管内部的直径，也称为螺旋焊管的孔径或口径。[0056] 作为一种优选方案，目标螺旋焊管的轴线也称为目标螺旋焊管的纹理线。[0057] 作为一种优选方案，目标螺旋焊管放置于承托台，测量目标螺旋焊管的内径时，对承托台的稳固性进行检查，确保符合要求。[0058] 所述测径装置测前校准模块用于将测量目标螺旋焊管内径的装置记为测径装置，检测测径装置中支撑杆的垂直度和滑杆的水平度是否符合要求，并对测径装置进行调整。[0059] 进一步地，所述测径装置测前校准模块的具体分析过程为：将测量目标螺旋焊管内径的装置记为测径装置，获取测径装置中支撑杆的轴线，将测径装置中支撑杆的轴线与铅直基准线进行比对，若测径装置中支撑杆的轴线与铅直基准线平行，则测径装置中支撑杆的垂直度符合要求，若测径装置中支撑杆的轴线与铅直基准线不平行，则测径装置中支撑杆的垂直度不符合要求，并对测径装置的支撑杆进行调整。[0060] 获取测径装置中滑杆的轴线，将测径装置中滑杆的轴线与水平基准线进行比对，若测径装置中滑杆的轴线与水平基准线平行，则测径装置中滑杆的水平度符合要求，若测径装置中滑杆的轴线与水平基准线不平行，则测径装置中滑杆的水平度不符合要求，并对测径装置的滑杆进行调整。[0061] 作为一种优选方案，参阅图3所示，测径装置的机械结构包括底座、支撑杆、滑杆、滑块和激光测距仪器，其中底座带滑轮，使得测径装置可自由移动；支撑杆内置滑轨，使得滑杆可沿着支撑杆上下移动，实现滑杆高度可调节；滑杆内置滑轨，使得滑块可沿着滑杆水平移动，实现滑块位置可调节；滑块搭载激光测距仪器，激光测距仪器嵌入滑块，进行距离测量。[0062] 作为一种优选方案，由于测径装置可自由移动，测径装置测量螺旋焊管内径时对场地没有限制；由于测径装置滑杆的高度可调节，测量螺旋焊管内径时可适用不同的螺旋焊管摆放高度，使用更加方便。[0063] 作为一种优选方案，由于滑块搭载激光测距仪器且滑块可沿着测径装置滑杆水平移动，进而激光测距仪器可沿着测径装置滑杆水平移动，获取多组测量数据。[0064] 作为一种优选方案，当测径装置中支撑杆的垂直度和滑杆的水平度均符合要求时，测径装置中支撑杆和滑杆之间的夹角为直角。[0065] 所述测径装置摆放调节模块用于对测径装置的摆放位置和测径装置中滑杆的位置进行调节，使得测径装置中滑杆的中心轴线与目标螺旋焊管的中心轴线重合。[0066] 进一步地，所述测径装置摆放调节模块的具体分析过程为：S1：参阅图4所示，调节测径装置的摆放位置，使得测径装置与目标螺旋焊管位于同一水平线且相距设定距离，并使得测径装置支撑杆的中心轴线与目标螺旋焊管指定一端横截面的纵向直径线平行。[0067] S2：获取目标螺旋焊管指定一端横截面纵向直径线的中点，将其记为目标螺旋焊管指定一端横截面的中心点，移动测径装置的滑杆，使得测径装置滑杆横截面的中心点与目标螺旋焊管指定一端横截面的中心点重合，进而使得测径装置中滑杆的中心轴线与目标螺旋焊管的中心轴线重合。[0068] 所述内径测量数据获取模块用于设定测径装置滑杆上滑块的移动速度和采集时间点的时间间隔，通过测径装置滑杆上滑块搭载的激光测距仪器获取滑块移动过程中各采集时间点激光测距仪器测量的距离，将其记为测径过程中各采集时间点的测距，设定测径装置滑杆上滑块的移动次数，得到各次测径过程中各采集时间点的测距，进一步得到各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径。[0069] 进一步地，所述内径测量数据获取模块的具体分析过程包括：参阅图5所示，按照预设的原则设定测径装置滑杆上滑块的移动速度和采集时间点的时间间隔，通过测径装置滑杆上滑块搭载的激光测距仪器获取滑块移动过程中各采集时间点激光测距仪器测量的距离，将其记为测径过程中各采集时间点的测距，设定测径装置滑杆上滑块的移动次数，得到各次测径过程中各采集时间点的测距，将其记为 ，表示第 次测径过程的编号，， 表示第 个采集时间点的编号， 。[0070] 作为一种优选方案，采集时间点的时间间隔表示测径装置滑杆上滑块移动过程中间隔多长时间激光测距仪器测量一次距离。[0071] 作为一种优选方案，不同长度范围的螺旋焊管对应不同规格的测径装置，测径装置可以进行改良升级。[0072] 在一个具体实施例中，若测径装置滑杆的长度小于目标螺旋焊管的长度，将测径装置分别置于目标螺旋焊管的两端各进行一次测径过程，并进行整合，得到完整的一次测径过程。[0073] 进一步地，所述内径测量数据获取模块的具体分析过程还包括：提取数据库中存储的测径装置中滑杆的厚度和滑块的高度，将其分别记为 。[0074] 通过分析公式 得到各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径 。[0075] 作为一种优选方案，测径装置滑杆上滑块搭载激光测距仪器，激光测距仪器嵌入滑块，且激光测距仪器发射激光的一面与滑块的上表面平齐，即激光测距仪器测量的距离为滑块的上表面与目标螺旋焊管内壁的距离。[0076] 作为一种优选方案，螺旋焊管的制造过程是将钢板卷成螺旋形，然后进行焊接，在卷管的过程中，钢板的宽度和长度会有一定的变化，但是厚度基本保持不变。因此，在获得螺旋焊管内径的基础上，结合螺旋焊管的厚度，可以进一步得到螺旋焊管的外径。因此，本发明的螺旋焊管管径测量方法既可以测量螺旋焊管内径，又可以测量螺旋焊管外径。[0077] 需要说明的是，本发明通过使用移动式测径装置，能够灵活化、智能化、精准地测量螺旋焊管各位置对应的管径，进而克服现有的螺旋焊管管径测量方法测量精度低和测量难度大的局限性。[0078] 所述螺旋焊管内径分析模块用于根据各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径，分析各次测径过程的数值波动系数，根据各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径和各次测径过程的数值波动系数，得到目标螺旋焊管的测定内径。[0079] 进一步地，所述螺旋焊管内径分析模块的具体分析过程包括：将各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径 代入分析公式得到各次测径过程的数值波动系数 ，其中 表示预设的数值波动系数的修正因子， 表示采集时间点的数量。[0080] 进一步地，所述螺旋焊管内径分析模块的具体分析过程还包括：将各次测径过程的数值波动系数与预设的数值波动系数阈值进行比较，若某次测径过程的数值波动系数小于或等于预设的数值波动系数阈值，则将该次测径过程记为可参考测径过程，统计得到各次可参考测径过程。[0081] 根据各次测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径，筛选得到各次可参考测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径。[0082] 根据各次可参考测径过程中各采集时间点测量的目标螺旋焊管内径，得到各次可参考测径过程对应的目标螺旋焊管内径的众数、平均数和中位数，将其分别记为， 表示第 次可参考测径过程的编号， 。[0083] 通过分析公式 得到目标螺旋焊管的测定内径 ，其中 表示可参考测径过程的次数， 分别表示预设的众数、平均数和中位数的权重因子， ，并将其反馈至相关单位。[0084] 需要说明的是，本发明采用非接触式测量技术，利用测径装置搭载激光测距仪器获取螺旋焊管两段及中间部位各个位置对应的管径测量数据，能够增加测量数据，减少偶然误差，同时可以提供更高的测量精度，不受管道曲率的限制，且自动化的测量系统可以提高测量效率，减少人工操作的需求，从而可以改进现有的螺旋焊管管径的测量方法，提高螺旋焊管的产品质量、生产效率和应用效果，适用性更强。[0085] 所述测径装置可靠性评估模块用于获取各次测径过程中测径装置滑杆的倾斜度和振动程度，分析各次测径过程的干扰因素影响程度，结合各次测径过程的数值波动系数，分析测径装置的可靠性评价系数。[0086] 进一步地，所述测径装置可靠性评估模块的具体分析过程包括：F1：通过高清摄像机获取各次测径过程中各采集时间点测径装置的图像，得到各次测径过程中各采集时间点测径装置中支撑杆与滑杆之间的夹角，将其记为 。[0087] 通过分析公式 得到各次测径过程中测径装置滑杆的倾斜度 ，其中 表示预设的倾斜度的修正因子， 表示自然常数， 。[0088] F2：通过振动传感器获取各次测径过程中各采集时间点测径装置滑杆的振动位移，将其记为 。[0089] 通过分析公式 得到各次测径过程中测径装置滑杆的振动程度 ，其中 表示预设的振动程度的修正因子， 表示预设的单位振动位移对应的影响因子。[0090] F3：将各次测径过程中测径装置滑杆的倾斜度 和振动程度 代入分析公式得到各次测径过程的干扰因素影响程度 ，其中表示预设的干扰因素影响程度的修正因子， 分别表示预设的倾斜度阈值和振动程度阈值， 分别表示预设的倾斜度和振动程度的权重因子， 。[0091] 作为一种优选方案，理想状态下，测径装置中支撑杆与滑杆垂直，即测径装置中支撑杆与滑杆之间的夹角为90度，测径过程中滑块在滑杆上移动且滑块具有一定的重量，可能会使滑杆轻微下垂，进而使得测径装置中支撑杆与滑杆之间的夹角小于90度，同时测径过程中滑块在滑杆上移动可能会引起滑杆的振动。[0092] 进一步地，所述测径装置可靠性评估模块的具体分析过程还包括：以干扰因素影响程度为自变量、数值波动系数为因变量建立坐标系，根据各次测径过程的干扰因素影响程度和数值波动系数，在坐标系中标出对应的数据点，利用数学模型的建立方法，绘制测径过程的数值波动系数随干扰因素影响程度变化的线性回归直线，将其记为测径过程的干扰因素与数值波动的关联直线。[0093] 获取测径过程的干扰因素与数值波动的关联直线的斜率，将其记为 。[0094] 根据各次测径过程的干扰因素影响程度和数值波动系数，得到测径过程的干扰因素影响程度和数值波动系数的最大值，将其分别记为 和 。[0095] 通过分析公式 得到测径装置的可靠性评价系数 ，其中 表示预设的可靠性评价系数的修正因子， 分别表示预设的干扰因素影响程度和数值波动系数的预警值， ，并将其反馈至相关单位。[0096] 作为一种优选方案，干扰因素影响程度与数值波动系数呈正相关，即干扰因素影响程度越大，数值波动系数也越大。[0097] 需要说明的是，本发明通过对测径装置进行自检和可靠性评估，能够及时发现和纠正测径装置测量精度失准的情况，同时也有利于对测径装置的性能进行升级优化。[0098] 所述数据库用于存储测径装置中滑杆的厚度和滑块的高度。[0099] 以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

专利地区：山东

专利申请日期：2024-05-17

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118424127B