大口徑管道內(nèi)光度檢測設備的設計

大口徑管道內(nèi)光度檢測設備的設計

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，自動控制技術的應用更加廣泛。在測量和控制領域，不僅測量對象顯著增加，而且測量要求也越來越朝著自動化、簡化和簡化的方向發(fā)展。本文提出一種利用光電檢測技術,對大口徑管道內(nèi)徑進行無損、半自動檢測技術。此設備的主要適用范圍為口徑Φ200mm-Φ350mm的各種型號的管類產(chǎn)品。其誤差小于0.01mm,利用計算機自動處理測量數(shù)據(jù),顯示測量結(jié)果。1測頭為被檢結(jié)構(gòu)上的壓力和強度下的振動此設備應用相對測量原理。設備工作前,先把測頭送入同被檢管道內(nèi)徑名義尺寸相同的標準校正環(huán)內(nèi),此時可設定標準尺寸。然后讓設備驅(qū)動裝置6推動測頭進入被檢管道內(nèi)(見圖1),測頭殼體內(nèi)的光柵測微傳感器4的四個觸頭同管道內(nèi)壁接觸,將內(nèi)徑相對標準尺寸的變動量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?由電纜通過數(shù)據(jù)采集卡送入計算機直接進行處理、顯示和打印。精密定心裝置2用于保證測頭軸線與被測管道內(nèi)圓柱面軸線的一致性。2檢測設備的組成該設備主要由精密定心裝置、光柵傳感器測頭、驅(qū)動裝置、計算機控制系統(tǒng)等構(gòu)成。2.1光柵傳感器測頭的安裝精密定心裝置(如圖2),由二個橢圓環(huán)與兩組支撐輪組成,并與光柵傳感器測頭一起固定在聯(lián)接筒上。橢圓環(huán)與固定座軸線的夾角在拉簧的作用下可改變,以便于對不同內(nèi)徑管道進行檢測。精密定心裝置的主要作用是保證測微傳感器觸頭軸線與被測管道軸線垂直相交。2.2光學傳感器的測量頭光柵傳感器測頭(如圖3),由四套GCQ測微傳感器、電磁鐵、杠桿和殼體等組成。電磁鐵和杠桿機構(gòu)可控制測微傳感器觸頭的伸縮。2.3安裝座的安裝驅(qū)動裝置(見圖4)由齒輪齒條傳動結(jié)構(gòu)組成,與光電耦合器一起固定在安裝座上,安裝座固定在被測件上。檢測時,由電機帶動齒輪轉(zhuǎn)動,齒條向前移動,推動檢測設備在管道內(nèi)向前移動。2.4光柵傳感器測量原理計算機控制系統(tǒng)內(nèi)部裝有控制檢測過程的程序,系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口卡與光柵測頭聯(lián)接。測量過程中,可控制光柵傳感器測頭的行進深度和行進速度。當光柵傳感器測頭向前移動到要求的深度時,則停止前進,同時光柵觸頭伸出與被測管道內(nèi)壁接觸,測得數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸線和接口卡送入計算機,由計算機對數(shù)據(jù)進行處理、顯示,繪制曲線并打印結(jié)果。3軸與軸不垂直時的誤差由儀器的工作原理和實驗分析可知,影響檢測設備的測量精度的主要因素可以分為以下幾類:(1)光柵測微傳感器產(chǎn)生的誤差。因光柵刻劃造成的傳感器誤差可控制在a1=0.002mm以內(nèi)。(2)電子學細分誤差a2≤0.001mm(3)阿貝誤差a3≤0.001mm(4)測頭軸線與管道軸線不垂直時產(chǎn)生誤差a4=2[D-(D2-△2)]0.5D——管道內(nèi)徑;A——不同軸時的偏離誤差若D=350mm,△=0.4mm,a4=0.001mm(5)測頭軸線與定向管軸線傾斜產(chǎn)生誤差a5=D(1/cosβ-1)D-管道內(nèi)徑;β-傾斜角若D=350,β=0.3°,a5=0.005mm(6)校準誤差a6≤0.002mm均方差σ=α21+α22+α23+α24+α25+α26???????????????????????√=0.0022+0.0012+0.0012+0.0052+0.0022???????????????????????????????????√=±0.006mm≤±0.01mmσ=α12+α22+α32+α42+α52+α62=0.0022+0.0012+0.0012+0.0052+0.0022=±0.006mm≤±0.01mm滿足技術指標要求。4使用精度及使用精度本文所論述的設備