一種法蘭空間相對位置測量儀的製作方法
2023-06-30 23:01:11 1
一種法蘭空間相對位置測量儀的製作方法
【專利摘要】一種法蘭空間相對位置測量儀，固定在基準法蘭上的機箱上裝有位置傳感器和透鏡，目標法蘭上則裝有光電信號發生器，光電信號發生器發出的光線通過透鏡在位置傳感器上留下光斑，通過光斑的坐標和設定的透鏡中心坐標，可計算出目標法蘭的相對位置。該測量儀精度高，可滿足中短距離的檢測，且有著高可靠性。
【專利說明】一種法蘭空間相對位置測量儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及測量儀，特別是涉及一種測量法蘭在空間上的相對位置的測量儀。
【背景技術】
[0002]法蘭常運用於管道連接，特別是大型管道的安裝技術中，兩段管段的連接均通過法蘭連接成一體。而若要將兩段固定的管段連接在一起，還需要預製特定長度和形狀的管段，通過預製的管段兩端分別連接兩端固定的管段實現連通。管段的預製需要測量兩段固定管段的距離，即測量管段的管口處的法蘭的距離。
[0003]現有測量設備有兩種，一種是用於諸如海底較長管路鋪設的測量裝置，原理是用量角器測水平方位和相對高度角，用鋼絲繩測距離，這種設備屬於純機械測量裝置。另一種除了量角器和鋼絲繩外還有電子計算設備，將量角器的測量數據通過軸角轉換器輸入電子設備，同時將鋼絲繩的長度也輸入電子設備，把方位與距離結合起來通過相應的軟體處理就能得到安裝管的製作圖紙，這種裝置屬於機電混合測量設備。以上兩種測量裝置均能對管段進行測量，但第一種純機械測量裝置只能用於較大距離上，如十幾米以上，精度要求不太高的場合，而在短距離、精度要求較高的情況下則無法勝任；第二種機電混合的測量裝置，角度誤差一般都在0.5°內，如測量距離達到三米，則測量值會達到22mm的偏差，因此能滿足在短距離、精度要求一般的情況下使用，但在中短距離(如十米內)、要求精度較高的場合則難以達到要求，且該種裝置需要帶入測量現場的部件較多，如有測量底座，測量機構，數據處理電腦及連接電纜等，其操作較為複雜。還有，以上的兩種測量裝置均包括機械活動部分，由於機械的相對運動及磨損，對精度與可靠性都會有影響。
【發明內容】
[0004]本實用新型旨在提供一種在中短距離內精確測量帶法蘭管段相對位置的測量儀，以提高測量的準確性和預製管段製作的精確性。
[0005]本實用新型所述的法蘭空間相對位置測量儀，包括固定在基準法蘭上的機箱，機箱內裝有兩個位置傳感器，兩位置傳感器的信號接收面位於同一平面且其上方均設有透鏡，兩透鏡位於同一平面；有發出位置信號至位置傳感器的光電信號發生器，光電信號發生器設置在被測的目標法蘭的法蘭螺栓孔處。
[0006]本實用新型所述的法蘭空間相對位置測量儀，將機箱放置在監測點、光電信號發生器放置在被測法蘭的法蘭螺栓孔處，工作時，光電信號發生器發出光線，光線通過透鏡分別在兩個位置傳感器上留下光斑，得到兩個光斑的坐標點，而透鏡中心的坐標為儀器的固有參數，相對的位置傳感器上的光斑與透鏡的中心點兩點成一直線，兩直線的相交點即為光電信號發生器的坐標點，即目標法蘭螺栓孔的坐標點，由此得到三組及以上的數據就可計算出法蘭的相對位置。該測量儀為光電測量儀器，有著極高的測量精度，在中短距離內的誤差極低，極大地提高測量的準確性和預製管段製作的精確性；該測量儀無機械運動部件， 長時間使用後仍可保持在極高的精度，保證測量的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1、2是法蘭空間相對位置測量儀的結構示意圖。
[0008]圖3-5是圖1所示法蘭空間相對位置測量儀的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0009]一種法蘭空間相對位置測量儀，包括固定在基準法蘭101上的機箱1，機箱I內裝有兩個位置傳感器2，兩位置傳感器2的信號接收面位於同一平面且其上方均設有透鏡3，兩透鏡3位於同一平面；有發出位置信號至位置傳感器2的光電信號發生器4，光電信號發生器4設置在被測的目標法蘭102的法蘭螺栓孔處。
[0010]光電信號發生器設置在目標法蘭的法蘭螺栓孔處，其坐標為A，光線通過透鏡分別在兩個位置傳感器上留下光斑，得到兩個光斑的坐標點A1、A2，而透鏡中心的坐標為儀器的固有參數，分別為01、02，相對的位置傳感器上的光斑與透鏡的中心點兩點成一直線，兩直線Α1-01、Α2-02的相交點即為光電信號發生器的坐標點A，即目標法蘭孔的坐標點，由此可通過已知的坐標點A1、A2、01、02計算出A的坐標，由此得到三組及以上的數據就可得出法蘭的相對位置。該測量儀有著高精度，能準確測量中短距離內的法蘭相對位置。
[0011]機箱I包括裝有位置傳感器2和透鏡3的箱體11，和用於箱體定位的導軌12，箱體11上開有與導軌12相配的導槽13，導軌12可在箱體11的導槽內滑動，還有兩個將導軌12固定在箱體11上的固定螺栓14，箱體11上兩個分別與兩固定螺栓14相匹配的螺栓孔15設置在基準法蘭的同一直徑上。測量前，通過導軌和導槽調整機箱位置，建立解算坐標系的方向，使測量更加準確。
[0012]機箱I上可拆卸地裝有保護透鏡3的透鏡保護蓋5 ;工作時將保護蓋拆下即可進行測量工作，而因透鏡容易受損刮花，在非工作狀態下可以用保護蓋對透鏡進行保護。
[0013]機箱上裝有USB數據接口，可通過該接口連接數據線和計算機，便於數據的傳輸；機箱上也可以裝設無線信號發送和接收器，利用無線信號傳輸數據；還可以將計算機或者單片機、存儲器、電源集成於機箱內部，機箱上則設置觸控螢幕用於操作，可便於操作和運輸，並減少輔助設備的需要。
[0014]所述的位置傳感器是PSD位置傳感器,PSD即Posit1n Sensitive Detector, PSD位置傳感器是一種高精度的光電探測器件，具有高靈敏度、高解析度、響應速度快和配置電路簡單等優點，同時可對目標信號進行調製，因而可以顯著提高系統的抗幹擾能力。
【權利要求】
1.一種法蘭空間相對位置測量儀，其特徵在於:包括固定在基準法蘭上的機箱(1)，機箱(I)內裝有兩個位置傳感器(2 )，兩位置傳感器(2 )的信號接收面位於同一平面且其上方均設有透鏡(3)，兩透鏡(3)位於同一平面；有發出位置信號至位置傳感器(2)的光電信號發生器(4)，光電信號發生器(4)設置在被測的目標法蘭的法蘭螺栓孔處。
2.根據權利要求1所述的法蘭空間相對位置測量儀，其特徵在於:機箱(I)包括裝有位置傳感器(2)和透鏡(3)的箱體(11)，和用於箱體定位的導軌(12)，箱體(11)上開有與導軌(12)相配的導槽(13)，導軌(12)可在箱體(11)的導槽內滑動，還有兩個將導軌(12)固定在箱體(11)上的固定螺栓(14)，箱體(11)上兩個分別與兩固定螺栓(14)相匹配的螺栓孔(15)設置在基準法蘭的同一直徑上。
3.根據權利要求1或2所述的法蘭空間相對位置測量儀，其特徵在於:機箱(I)上可拆卸地裝有保護透鏡(3)的透鏡保護蓋(5)。
【文檔編號】G01B11/00GK204043610SQ201420348433
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】鄒城 申請人:廣州廣船國際股份有限公司