[发明专利]管内周向环形窄沟槽几何参数检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种管内周向环形窄沟槽几何参数检测装置，其特征在于，包括轴向移动装置(16)和径向移动装置(10)，所述的轴向移动装置(16)上设置有V型槽(1)和夹持皮带(15)，所述的V型槽(1)和夹持皮带(15)用于固定被测管件(2)，所述的径向移动装置(10)与水平的承载台(9)连接，所述的承载台(9)上设置有电机(8)，所述的电机(8)与连接有一个带缝圆盘(7)，所述的缝圆盘(7)的上方设置有光电传感器(12)。

2.根据权利要求(1)所述的管内周向环形窄沟槽几何参数检测装置，其特征在于，所述的电机(8)连接有台架(14)，所述的台架(14)与电机(8)之间设置有一个轴承(13)，所述的轴承(13)用于支撑台架(14)；所述的台架(13)上安装有激光位移传感器(6)，所述的台架(14)还连接有延伸支架(4)，所述的延伸支架(4)的末端有一个透光小孔(4-1)，在所述透光小孔(4-1)的上方安装有全反射棱镜(3)，所述的延伸支架(4)伸入被测管件(2)的内部。

3.根据权利要求1所述的管内周向环形窄沟槽几何参数检测装置，其特征在于，所述的带缝圆盘(7)的边缘开有一条定位缝(7-1)；在所述的电机(8)的后方设置有旋转编码器(11)。

4.根据权利要求1所述的管内周向环形窄沟槽几何参数检测装置，其特征在于，由激光位移传感器(6)发射的激光光线(5)经过全反射棱镜(3)后，与被测管件的中心轴线垂直，射向被测管件的内表面。

5.一种管内周向环形窄沟槽几何参数检测方法，利用了权利要求1所述的检测装置，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，采集待测管件无沟槽的内壁数据信号；

步骤2，采集待测管件有沟槽的内壁数据信号；

步骤3，利用上位机进行数据处理，拟合并计算出待测管件无沟槽内壁圆的半径以及环形沟槽拟合圆的半径；

步骤4，计算求出管内窄沟槽的深度h和弧长s；

步骤5，对沟槽位置进行标记。

6.根据权利要求5所述的管内周向环形窄沟槽几何参数检测方法，其特征在于，所述的步骤1具体为，

首先上电检查，若装置各部分工作正常则开始测量；先操作轴向移动装置(16)让激光光线(5)照射到环形窄沟槽旁边(2)到3毫米处的管壁上，然后开启电机(8)；电机(8)控制带缝圆盘(7)开始旋转，当带缝圆盘(7)的定位细缝(7-1)经过光电传感器(12)时即经过绝对零位时，旋转编码器(11)发出脉冲，同时下位机拾取激光位移传感器(6)所检测到的数据，即旋转编码器每旋转过一个角度当量时旋转中心到管壁的距离，设为e_i(i＝0,1,2…N,N为一个圆周采集点个数)；直到带缝圆盘(7)的定位细缝(7-1)再次经过光电传感器(12)时即再次经过绝对零位时数据采集结束，电机反转还原至初始测量位置，以防电线及传输线的多次缠绕。

7.根据权利要求5所述的管内周向环形窄沟槽几何参数检测方法，其特征在于，所述的步骤2具体为，

操作轴向移动装置(16)，使激光光线(5)照射到沟槽内；同上述操作，电机(8)开启，开始采集有沟槽的圆周的数据，即旋转编码器每旋转过一个角度当量时旋转中心到管壁的距离，设为f_i(i＝0,1,2…N,N为一个圆周采集点个数)；同样第二次到达绝对零位时，即当带缝圆盘(7)完成一周旋转时，采集结束，电机再次反转还原至初始测量位置。