[发明专利]一种基于传感器螺纹测量数据的螺纹参数计算方法

说明书

本发明公开一种基于传感器螺纹测量数据的螺纹参数计算方法，该方法包括：步骤一，根据钻杆接头内螺纹设计参数，分段建立螺纹曲线数学模型；步骤二，通过步骤一建立的螺纹曲线数学模型对传感器测得的测量数据进行去噪，得到去噪后的测量数据；步骤三，采用螺纹曲线拟合算法对步骤二去噪后的测量数据进行螺纹曲线插值拟合得到拟合后的螺纹曲线；步骤四，根据拟合后的螺纹曲线计算螺纹参数锥度Z_e、牙高h_e、螺距e_e、牙型角α_e，牙型角β_e以及距螺纹端面距离L处的基面大径d3、基面中径d2、基面小径d1。本发明对原始数据缺失多的螺纹曲线进行有效还原，为螺纹参数计算奠定基础，提高了螺纹检测精度。

技术领域

本发明属于螺纹测量技术领域，涉及一种基于传感器螺纹测量数据的螺纹参数计算方法。

背景技术

螺纹因其螺纹副连接紧密，密封性好，螺纹管壁较厚传递扭矩能力与耐压性较强，在高压气体、液体传输管道、高强度钻探工具中得到广泛应用。螺纹加工过程中，螺纹检测是保证螺纹加工质量的重要环节。目前，螺纹综合测量方法包括基于视觉成像检测技术和基于激光位移检测技术等。有效的测量数据处理是螺纹检测技术精度保证的关键。为此一些学者开展大量的研究。文献(基于激光位移检测技术的螺纹检测软件系统设计与开发)采用快速傅里叶变换和零相位滤波法对采集到的螺纹牙型轮廓线数据进行数据去噪，采用一阶导数分区域法和一元线性回归拟合算法；该算法不适用与牙顶和牙底为圆弧状的螺纹牙型。利用滑动窗体自适的莱以特准则剔除数据中的跳跃点，该方法不适用于连续异常数据点的剔除。文献(螺纹参数激光检测技术研究)基于小波去噪原理，提出了层进阈值函数进行数据去噪，该方法适用于粗大误差数据点的数量很少、分布稀疏的情况。综上，如何解决由于采集到异常数据多，没有进行有效的数据处理，导致测量误差较大，仍是检测行业急需解决的关键难题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种基于传感器螺纹测量数据的螺纹参数计算方法，解决了由于传感器测得异常数据多，引起的螺纹计算参数误差较大的问题，有效提高了基于传感器螺纹测量精度。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

基于传感器螺纹测量数据的螺纹参数计算方法，包括以下步骤：

步骤一，根据钻杆接头内螺纹设计参数，分段建立螺纹曲线数学模型：

牙底圆弧曲线函数：

牙型角左侧直线函数：

y＝a_lx+b_l+id，x_c+rcos30°+id≤x≤x_c+rcos30°+(h-2r)/tan60°+id (2)

牙型角右侧直线函数：

y＝a_rx+b_r+id，x_c-rcos30°+id≤x≤x_c-rcos30°-(h-2r)/tan60°+id (3)

牙顶直线函数：

y＝a_dx+b_d+id，x_c+rcos30°+(h-2r)/tan60°+id≤x≤x_c+rcos30°+(h-2r)/tan60°+2r+id (4)