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专利名称：大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钢管直径和椭圆度测量领域，尤其涉及一种大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置。
背景技术：
在钢铁行业的钢管生产中，伴随着国内外管道建设“大口径、厚壁、高钢级”的趋势，直径大于508mm的大口径直缝焊管的生产比重已经占得越来越大，而大口径直缝焊管管端的直径及椭圆度作为钢管端部重要的参数指标，在保证管道施工进度和质量方面具有重要意义。随着管道现场焊接施工技术的不断进步，半自动、全自动焊接技术的不断应用，使得对钢管管径的要求越来越严格，特别是对管端，不仅对其外径有要求，同时对其管端椭圆度的要求也极为严格。根据中国石油天然气股份有限公司西气东输二线管道工程采用的直缝埋弧焊管的管端直径和椭圆度要求，距管端IOOmm范围内，管端外径公差需要在-0. 5mm 至+2. Omm的范围内，椭圆度(即最大外径与最小外径之差与名义外径的比值)应不大于 0. 6%[1]。其目的就在于当两管在野外进行配管焊接施工时，使其能顺利的完成焊接。反之， 如果钢管的管端直径和椭圆度超标，就会造成两管对焊的困难，即使能勉强对焊在一起，也会产生很大的残余应力，导致焊缝处的机械性能下降，降低了管道在使用过程中的安全性。然而，目前国内几乎所有在产的大口径直缝焊管机组生产的钢管均存在管端直径或者椭圆度超标现象，其原因涉及来料宽厚板的性能、板形以及成形、焊接与扩径等生产工艺，以宝钢在产的UOE直缝焊管生产机组为例，经过一次扩径后，钢管的管端直径或者椭圆度超标管子的数量超过了总产量的10%。所以，为了能对大口径直缝焊管的产品质量进行严密地控制，对大口径直缝焊管的管端直径和椭圆度进行严格检测是必须环节。因此，对于生产现场而言，开发一种测量精度高，作业时间短的在线大口径直缝焊管管端直径和椭圆度检测装置时非常必要的。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置，该装置测量精度高，操作方便，作业时间短，能够支撑快节奏的现场大口径直缝焊管的生产。本实用新型是这样实现的一种大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置，包括机架、上横梁、下横梁和旋转辊，所述的机架和旋转辊固定相对布置；所述的下横梁固定安装在机架的下端，所述的机架两侧装有导轨，所述的上横梁设置在机架的上端，上横梁两端安装在导轨上并装有驱动装置；上横梁和下横梁上各装有一对激光扫描传感器，激光扫描传感器由发射器和接收器构成，发射器和接收器分别安装在上横梁和下横梁的两端；上横梁和下横梁中间各装有一个激光位移传感器，两个激光位移传感器的探头相对设置，所述的上横梁和下横梁左右两端部间装有距离检测装置。[0008]所述的驱动装置为驱动丝杠。所述的距离检测装置为拉线编码器，所述的拉线编码器共有一对，分别固定安装在下横梁的两端，拉线编码器的测量头与上横梁的端部相连。所述的激光位移传感器为D激光位移传感器。本实用新型大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置，采用了二对激光扫描装置和二个2D激光传感器，对在转动辊道上旋转的待测钢管进行管体外径和椭圆度测量。该装置测量精度高，操作方便，作业时间短，能够支撑快节奏的现场大口径直缝焊管的生产， 有效完成管子管端的直径和椭圆度的检测，具有良好的推广应用前景。

图1为本实用新型大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置主视示意图；图2为本实用新型立体结构示意图。图中1驱动丝杠、21发射器、22接收器、3激光位移传感器、4拉线编码器、5机架、 6上横梁、7导轨、8下横梁、9待测钢管、10旋转辊。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型表述的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1如图1、2所示，一种大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置，包括机架5、上横梁6、下横梁8和旋转辊10，所述的机架5和旋转辊10固定相对布置；所述的下横梁8固定安装在机架5的下端，所述的机架5两侧装有导轨7，所述的上横梁6设置在机架5的上端，上横梁6两端安装在导轨7上并装有驱动装置；上横梁6和下横梁8上各装有一对激光扫描传感器，激光扫描传感器由发射器21和接收器22构成，发射器21和接收器22分别安装在上横梁6和下横梁8的两端；上横梁6和下横梁8中间各装有一个激光位移传感器3， 两个激光位移传感器3的探头相对设置，所述的上横梁6和下横梁8左右两端部间装有距离检测装置，距离检测装置用于检测上横梁6是否处于水平位置。在本实施例中，所述的激光位移传感器3为2D激光位移传感器，所述的驱动装置为驱动丝杠1，可以根据待测钢管9的规格，由丝杠1驱动上横梁6沿着导轨7上下移动， 从而带动激光扫描传感器和2D激光位移传感器移动，实现对不同规格的待测钢管9进行测量；同时，位于上横梁6的2D激光位移传感器还可用于检测待测钢管9管端的焊缝情况。进行测量时，发射器21发射激光束扫描待测钢管9，通过计算接收器22上得到的未被遮蔽的光束长度得到待测钢管9的长度。因此，当两对激光扫描传感器相对位置固定时，他们之间的距离减去未被遮蔽的光束长度，即可得到待测钢管9径向直径；同时2D激光位移传感器，它可测得一定宽度区域内的圆弧形状，因此，用它可以测量管端焊缝的位置和形状，同时，上下两个相对位置固定的2D激光位移传感器，还可以测得2D激光位移传感器离待测钢管9圆截面最高点和最低点的距离，由于两个2D激光位移传感器的位置距离固定，因此2D激光位移传感器的间距减去2D激光位移传感器离待测钢管9圆截面最高点和最低点的距离，同样可得到待测钢管9的径向直径。 本实施例可进一步描述为，所述的距离检测装置为拉线编码器4，所述的拉线编码器4共有一对，分别固定安装在下横梁8的两端，拉线编码器4的测量头与上横梁6的端部相连。
权利要求1.一种大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置，其特征是包括机架(5)、上横梁 (6)、下横梁(8)和旋转辊(10)，所述的机架( 和旋转辊(10)固定相对布置；所述的下横梁(8)固定安装在机架(5)的下端，所述的机架( 两侧装有导轨(7)，所述的上横梁(6) 设置在机架( 的上端，上横梁(6)两端安装在导轨(7)上并装有驱动装置；上横梁(6)和下横梁(8)上各装有一对激光扫描传感器，激光扫描传感器由发射器和接收器02) 构成，发射器和接收器0 分别安装在上横梁(6)和下横梁(8)的两端；上横梁(6) 和下横梁(8)中间各装有一个激光位移传感器(3)，两个激光位移传感器( 的探头相对设置，所述的上横梁(6)和下横梁⑶左右两端部间装有距离检测装置。
2.如权利要求1所述的大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置，其特征是所述的驱动装置为驱动丝杠(1)。
3.如权利要求1所述的大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置，其特征是所述的距离检测装置为拉线编码器G)，所述的拉线编码器(4)共有一对，分别固定安装在下横梁(8)的两端，拉线编码器的测量头与上横梁(6)的端部相连。
4.如权利要求1所述的大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置，其特征是所述的激光位移传感器C3)为2D激光位移传感器。
专利摘要本实用新型涉及钢管直径和椭圆度测量领域，尤其涉及一种大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置。一种大口径直缝焊管管端椭圆度和直径测量装置，包括机架、上横梁、下横梁和旋转辊，上横梁和下横梁上各装有一对激光扫描传感器，上横梁和下横梁中间各装有一个激光位移传感器，两个激光位移传感器的探头相对设置，所述的上横梁和下横梁左右两端部间装有距离检测装置。本实用新型采用了二对激光扫描装置和二个2D激光传感器，对在转动辊道上旋转的待测钢管进行管体外径和椭圆度测量。该装置测量精度高，操作方便，作业时间短，能够支撑快节奏的现场大口径直缝焊管的生产，有效完成管子管端的直径和椭圆度的检测，具有良好的推广应用前景。
文档编号G01B11/24GK201983764SQ20112004992
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者乔俊良, 吕常青, 吴瑞珉, 徐振亚, 杨赛丹, 潘胜波, 谢仕强, 金成国 申请人:宝山钢铁股份有限公司