一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统及测量方法技术方案

本发明专利技术公开一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统及测量方法，涉及金属波纹管膨胀节几何尺寸测量领域，该系统包括：转台用于放置待测金属波纹管膨胀节；运动机构用于带动光栅尺和激光传感器产生竖直方向的位移和水平方向的位移；可编程控制器用于接收上位主机发送的测量信号并根据测量信号控制运动机构按照预设方式运转以及带动转台按照预设规则进行转动，并控制光栅尺发出高频脉冲信号，以及接收高频脉冲信号，并将高频脉冲信号发送至上位主机；上位主机用于向激光传感器发送测量信号，并接收激光传感器返回的测量数据，以及根据测量数据和高频脉冲信号计算待测金属波纹管膨胀节的几何尺寸。本发明专利技术能够提高金属波纹管膨胀节几何尺寸的测量精度。管膨胀节几何尺寸的测量精度。管膨胀节几何尺寸的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统及测量方法


[0001]本专利技术涉及金属波纹管膨胀节几何尺寸测量领域，特别是涉及一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统及测量方法。

技术介绍

[0002]金属波纹管膨胀节广泛的应用于供暖、供热、石油、电力、天然气输送等领域，它可以对管道的热胀冷缩和移动变形进行补偿，提高管道的可靠性与安全性，也可以应用在航天航空领域，在我国航天事业快速发展的今天，波纹管膨胀节已经作为航天发射的重要组成部件之一，其外形尺寸，如：波纹的高度、宽度、总长度等参数，一直作为出厂检验的重要标准来衡量产品的性能与合格性。
[0003]但目前，国内生产商在测量这些参数时，还处于手工测量阶段，测量效率低、精度有待提高、劳动强度大，自动化程度不高，一定程度上限制了金属波纹管膨胀节的生产、检验、标定、实验等。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统及测量方法，能够提高金属波纹管膨胀节几何尺寸的测量精度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统，所述测量系统包括上位主机、可编程控制器、运动机构、光栅尺、激光传感器和转台；
[0007]所述转台用于放置待测金属波纹管膨胀节；
[0008]所述运动机构分别与所述光栅尺和所述激光传感器固定连接；所述运动机构用于带动所述光栅尺和所述激光传感器产生竖直方向的位移和水平方向的位移；其中，所述水平方向为所述激光传感器的激光发射方向；
[0009]所述可编程控制器分别与所述转台、所述运动机构、所述上位主机和所述光栅尺连接；所述可编程控制器用于接收所述上位主机发送的测量信号，并根据所述测量信号，控制所述运动机构按照预设方式运转以及带动所述转台按照预设规则进行转动，并控制所述光栅尺发出高频脉冲信号，以及接收高频脉冲信号，并将所述高频脉冲信号发送至所述上位主机；
[0010]所述上位主机与所述激光传感器连接；所述上位主机用于向所述激光传感器发送测量信号，并接收所述激光传感器返回的测量数据，以及根据所述测量数据和所述高频脉冲信号计算所述待测金属波纹管膨胀节的几何尺寸；所述几何尺寸包括高度、宽度和总长度。
[0011]可选地，所述上位主机通过网线通讯端口分别与所述可编程控制器及所述激光传感器相连接。
[0012]可选地，所述转台上表面的圆心与所述待测金属波纹管膨胀节的横截面的圆心同
轴。
[0013]可选地，所述运动机构包括支架、直线滑轨及伺服电机；
[0014]所述支架设于所述直线滑轨上并随所述直线滑轨做往复直线运动；所述支架的两端分别与所述光栅尺及所述激光传感器固定连接；所述伺服电机用于带动所述直线滑轨做往复直线运动。
[0015]可选地，所述测量系统还包括框架；
[0016]所述直线滑轨设置在所述框架上；
[0017]所述框架垂直固定在地面上。
[0018]可选地，所述直线滑轨包括竖直直线滑轨、水平直线滑轨和滑动杆；
[0019]所述水平直线滑轨包括第一水平直线滑轨和第二水平直线滑轨；所述第一水平直线滑轨和第二水平直线滑轨相对固定在所述框架上；
[0020]所述滑动杆的一端与所述第一水平直线滑轨滑动连接；所述滑动杆的另一端与所述第二水平直线滑轨滑动连接；所述滑动杆用于在伺服电机的带动下做水平方向上的往复运动；
[0021]所述竖直直线滑轨与所述滑动杆垂直相交固定；所述竖直直线滑轨与所述水平直线滑轨垂直；所述竖直直线滑轨用于在伺服电机的带动下做竖直方向上的往复运动。
[0022]可选地，所述竖直直线滑轨的高度大于等于所述待测金属波纹管膨胀节的高度。
[0023]一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量方法，应用于上述的金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统，所述测量方法包括：
[0024]获取测量数据和高频脉冲信号；
[0025]根据所述测量数据和对应的获取时刻，得到平面直角坐标系下的第一曲线；
[0026]根据所述高频脉冲信号和对应的获取时刻，得到平面直角坐标系下的第二曲线；
[0027]根据所述第一曲线和所述第二曲线，得到平面直角坐标系下的由所述测量数据和所述高频脉冲信号构成的几何尺寸曲线；
[0028]以所述几何尺寸曲线的起始端点的幅值对应的坐标与终点的幅值对应的坐标相等为依据，对所述平面直角坐标系进行调整，得到调整后的直角坐标系；
[0029]在所述调整后的直角坐标系下，根据几何尺寸曲线，计算所述待测金属波纹管膨胀节的几何尺寸；所述几何尺寸包括波距和波高。
[0030]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0031]本专利技术提供的一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统及测量方法，以高精度激光传感器和光栅尺作为核心测量器件，配合高精度运动控制技术以及传感器数据融合技术，确定金属波纹管膨胀节的几何尺寸，提高金属波纹管膨胀节几何尺寸的测量精度。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统结构示意图；
[0034]图2为本专利技术一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统运动结构示意图；
[0035]图3为本专利技术一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统转台与固定框架示意图；
[0036]图4为本专利技术激光传感器测量金属波纹管膨胀节长度、波高、波距的示意图；
[0037]图5为本专利技术测试流程图；
[0038]图6为以几何尺寸曲线的起始端点的幅值对应的坐标与终点的幅值对应的坐标相等为依据计算曲线倾斜角度示意图；
[0039]图7为对所述平面直角坐标系进行调整得到调整后的直角坐标系示意图；
[0040]图8为几何尺寸曲线的各个拐点示意图；
[0041]图9为根据拐点计算膨胀节的波高跟波距示意图；
[0042]图10为本专利技术测量金属波纹管膨胀节测量数据采集过程示意图；
[0043]图11为本专利技术一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量方法流程图。
[0044]附图标记说明：4、光栅尺；5、激光传感器；6、待测金属波纹管膨胀节；7、支架；8、直线滑轨；9、伺服电机；10、转台；11、框架；12、激光传感器竖直方向的扫描行程。
具体实施方式
[0045]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统，其特征在于，所述测量系统包括上位主机、可编程控制器、运动机构、光栅尺、激光传感器和转台；所述转台用于放置待测金属波纹管膨胀节；所述运动机构分别与所述光栅尺和所述激光传感器固定连接；所述运动机构用于带动所述光栅尺和所述激光传感器产生竖直方向的位移和水平方向的位移；其中，所述水平方向为所述激光传感器的激光发射方向；所述可编程控制器分别与所述转台、所述运动机构、所述上位主机和所述光栅尺连接；所述可编程控制器用于接收所述上位主机发送的测量信号，并根据所述测量信号，控制所述运动机构按照预设方式运转以及带动所述转台按照预设规则进行转动，并控制所述光栅尺发出高频脉冲信号，以及接收高频脉冲信号，并将所述高频脉冲信号发送至所述上位主机；所述上位主机与所述激光传感器连接；所述上位主机用于向所述激光传感器发送测量信号，并接收所述激光传感器返回的测量数据，以及根据所述测量数据和所述高频脉冲信号计算所述待测金属波纹管膨胀节的几何尺寸；所述几何尺寸包括高度、宽度和总长度。2.根据权利要求1所述的金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统，其特征在于，所述上位主机通过网线通讯端口分别与所述可编程控制器及所述激光传感器相连接。3.根据权利要求1所述的金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统，其特征在于，所述转台上表面的圆心与所述待测金属波纹管膨胀节的横截面的圆心同轴。4.根据权利要求1所述的金属波纹管膨胀节几何尺寸测量系统，其特征在于，所述运动机构包括支架、直线滑轨及伺服电机；所述支架设于所述直线滑轨上并随所述直线滑轨做往复直线运动；所述支架的两端分别与所述光栅尺及所述激光传感器固定连接；所述伺服电机用于带动所述直线滑轨做往复直线运动。5.根据权利要求4所述的金属波纹管膨胀节几...

【专利技术属性】
技术研发人员：常伟，袁峰，李洪伟，王松亭，李中宇，闫鸣旭，韩策，张凯，金东义，赵喆，刘柏汇，
申请(专利权)人：国机传感科技有限公司沈阳国仪检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：