大口径钢管直径、椭圆度测量系统的硬件设计
随着化工、石油行业的迅猛发展,大口径钢管的需求量不断增加,其端面直径、椭圆度等参数与生产设计指标的符合情况直接影响了钢管终质量的优劣。国内大部分钢管生产厂家主要采用人工手动的测量方法,这种测量方法精度低、效率低、工人劳动强度大、信息反馈慢同时无法充分反映管端情况,如何实时在线测量钢管的直径、椭圆度已成为厂家们关注的首要问题
焊缝形貌检测公司
大口径钢管直径、椭圆度测量系统的硬件设计
随着化工、石油行业的迅猛发展,大口径钢管的需求量不断增加,其端面直径、椭圆度等参数与生产设计指标的符合情况直接影响了钢管终质量的优劣。国内大部分钢管生产厂家主要采用人工手动的测量方法,这种测量方法精度低、效率低、工人劳动强度大、信息反馈慢同时无法充分反映管端情况,如何实时在线测量钢管的直径、椭圆度已成为厂家们关注的首要问题。目前,国外已经研究出了大口径钢管在线检测系统,但其价格昂贵。因此,本文提出了一种大口径钢管直径、椭圆度测量系统,该系统基于激光测距遍历原理、圆周遍历原理和二乘法拟合原理,钢管固定在V型支架上,激光位移传感器在伺服电机的带动下绕钢管匀速转动,对被测钢管进行圆周遍历,激光位移传感器得到的数据为极轴方向的数据,根据编码器的输出脉冲得到角度数据,激光位移传感器输出的信号经串口传送到计算机,通过上位机数据处理软件即可得到钢管端面直径、椭圆度,并将测量结果实时显示和上传。首先对钢管直径、椭圆度测量原理的研究:对国内内外现有检测方法分析后,确定以激光位移传感器为检测元件,详细介绍激光三角法测距遍历原理和圆周遍历直径、椭圆度测量原理。其次数据采集模块、运动控制模块和数据上传模块是本文的核心模块。数据采集模块实现钢管端面等角度数据采集。运动控制模块中寻找零位运动控制法不仅解决了伺服电机与旋转机构旋转不同步的问题,同时还确保激光位移传感器采集数据的准确性；喷标模块主要用于标记直径位置和周长超标。数据上传模块主要由测量数据上传至Microsoft SQL server 2008数据库和FTP上传钢管端面轮廓描点图组成。后工业现场实验结果表明,本系统的测量精度达到钢管直径、椭圆度测量的技术指标要求。本文所设计的大口径钢管直径、椭圆度测量系统测量效率和精度高、可实现“在线,高速,多部位”的实时准确测量与数据自动存储及输出。我们的客户是柴油机生产商，他们用此仪器来检测自己柴油发动机，以满足服务项目，服务性公司和海运公司的需求。
钢管椭圆度测量仪的设计方案
椭圆度测量仪可自动完成被测大直径钢管两端的椭圆度、外圆周长以及直边的在线测量，实现测量结果显示、存储和数据上传，并在椭圆度超标钢管小直径处自动喷涂标记。2.1 适用的钢管规格范围钢管外径：Φ508 mm～Φ1 422 mm。
长度： 8.0～12.5 m。
钢管直度：管端弯曲度≤4 mm/m，管体弯曲度≤3 mm/m，全长弯曲度≤30 mm。
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椭圆度公差的测量
北京赛诚工控科技有限责任公司成立于2003年，是从事制管行业自动化控制产品设计和开发的高新技术企业。
公司重点致力于制管行业非标准成套设备的研发。目前公司主要产品有激光自动跟踪系统、超声波探伤系统、钢管椭圆度等外观检测系统、焊缝自动修磨系统等。公司的产品已经在多家企业中得到应用，产品现场适用性好，使用稳定可靠。
椭圆度误差的测量方法很简单，可根据精度要求，选用不同的长度量仪进行测量。精度要求较低的可用卡尺、百分尺直接测出。精度要求高的可在比长仪上进行测量。用百分尺测量椭圆度误差应当指出：在被测零件的某一横剖面上，所测得的大与小直径之差。只表示该剖面的椭圆度误差，并不一定是整个形体的误差值。只有取零件上若干个横剖面，分别测出各自的椭圆度误差。由此可见，圆锥截线不单单是几何学家所爱好的精简事物，它们也是大自然的基本规律中所自然选用的精要之一。取其中的误差值．才是整个形体的椭圆度误差
公式
椭圆的面积公式
S=π(圆周率)×a×b(其中a,b分别是椭圆的长半轴,短半轴的长).
或S=π(圆周率)×A×B/4(其中A,B分别是椭圆的长轴,短轴的长).
椭圆的周长公式
椭圆周长没有公式，有积分式或无限项展开式。
椭圆周长(L)的计算要用到积分或无穷级数的求和。如
L = 4a * sqrt(1-e^sin^t)的(0 - pi/2)积分, 其中a
