管材測(cè)量設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管材測(cè)量設(shè)備，包括機(jī)架和設(shè)置于機(jī)架上的測(cè)量裝置，其中，測(cè)量裝置還包括一用于測(cè)量管材的外徑信息的激光掃描裝置，激光掃描裝置包括激光掃描發(fā)射裝置和激光掃描接收裝置，激光掃描發(fā)射裝置與X射線管設(shè)置于第二測(cè)量腔的同一端；激光掃描接收裝置與X射線圖像傳感器并列設(shè)置用于接收未被待測(cè)管材遮擋的激光光線并形成管材的外徑信息。本發(fā)明通過(guò)附加激光掃描裝置可以用于測(cè)量管材外徑，通過(guò)附加旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以直接尋找和測(cè)量管材壁厚最薄和最厚處的位置和大小，同時(shí)可以解決固定式裝置需要兩套X射線成像裝置所產(chǎn)生的偏心計(jì)算誤差和成本高的問題。
【專利說(shuō)明】管材測(cè)量設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量設(shè)備，特別是一種對(duì)管材擠出線上的管材的厚度等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的管材測(cè)量設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在包括汽車，化工等很多行業(yè)都要用到橡膠或者塑料管材。它們例如可以通過(guò)這樣的方法進(jìn)行生產(chǎn):固態(tài)的原材料在螺桿的推送下進(jìn)入螺筒，在螺筒的熱環(huán)境下變成半液態(tài)。在螺桿的擠壓作用下，半液態(tài)的原材料從機(jī)頭出口擠出，形成了管材。管材的壁厚是通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)頭出口間隙大小來(lái)控制的。
[0003]在完成擠出后，管材截面應(yīng)具有理想的形狀，S卩外圓和內(nèi)圓的圓心應(yīng)該重合。實(shí)際上，成品管總有公差，外圓和內(nèi)圓的圓心多少都有一定的偏離，即一定存在一定的偏心度。
[0004]對(duì)管材生產(chǎn)很重要的質(zhì)量參數(shù)就是管壁厚和偏心度，在管材生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控。為測(cè)定壁厚，有用X射線測(cè)量的方法?？梢詤⒖济绹?guó)專利6377654。該美國(guó)專利利用X射線照射管材截面，射線穿透管材后，有一部分會(huì)被管材吸收，而未被吸收的射線照射在成像器件上，可以得到管材的截面圖像，通過(guò)分析該圖像可以得到管材的壁厚大小。這個(gè)測(cè)量方法的前提是X射線管和管材距離保持不變，但對(duì)于在線生產(chǎn)的情況下，這個(gè)距離會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化，因此會(huì)產(chǎn)生精確度不高的問題。因此該方法仍然存在缺陷，需要改進(jìn)。
[0005]為了確保管材上下位置發(fā)生變化后不影響測(cè)量精度，同時(shí)還要獲得管材的偏心度，可以在相互垂直的兩個(gè)方向上各安裝這樣一套裝置。在測(cè)量管材位置的同時(shí)，又能利用管材上四個(gè)點(diǎn)的壁厚信息，通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算推導(dǎo)出管材的偏心。但這意味要采用兩套X射線成像裝置安裝在相互垂直的兩個(gè)方向上，如SIKORA公司的X-RAY2000系列產(chǎn)品即采用的這種方案。但是數(shù)學(xué)推導(dǎo)出來(lái)的偏心度和真實(shí)的偏心度仍然是有差異的。在極端情況下，這個(gè)差異會(huì)超過(guò)對(duì)管材規(guī)格的要求，并且該方法存在成本較高的問題。因此，現(xiàn)有技術(shù)的這一方法也存在缺陷，需要改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)量精確度高且成本較低的管材測(cè)量設(shè)備。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種管材測(cè)量設(shè)備，包括機(jī)架和設(shè)置于所述機(jī)架上的測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置包括第一測(cè)量腔、第二測(cè)量腔以及用于獲取管材的截面圖像信息的X射線成像裝置，所述第一測(cè)量腔為一供待測(cè)管材穿過(guò)的管道，其與所述第二測(cè)量腔連通且交叉垂直設(shè)置，所述X射線成像裝置包括X射線管和X射線圖像傳感器，所述X射線管設(shè)置于所述第二測(cè)量腔的一端用于發(fā)出沿所述第二測(cè)量腔并經(jīng)管材的垂直于所述管材長(zhǎng)度方向的一個(gè)橫截面穿過(guò)的X射線，所述X射線圖像傳感器設(shè)置于所述第二測(cè)量腔另一端內(nèi)用于接收穿過(guò)待測(cè)管材的X射線并形成管材的截面圖像信息，其中，所述測(cè)量裝置還包括一用于測(cè)量管材的外徑信息的激光掃描裝置，所述激光掃描裝置包括激光掃描發(fā)射裝置和激光掃描接收裝置，所述激光掃描發(fā)射裝置與所述X射線管設(shè)置于所述第二測(cè)量腔的同一端，其用于發(fā)出沿所述第二測(cè)量腔并經(jīng)管材的另一個(gè)垂直于所述管材長(zhǎng)度方向的橫截面照射的激光光線，所述激光光線的光路與所述X射線的光路平行；所述激光掃描接收裝置設(shè)置于所述第二測(cè)量腔外用于接收未被待測(cè)管材遮擋的激光光線并形成管材的外徑信息。
[0008]作為優(yōu)選，所述X射線穿過(guò)的橫截面與所述激光光線照射的橫截面接近重合。在本發(fā)明中，接近重合表示非常接近，但實(shí)際操作中又不可能使光路完全重合，所以使其接近到可以認(rèn)為由兩個(gè)橫截面處測(cè)量的管材的截面圖像信息及外徑信息一致即可。
[0009]作為優(yōu)選，所述激光掃描裝置還包括一反射鏡組，所述反射鏡組包括至少一第一反射鏡和一第二反射鏡，所述第一反射鏡和第二反射鏡位于X射線管和所述X射線圖像傳感器之間的第二測(cè)量腔內(nèi)，并且所述激光掃描發(fā)射裝置發(fā)出的激光光線依次經(jīng)所述第一反射鏡和所述第二反射鏡反射以使所述激光光線與所述X射線平行，所述激光掃描接收裝置設(shè)置于所述第二反射鏡一側(cè)用于接收經(jīng)所述第二反射鏡反射的激光光線。
[0010]作為優(yōu)選，所述第一測(cè)量腔固定設(shè)置在所述機(jī)架上，所述第二測(cè)量腔及所述第一測(cè)量腔上側(cè)壁上設(shè)置有垂直于其各自軸向的一通孔，所述第一測(cè)量腔穿過(guò)所述第二測(cè)量腔上的通孔且通過(guò)所述第一測(cè)量腔上的通孔使兩者內(nèi)部空腔連通。
[0011]作為優(yōu)選，所述管材測(cè)量設(shè)備還包括一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固定在所述機(jī)架上的電機(jī)、設(shè)置在所述電機(jī)輸出軸上的主動(dòng)齒輪以及套設(shè)在所述第一測(cè)量腔外側(cè)并與所述第二測(cè)量腔連接的從動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪與所述從動(dòng)齒輪嚙合并在所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述從動(dòng)齒輪以使所述第二測(cè)量腔繞所述第一測(cè)量腔旋轉(zhuǎn)；
[0012]所述X射線成像裝置及所述激光掃描裝置均設(shè)置于所述第二測(cè)量腔的內(nèi)部空腔或外側(cè)表面且與所述第二測(cè)量腔一體旋轉(zhuǎn)。
[0013]作為優(yōu)選，所述第一測(cè)量腔與固定在所述第二測(cè)量腔上的從動(dòng)齒輪之間設(shè)置有軸承。
[0014]作為優(yōu)選，所述第二測(cè)量腔繞所述第一測(cè)量腔旋轉(zhuǎn)的角度為±90°。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下有益效果:第一，利用單路X射線成像裝置附加的激光掃描裝置解決管材位置變化會(huì)影響測(cè)量精度的問題；第二，利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)解決固定式測(cè)量裝置無(wú)法直接定位和測(cè)量管材壁厚最薄處，從而無(wú)法直接測(cè)量偏心度的問題；第三，一套X射線成像裝置附加激光掃描裝置及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)解決固定式裝置需要兩套X射線成像裝置所產(chǎn)生的成本高的問題，本發(fā)明采用緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)測(cè)量裝置的輕量化以便于旋轉(zhuǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的管材測(cè)量設(shè)備的主視圖；
[0017]圖2是本發(fā)明的管材測(cè)量設(shè)備的側(cè)視圖；
[0018]圖3a是X射線圖像傳感器獲取管材截面圖像信息的原理示意圖；
[0019]圖3b是X射線穿過(guò)管材的同一截面的不同位置時(shí)的X射線強(qiáng)度變化的示意圖；
[0020]圖3c是管材壁厚信息與管材的真實(shí)壁厚的關(guān)系示意圖；[0021]圖4a是管材到X射線管的距離為L(zhǎng)時(shí)的X射線強(qiáng)度與照射位置的關(guān)系示意圖；
[0022]圖4b是管材到X射線管的距離為L(zhǎng)’時(shí)的X射線強(qiáng)度與照射位置的關(guān)系示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明的管材測(cè)量設(shè)備的激光掃描裝置光路圖；
[0024]圖6a是測(cè)量裝置在一個(gè)位置時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0025]圖6b是測(cè)量裝置通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)后在另一位置時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0026]圖7a是圖6a測(cè)量位置時(shí)X射線強(qiáng)度與照射位置的關(guān)系示意圖；
[0027]圖7b是圖6b測(cè)量位置時(shí)X射線強(qiáng)度與照射位置的關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0029]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的一種管材測(cè)量設(shè)備，包括機(jī)架8和設(shè)置于所述機(jī)架8上的測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置包括第一測(cè)量腔18、第二測(cè)量腔15以及用于獲取管材9的截面圖像信息的X射線成像裝置，所述第一測(cè)量腔18為一供待測(cè)管材9穿過(guò)的管道，其與所述第二測(cè)量腔15連通且交叉垂直設(shè)置，所述X射線成像裝置包括X射線管I和X射線圖像傳感器2，所述X射線管I設(shè)置于所述第二測(cè)量腔15的一端用于發(fā)出沿管材9的一個(gè)橫截面(圖中未示出)穿過(guò)的X射線，所述X射線圖像傳感器2設(shè)置于所述第二測(cè)量腔15另一端內(nèi)用于接收穿過(guò)待測(cè)管材9的X射線13并形成管材的截面圖像信息；以上原理均與現(xiàn)有技術(shù)類似，通過(guò)X射線穿透的特性且穿透壁厚的不同會(huì)導(dǎo)致X射線被部分吸收的不同形成管材的截面圖像信息，本申請(qǐng)下文中將繼續(xù)做詳細(xì)的說(shuō)明。而在本發(fā)明的管材測(cè)量設(shè)備中:
[0030]所述測(cè)量裝置還包括一用于測(cè)量管材的外徑信息的激光掃描裝置，所述激光掃描裝置包括激光掃描發(fā)射裝置3和激光掃描接收裝置4，所述激光掃描發(fā)射裝置3與所述X射線管I設(shè)置于所述第二測(cè)量腔15的同一端，其用于發(fā)出沿管材9的另一個(gè)橫截面(圖1和圖2中未示出)照射的激光光線14，所述激光光線14的光路與所述X射線13的光路平行；所述激光掃描接收裝置4與所述X射線圖像傳感器2并列設(shè)置用于接收未被待測(cè)管材遮擋的激光光線并形成管材的外徑信息。激光光線14不具備穿透性，但其照射通過(guò)管材后被激光掃描接收裝置4接收可以形成管材的外徑信息，且管材9距離激光掃描發(fā)射裝置3的距離并不會(huì)影響外徑信息測(cè)量的準(zhǔn)確性。下文中將有更為詳盡的描述。
[0031]為了使得本發(fā)明的管材測(cè)量設(shè)備的測(cè)量結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，作為優(yōu)選，所述X射線13穿過(guò)的橫截面與所述激光光線照射的橫截面接近重合。在本發(fā)明中，接近重合表示非常接近，但實(shí)際操作中又不可能使光路完全重合，所以使其接近到可以認(rèn)為由兩個(gè)橫截面處測(cè)量的管材的截面圖像信息及外徑信息一致即可。同時(shí)，實(shí)際操作當(dāng)中，可以通過(guò)設(shè)置反射鏡組來(lái)使得兩個(gè)橫截面盡可能接近以至于近似認(rèn)為是同一橫截面，所述反射鏡組可以包括至少一第一反射鏡10和一第二反射鏡11，所述第一反射鏡10和所述第二反射鏡11分別設(shè)置于所述X射線管I和所述X射線圖像傳感器2的一側(cè)，并且所述激光掃描發(fā)射裝置3發(fā)出的激光光線14依次經(jīng)所述第一反射鏡10和所述第二反射鏡11反射以使所述激光光線14與所述X射線13平行，所述激光掃描接收裝置4設(shè)置于所述第二反射鏡11 一側(cè)用于接收經(jīng)所述第二反射鏡11反射的激光光線。實(shí)際上，如圖1所示，在這一實(shí)施例中，還設(shè)置有第三反射鏡12，當(dāng)然其作用也是改變激光光線的光路并最終使激光光線反射入激光掃描接收裝置4中。
[0032]在使用本發(fā)明的管材測(cè)量設(shè)備進(jìn)行管材壁厚測(cè)量時(shí)，如果需要測(cè)量管材的偏心度，所述激光光線需要分別從不同的角度照射管材。作為優(yōu)選，可以使所述第二測(cè)量腔15以第一測(cè)量腔18為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，具體地，可以將所述第一測(cè)量腔固定設(shè)置在所述機(jī)架8上，所述第二測(cè)量腔15及所述第一測(cè)量腔18上設(shè)置有垂直于其各自軸向的側(cè)壁的一通孔(圖1和圖2中未示出)，所述第一測(cè)量腔18穿過(guò)所述第二測(cè)量腔15上的通孔且通過(guò)所述第一測(cè)量腔18上的通孔使兩者內(nèi)部空腔連通。這樣可以在需要測(cè)量管材偏心度時(shí)通過(guò)旋轉(zhuǎn)第二測(cè)量腔15獲得不同位置時(shí)的管材9的截面圖像信息，由此找出管材最厚處和最薄處的大小，由此可以進(jìn)一步得到管材9的偏心度大小。 [0033]承上所述，所述第二測(cè)量腔15整體需要以所述第一測(cè)量腔為軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，作為優(yōu)選，如圖1和圖2所示，所述管材測(cè)量設(shè)備還包括一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固定在所述機(jī)架8上的電機(jī)5、設(shè)置在所述電機(jī)輸出軸(圖1和圖2未不出)上的主動(dòng)齒輪6以及套設(shè)在所述第一測(cè)量腔18外側(cè)并與所述第二測(cè)量腔15連接的從動(dòng)齒輪7，所述主動(dòng)齒輪6與所述從動(dòng)齒輪7嚙合并在所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述從動(dòng)齒輪以使所述第二測(cè)量腔15繞所述第一測(cè)量腔18旋轉(zhuǎn)；此時(shí)，所述X射線成像裝置及所述激光掃描裝置均設(shè)置于所述第二測(cè)量腔15的內(nèi)部空腔或外側(cè)表面且與所述第二測(cè)量腔15 —體旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，作為優(yōu)選，所述第一測(cè)量腔18與固定在所述第二測(cè)量腔15上的從動(dòng)齒輪7之間設(shè)置有軸承16。
[0034]以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的管材測(cè)量設(shè)備的實(shí)際測(cè)量過(guò)程及原理。
[0035]如圖1和圖2所示。圖1中央的倒T型部分為第二測(cè)量腔15，X射線管I及X射線圖像傳感器2固定在第二測(cè)量腔15中。X射線管I向上發(fā)射數(shù)十千電子伏的X射線13。X射線13經(jīng)過(guò)被測(cè)管材9的截面后會(huì)被吸收一部分，沒有被吸收的部分會(huì)在X射線圖像傳感器2上產(chǎn)生管材9截面的圖像。通過(guò)找到該圖像中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的位置就可以得到管材9的壁厚信息，這個(gè)信息乘以一個(gè)系數(shù)才是管材9的真實(shí)壁厚，而這個(gè)系數(shù)又和管材9和X射線管I的距離以及管材9與X射線圖像傳感器2的距離有關(guān)(具體關(guān)系舉例說(shuō)明為，參見圖3c，假設(shè)管材中心到X射線管I的距離為X，管材中心到X射線圖像傳感器2之間的距
離是1，管材測(cè)量壁厚為z，管材真實(shí)壁厚為d，那么d = Z，上文所述的系數(shù)就是


A十/
實(shí)際情況下，管材9的上下位置總會(huì)發(fā)生改變，從而使得到管材真實(shí)壁厚變得非
2十/
常困難。為了解決這個(gè)問題引入了本發(fā)明關(guān)鍵技術(shù)之一的激光掃描裝置，該裝置可以測(cè)量出管材外徑的大小并且管材上下的位置的變化對(duì)測(cè)量沒有影響。該激光掃描裝置由激光掃描發(fā)射裝置3及激光掃描接收裝置4組成。除此以外，還包括第一反射鏡10、第二反射鏡11和第三反射鏡12來(lái)改變激光光線14的方向，使得激光光線14和X射線13近似認(rèn)為是測(cè)量同一個(gè)截面。一旦得到管材9的外徑大小，那么就可以用它作為一把“尺”對(duì)X射線圖像傳感器2上得到的管材9壁厚信息進(jìn)行計(jì)量，從而得到管材9的真實(shí)壁厚。第二項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是通過(guò)引入旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于偏心度這項(xiàng)重要指標(biāo)，必須通過(guò)測(cè)量截面的某個(gè)角度管材壁厚數(shù)據(jù)才能得到，在該角度上一般能同時(shí)測(cè)量到管壁最薄和最厚的大小。測(cè)得的這兩個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單運(yùn)算就可以直接得到管材壁厚的偏心度。引入的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以使測(cè)量轉(zhuǎn)到這樣角度。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由電機(jī)5、主動(dòng)齒輪6、從動(dòng)齒輪7及軸承16組成。從動(dòng)齒輪7與第二測(cè)量腔15固定形成運(yùn)動(dòng)部分，本實(shí)施例中電機(jī)5采用伺服電機(jī)，伺服電機(jī)及主動(dòng)齒輪6通過(guò)電機(jī)支架17與第一測(cè)量腔18組成靜止部分。運(yùn)動(dòng)部分和靜止部分通過(guò)軸承16連接。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使得第二測(cè)量腔15能夠以第一測(cè)量腔18為軸也進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。第二測(cè)量腔15的轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍只要保證大于正負(fù)90度，便能涵蓋可以直接測(cè)得管材壁厚偏心度的角度。
[0036]圖3a和圖3b示意了 X射線圖像傳感器2上獲取管材9截面圖像及得到壁厚信息的方法，其中圖3a示出了 X射線圖像傳感器獲取管材截面圖像信息的原理示意圖，圖3b示出了 X射線穿過(guò)管材不同位置時(shí)X射線強(qiáng)度變化的示意圖。圖3b中的橫坐標(biāo)是以像素為單位的位置坐標(biāo)，縱坐標(biāo)是X射線的射線強(qiáng)度大小。我們選擇X射線13中的三條特征射線
a、b和c來(lái)分析。其中射線a與管材外壁相切,射線b與管材內(nèi)壁相切,射線c正好通過(guò)管材9中心，并且認(rèn)為a，b和c近似平行。沒有穿過(guò)管材的射線而直接照射在X射線圖像傳感器2上測(cè)得的射線強(qiáng)度為Itl ;穿過(guò)管材9的射線在X射線圖像傳感器2測(cè)得射線強(qiáng)度小于I。，其大小遵守吸收公式I = Icie_uT (公式中μ為線吸收系數(shù)，T為X射線13穿過(guò)管材路徑的長(zhǎng)度)，T越大I越小。在圖像中可以看到，射線a的射線強(qiáng)度對(duì)應(yīng)著管材9截面圖像中Itl開始減小的突變點(diǎn)，其位置坐標(biāo)為P4。從射線a開始到射線b之間的射線穿過(guò)管材9的路徑越來(lái)越長(zhǎng)，射線強(qiáng)度越來(lái)越小，其圖像呈現(xiàn)出單調(diào)減的趨勢(shì)。射線b穿過(guò)管材9的路徑為最大值LI，因此射線b的射線強(qiáng)度對(duì)應(yīng)著管材9截面圖像中的最小射線強(qiáng)度Imin，其位置坐標(biāo)為P3。從射線b開始到射線c之間的射線穿過(guò)管材9的路徑越來(lái)越短，所以射線強(qiáng)度越來(lái)越大，其圖像呈現(xiàn)出單調(diào)增的趨勢(shì)。射線c穿過(guò)管材9的路徑為L(zhǎng)2+L3，其射線強(qiáng)度介于Imin和Itl之間，在圖像的中間區(qū)域中呈現(xiàn)出一個(gè)極大值。射線c右側(cè)的射線和其左側(cè)的射線在圖像上呈現(xiàn)出對(duì)稱的關(guān)系，所以通過(guò)相同的方法可以找到P2和Pl點(diǎn)。圖像中位置坐標(biāo)P4和P3的差值便是管材右側(cè)的壁厚信息，而位置坐標(biāo)P2和Pl的差值便是管材左側(cè)的壁厚信息。壁厚信息需要乘以一個(gè)系數(shù)才能得到真實(shí)壁厚，從圖4中可以看到，這個(gè)系數(shù)和管材的上下位置有關(guān)系 。圖4a和圖4b是管材上下位置變化引起的測(cè)量結(jié)果的變化示意圖，其中圖4a示出了管材到X射線管的距離為L(zhǎng) (結(jié)合圖3c，即y=L)時(shí)的X射線強(qiáng)度與照射位置的關(guān)系示意圖，圖4b示出了管材到X射線管的距離為L(zhǎng)’(結(jié)合圖3c，即y=L’ )時(shí)的X射線強(qiáng)度與照射位置的關(guān)系示意圖。圖4a和圖4b兩圖X射線13發(fā)射點(diǎn)O距離X射線管I的距離相同，但圖4a中管材9到X射線圖像傳感器2的距離L大于圖4b中的L’，從圖像上可以看出圖4a壁厚信息P4 — P3大于圖4b壁厚信息P4’ 一 P3’。所以要計(jì)算真實(shí)壁厚，必須知道L的大小。傳統(tǒng)的壁厚測(cè)量裝置在水平方向增加一路X射線成像裝置，測(cè)量管材9到X射線圖像傳感器2的距離L同時(shí)，也能測(cè)量管材9水平方向壁厚。而本發(fā)明利
用公式
【權(quán)利要求】
1.一種管材測(cè)量設(shè)備，包括機(jī)架和設(shè)置于所述機(jī)架上的測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置包括第一測(cè)量腔、第二測(cè)量腔以及用于獲取管材的截面圖像信息的X射線成像裝置，所述第一測(cè)量腔為一供待測(cè)管材穿過(guò)的管道，其與所述第二測(cè)量腔連通且交叉垂直設(shè)置，所述X射線成像裝置包括X射線管和X射線圖像傳感器，所述X射線管設(shè)置于所述第二測(cè)量腔的一端用于發(fā)出沿所述第二測(cè)量腔并經(jīng)管材的垂直于所述管材長(zhǎng)度方向的一個(gè)橫截面穿過(guò)的X射線，所述X射線圖像傳感器設(shè)置于所述第二測(cè)量腔另一端內(nèi)用于接收穿過(guò)待測(cè)管材的X射線并形成管材的截面圖像信息，其特征在于， 所述測(cè)量裝置還包括一用于測(cè)量管材的外徑信息的激光掃描裝置，所述激光掃描裝置包括激光掃描發(fā)射裝置和激光掃描接收裝置，所述激光掃描發(fā)射裝置與所述X射線管設(shè)置于所述第二測(cè)量腔的同一端，其用于發(fā)出沿所述第二測(cè)量腔并經(jīng)管材的另一個(gè)垂直于所述管材長(zhǎng)度方向的橫截面照射的激光光線，所述激光光線的光路與所述X射線的光路平行；所述激光掃描接收裝置設(shè)置于所述第二測(cè)量腔外用于接收未被待測(cè)管材遮擋的激光光線并形成管材的外徑信息。
2.如權(quán)利要求1所述的管材測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述X射線穿過(guò)的橫截面與所述激光光線照射的橫截面接近重合。
3.如權(quán)利要求2所述的管材測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述激光掃描裝置還包括一反射鏡組，所述反射鏡組包括至少一第一反射鏡和一第二反射鏡，所述第一反射鏡和第二反射鏡位于X射線管和所述X射線圖像傳感器之間的第二測(cè)量腔內(nèi)，并且所述激光掃描發(fā)射裝置發(fā)出的激光光線依次經(jīng)所述第一反射鏡和所述第二反射鏡反射以使所述激光光線與所述X射線平行，所述激光掃描接收裝置設(shè)置于所述第二反射鏡一側(cè)用于接收經(jīng)所述第二反射鏡反射的激光光線。
4.如權(quán)利要求3所述的管材測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述第一測(cè)量腔固定設(shè)置在所述機(jī)架上，所述第二測(cè)量腔及所述第一測(cè)量腔上側(cè)壁上設(shè)置有垂直于其各自軸向的一通孔，所述第一測(cè)量腔穿過(guò)所述第二測(cè)量腔上的通孔且通過(guò)所述第一測(cè)量腔上的通孔使兩者內(nèi)部空腔連通。
5.如權(quán)利要求4所述的管材測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述管材測(cè)量設(shè)備還包括一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固定在所述機(jī)架上的電機(jī)、設(shè)置在所述電機(jī)輸出軸上的主動(dòng)齒輪以及套設(shè)在所述第一測(cè)量腔外側(cè)并與所述第二測(cè)量腔連接的從動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪與所述從動(dòng)齒輪嚙合并在所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述從動(dòng)齒輪以使所述第二測(cè)量腔繞所述第一測(cè)量腔旋轉(zhuǎn)； 所述X射線成像裝置及所述激光掃描裝置均設(shè)置于所述第二測(cè)量腔的內(nèi)部空腔或外側(cè)表面且與所述第二測(cè)量腔一體旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的管材測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述第一測(cè)量腔與固定在所述第二測(cè)量腔上的從動(dòng)齒輪之間設(shè)置有軸承。
7.如權(quán)利要求6所述的管材測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述第二測(cè)量腔繞所述第一測(cè)量腔旋轉(zhuǎn)的角度為±90°。
【文檔編號(hào)】G01B11/08GK103837106SQ201410081700
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】劉大江 申請(qǐng)人:北京動(dòng)力源創(chuàng)科技發(fā)展有限公司