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鋼管管端內徑測量儀的非接觸式測量

知識百科

引言
對內徑尺寸的測量 ， 國內目前測量的方法多以接觸式測量為主 。 但接觸式測量由于測量工具磨損、人為因素等原因造成測量誤差較大 ， 不能滿足快速、精確的內徑尺寸檢測要求 。 本文介紹了利用激光原理制成的內徑測量儀 ， 實現了內徑尺寸的無損、高精度測量 。

鋼管管端內徑測量儀的非接觸式測量

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1、基本測量原理
內徑測量采用了激光測距的加法原理 ， 制作時設置兩個在一條直線上反向測量的激光測頭 ， 測量鋼管的內徑尺寸 。
鋼管管端內徑測量儀的非接觸式測量

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圖中激光測頭1和激光測頭2以固定間距A背向布置 ， 且測頭發射的激光處于圓管的直徑線上 。 工作時激光測頭1發射一束激光照射圓管下方的內壁 ， 圓管內壁的漫反射光再返回到激光測頭1內的C-MOS芯片上 ， 通過對C-MOS芯片上光斑的位置分析和計算 ， 可以得到激光測頭1到圓管下方內壁的實際距離B1；同理可以得到激光測頭2到觀摩上方內壁的距離B2 。 兩個測頭的間距A加上兩個測頭到被測物上下表面的距離B1、B2即可得到圓管的內徑尺寸D 。
2、測頭的布置形式
由于受激光測頭的外形尺寸和量程范圍的限制 ， 小規格鋼管和大規格鋼管的測頭形式不太相同 。 小規格鋼管的兩個測頭需要重疊放置才能伸入鋼管內 ， 大規格鋼管可以將測頭正對布置 。 兩種布置形式如圖2所示 。
鋼管管端內徑測量儀的非接觸式測量

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3、測頭的測量范圍
根據鋼管的規格、壁厚和測頭的量程范圍 ， 內徑測量儀由以下幾種規格的測頭（可定制）：
鋼管管端內徑測量儀的非接觸式測量

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4、設備組成
內徑測量裝置的整套設備包括：內徑測量儀、主控機柜（內裝控制電路、通訊設備和工控機）、顯示設備（液晶顯示器）、聲光報警裝置和打印機等 。 在實際測量過程中需要測量鋼管的兩端內徑 ， 雖然一臺工控機可以驅動兩套測量裝置 ， 但是為了操作方便還是建議直接使用兩臺工控機及其附屬設備 。
5、主軸端部結構及測頭運動方式
如圖4所示 ， 主軸端部裝有導軌和滑塊 ， 滑塊通過"連桿"和"測頭安裝架"與測頭部件連接固定 。 連桿與主軸成偏心結構 ， 當測頭伸入鋼管后在彈簧的作用下測頭安裝架下部的小輪與鋼管內壁貼緊 。 測頭安裝架下部的小輪以測頭激光束為中心嚴格對稱 ， 以保證激光束通過鋼管的中心 ， 使測量值為鋼管的真實內徑 。 當主軸旋轉時 ， 通過連桿帶動測頭安裝架沿鋼管內壁旋轉 ， 即可測得鋼管在圓周上的多個內徑（通過測量頻率和主軸轉速的控制 ， 可以使測得的直徑數量達到500個以上） 。
鋼管管端內徑測量儀的非接觸式測量

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測頭連接部位為標準結構 ， 更換測頭型號只需更換測頭即可 。
結語
【鋼管管端內徑測量儀的非接觸式測量】內徑測量儀具有測量精度髙、測量速度快、工控機實時數據處理和控制等特點 。 實驗結果表明 ， 該測量方法是可行的 。 內徑測量儀使用方便 ， 操作簡單 ， 便于工作人員上手 。