一种法兰定位仪的制作方法

本发明涉及一种法兰定位仪，特别涉及一种适用于海底石油输油管道进行法兰与法兰之间对接的法兰定位仪。

背景技术：

现有技术中，在海上进行石油开发，需要在海底进行铺设海底石油输油管道。海底石油输油管道包括：平管、立管及膨胀弯管，海底石油输油管道的端部安装连接有法兰，当海底石油输油管道中用平管、立管及膨胀弯管在水下进行法兰与法兰之间的对接时通常需要进行法兰间相对位置的参数测量，以便精确的测量海底石油输油管道法兰间的相对位置，以便使膨胀管的预制更加准确。

由于海底铺设了各种各样的管道，为了解决海底管道法兰的对接问题，需要一个法兰定位仪来测量两个法兰的夹角和他们之间的长度。但是，现有的法兰测量仪器，体积比较大、重量比较大、防水效果不是很高，测量精度较差。

因此，特别需要一种法兰定位仪，以解决上述现有存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种法兰定位仪，针对现有技术的不足，解决了测量两个法兰的角度和两法兰之间长度的问题，具有体积小、重量轻、防水效果好和测量精度高等优点。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种法兰定位仪，其特征在于，它包括一法兰底座、角度测量部分和长度测量部分，所述角度测量部分设置在所述法兰底座上，所述长度测量部分通过一法兰加长座设置在所述法兰底座上。

在本发明的一个实施例中，所述法兰底座上设置有圆环形沉孔，圆环形沉孔的中心位于法兰平面上。

进一步，所述圆环形沉孔的中心设置有固定磁铁的插槽。

在本发明的一个实施例中，所述角度测量部分包括角度测量仓、连杆装置、连杆支柱、顶盖和后支柱；所述角度测量仓设置在法兰底座上，所述顶盖通过后支柱固定在法兰底座上，所述连杆装置通过连杆支柱固定在所述角度测量仓上，所述连杆支柱上端设置有过线孔。

进一步，所述角度测量仓的顶部和底部分别设置有润滑盖；所述角度测量仓的底盖和侧盖内设置有固定电子元器件的螺孔和凹槽。

进一步，所述连杆装置为平行四边形的联动结构，其转动关节上设置有不锈钢轴套。

进一步，所述连杆支柱的中心开设有固定磁铁的插槽。

进一步，所述过线孔设置在所述角度测量仓的水平旋转轴线上。

在本发明的一个实施例中，所述长度测量部分包括长度测量仓、计数盘、计数轴、传动轮、过线槽和拉力计；所述长度测量仓设置在所述法兰加长座上，所述过线槽设置在所述长度测量仓的顶部，所述传动轮通过计数轴固定在所述过线槽内，所述计数轴的一端设置有计数盘，所述过线槽上设置有拉力计。

本发明的法兰定位仪，与现有技术相比，通过角度测量部分和长度测量部分分别测量两个法兰的角度和两法兰之间长度，便可以得到准确的两个法兰的偏转角度和之间相差的距离，具有体积小、重量轻、防水效果好，测量精度高等优点，实现本发明的目的。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本发明的法兰定位仪的结构示意图；

图2为本发明的角度测量部分的结构示意图；

图3为本发明的法兰底座的结构示意图；

图4为本发明的角度测量仓的结构示意图；

图5为本发明的连杆装置的结构示意图；

图6为本发明的长度测量装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例

如图1所示，本发明的法兰定位仪，它包括一法兰底座10、角度测量部分20和长度测量部分30，角度测量部分20设置在法兰底座10上，长度测量部分30通过一法兰加长座40设置在法兰底座10上。

如图3所示，法兰底座10上设置有圆环形沉孔11，圆环形沉孔11的中心位于法兰平面上，使整个装置的水平旋转轴心位于法兰平面上。

圆环形沉孔11的中心设置有固定磁铁的插槽12，保证了磁感应点位于整个装置的水平旋转轴心。

如图2、图4和图5所示，角度测量部分20用于测量两管道法兰面之间的相对角度，角度测量部分20包括角度测量仓21、连杆装置22、连杆支柱23、顶盖24和后支柱25；角度测量仓21设置在法兰底座10上，顶盖24通过后支柱25固定在法兰底座10上，连杆装置22通过连杆支柱23固定在角度测量仓21上，连杆支柱25上端设置有过线孔26。

角度测量仓21的顶部和底部分别设置有润滑盖（图中未示），润滑盖采用聚四氟乙烯材质，使左右旋转更加灵活；角度测量仓21的底盖和侧盖内设置有固定电子元器件的螺孔（图中未示）和凹槽（图中未示），使元器件的取样点位于装置的旋转轴心。

连杆装置22进行垂直角度的测量，其过线孔26设置在角度测量仓21的水平旋转轴线上,保证实测的起始数据无偏差。

连杆装置22为平行四边形的联动结构，将测量线带动上摇臂所造成的角度变化反馈到位于舱体右侧的旋转轴27上。连杆支柱23的中心开设有固定磁铁的插槽（图中未示），保证了磁感应点位于整个装置的垂直旋转轴心。除此之外，连杆装置22的转动关节装有不锈钢轴套（图中未示），保证了传动结构的稳定性和灵活度，减少了装置活动时产生的虚位。

角度测量部分20的电子部分是由两套磁敏传感器（as5045）与一套加速度传感器（mpu6050）组成的实时监控装置。磁敏传感器能实时测量磁铁的角度变化，加速度传感器实时测量整个装置的倾角。整套装置采用3.3v的直流电源进行供电，能够通过usb接口进行充电以及数据导出的操作，测量的精度为0.1度。装置的显示模块采用oled液晶屏，保证潜水员在水下能够清晰观测到装置测量的数据。装置的开启、保存、关闭功能均能用磁铁完成，简化了潜水员的水下操作。

如图6所示，长度测量部分30用于测量两管道法兰面之间的绝对距离，长度测量部分30包括长度测量仓31、计数盘32、计数轴33、传动轮34、过线槽35和拉力计36；长度测量仓31设置在法兰加长座40上，过线槽35设置在长度测量仓31的顶部，传动轮34通过计数轴33固定在过线槽35内，计数轴33的一端设置有计数盘32，过线槽35上设置有拉力计36。

过线槽35不仅起到了固定传动装置（传动轮34、计数轴33、计数盘32）的作用，而且还挂载了两套夹线装置和拉力计36。夹线装置避免了测量线在收放时打滑，拉力计36使潜水员能直观地判断钓线是否达到了临界张力。过线槽35一体化的设计使长度测量部分30更有整体感。

传动装置（传动轮34、计数轴33、计数盘32）采用铝合金皮带轮作为传动盘，通过在传动盘上裹一层橡胶增大了摩擦系数，避免钓线打滑造成测量结果的误差。计数盘32设计了8个等距的感应点，使长度测量的精度保持在5mm之内。

法兰加长座40使整个计数盘32升高，降低了过线槽35的出线点与角度测量部分30的进线点的高度差，避免了钓线收放对角度测量部分30测量结果的影响。避免测量线通过过线孔的阻力过大。

收线采用手拨轮进行改造，去除了普通钓轮的铜制轴承结构，将其改为不锈钢轴套，不仅结构更加牢靠，还能防腐蚀，避免海底泥沙影响收线轮的灵活性。收线轮直径达到165mm,保证100m的收线量.符合实际应用的要求。

长度测量部分30的电子部分是一套可逆计数器，该装置由12v直流电源供电，通过霍尔可逆传感器进行双向计数。利用可逆计数器的断电保护功能，长度测量部分30的结果能通过装置断电进行保存。长度测量部分30的开关操作能用磁铁完成。

本发明的法兰定位仪的密封抗压能力应超过25mpa，考虑到装置强度和整体重量的因素，采用铝合金材料制作机械装置。机械装置的壁厚设置为15mm，保证开螺纹孔的密封面有足够的有效螺纹长度。为了保证测量的灵敏度，磁感应点都设计为3mm厚，使磁铁与磁感应元件的距离不超过5mm，薄壁的四周设计了缓冲角，减少了磁感应点受到的硬力。装置采用o形圈轴向密封的方式进行防水抗压，o形圈槽严格按照国标（gb3452）设计。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。