一种测量管道倾角变化的装置及方法与流程

文档序号:20212252发布日期:2020-03-31 11:14阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种测量管道倾角变化的装置,所述管道(1)为一直管,其特征在于,包括:

第一测量点(4)和第二测量点(5),所述第一测量点(4)和第二测量点(5)固定在所述管道(1)的表面上,且沿所述管道(1)的长度方向布置;

第一坐标系装置,用于确定所述第一测量点(4)的三维坐标;

第二坐标系装置,用于确定所述第二测量点(5)的三维坐标;

所述第一坐标系装置和第二坐标系装置独立于所述管道(1)固定安装。

2.根据权利要求1所述的一种测量管道倾角变化的装置,其特征在于,所述第一测量点(4)和第二测量点(5)均通过管夹(2)固定在所述管道(1)的表面上。

3.根据权利要求1所述的一种测量管道倾角变化的装置,其特征在于,所述第一坐标系装置中包括三个拉线式位移传感器,三个拉线式位移传感器的本体独立于所述管道(1)固定安装,三个拉线式位移传感器的拉线均固定连接在第一测量点(4)上,且在初始状态下,三个拉线式位移传感器的拉线分别位于x轴、y轴和z轴上。

4.根据权利要求3所述的一种测量管道倾角变化的装置,其特征在于,所述第二坐标系装置中也包括三个拉线式位移传感器,第二坐标系装置的三个拉线式位移传感器的本体独立于所述管道(1)固定安装,第二坐标系装置的三个拉线式位移传感器的拉线均固定连接在第二测量点(5)上,且在初始状态下,其中一个拉线式位移传感器的拉线位于x轴上,另外两个拉线式位移传感器的拉线分别平行于y轴和z轴。

5.根据权利要求4所述的一种测量管道倾角变化的装置,其特征在于,所述拉线式位移传感器的本体均固定在支架上。

6.根据权利要求4所述的一种测量管道倾角变化的装置,其特征在于,还包括数据采集和记录装置,所述拉线式位移传感器均与数据采集和记录装置信号连接。

7.根据权利要求6所述的一种测量管道倾角变化的装置,其特征在于,所述管道(1)的表面还安装有一温度传感器(3),所述温度传感器(3)与所述数据采集和记录装置信号连接。

8.一种利用权利要求4所述的装置测量管道倾角变化的方法,其特征在于,包括以下步骤:

s1、在第一测量点(4)上固定连接三个拉线式位移传感器a1、b1和c1的拉线,记录在初始状态下拉线式位移传感器a1、b1和c1的拉线长度a1、b1和c1;在第二测量点(5)上固定连接另外三个拉线式位移传感器a2、b2和c2的拉线,记录在初始状态下拉线式位移传感器a2、b2、c2的拉线长度a2、b2和c2;

s2、测得第一测量点(4)和第二测量点(5)之间的距离l,由于第一测量点(4)为坐标原点(0,0,0),获得拉线式位移传感器a1、b1和c1的本体的坐标分别为(a1,0,0)、(0,b1,0)和(0,0,c1),拉线式位移传感器a2、b2和c2的本体的坐标分别为(l+a2,0,0)、(l,b2,0)和(l,0,c2);

s3、当管道(1)产生倾角变化时,记录此时拉线式位移传感器a1、b1和c1的拉线长度α1、β1和γ1,拉线式位移传感器a2、b2和c2的拉线长度α2、β2和γ2;

s4、设第一测量点(4)在管道(1)倾斜后坐标变化为(x1,y1,z1),第二测量点(5)坐标变化为(x2,y2,z2),则可得:

根据式(1)和式(2),求得管道(1)倾斜后第一测量点(4’)和第二测量点(5’)的坐标(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)的具体值;

s5、计算管道(1)与xy平面之间的倾角θ:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述管道(1)的表面还安装有一温度传感器(3),还包括步骤s6、连续计算管道(1)与xy平面之间的倾角θ,同时记录温度传感器(3)检测到的管道温度t,生成倾角θ关于管道温度t的变化曲线。

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