62]焊缝余高手动测量过程:接通所有电源，按下Kl和K2，把图5中的手自动开关拨到手动挡，行走架I停止运动，继电器A、B、C处于常开状态，此时摇摆手动控制模块通电，把升降油缸开关拨入上升位，升降油缸1-3推动上安装板1-5上的设备在导向杆1-4的导向作用下上升，当升到测量高度时，升降油缸上升开关回位，按一下数据处理装置中的清零键或上位机软件上输入清零使当前测量数值清零，建立相对零点坐标，此时按一下图5中摇摆开关，实现摇摆臂2的摇摆，从而带动位移传感器3对焊缝余高进行测量，当滚轮4经过焊缝凸起面时，位移传感器3的输出信号生改变，信号经过数据处理装置，对信号处理，读出焊缝余高，并把处理过的信号长距离传到数据转换装置，对信号进行转化，传给上位机，并在上位机上显示，之后把图5中升降油缸降开关拨到下降位，实现上安装板1-5上的设备回位，当回位后，油缸降开关回位，此时在按一下图5中摇摆开关实现摇摆臂2回位，从带动位移传感器3而完成整个测量过程。通过调节图6中的电位器RPl和RP3来实现摇摆幅度和速度的变化，以使测量的适应性更强。
[0063]焊缝余高自动测量过程:接通所有电源，按下Kl和K2，把图5中的手自动开关拨到自动挡，此时行走架I停止运动，此时继电器A、B、C通电吸合，自动控制模块通电，此时升降油缸1-3和摇摆臂2全由自动控制模块根据一定的测量时序控制，如图8，P2.1电平变化，对应的三极管导通和继电器I吸合，升降油缸1-3推动上安装板1-5上的设备上升，当升到测量高度时，P2.1电平恢复，对应的三极管截止和继电器I断开，按一下数据处理装置中的清零键或上位机软件上输入清零使当前测量数值清零，建立相对零点坐标，此时P2.4电平瞬间变化后恢复，实现摇摆测量，当滚轮4经过焊缝凸起面时，位移传感器3的输出信号生改变，信号经过数据处理装置，对信号处理，读出焊缝余高，并把处理过的信号长距离传到数据转换装置，对信号进行转化，传给上位机，并在上位机上显示，之后P2.2电平变化，对应的三极管导通和继电器2吸合，升降油缸1-3带动上安装板1-5上的设备下降，当回位后，P2.2电平恢复，对应的三极管截止和继电器2断开，实现测量设备回位，当回位后，此时P2.3电平瞬间变化后恢复实现摇摆臂2回位，从带动位移传感器3回位，完成整个测量过程，之后行走架I运动，根据间隔测量的距离测量过程循环，从而完成多点间隔自动测量。通过调节图3中的电位器RPl和RP3来实现摇摆幅度和速度的变化，以使测量的适应性更强。
[0064]焊缝余高测量信号传输过程:位移传感器3上的金属杆3-5的输入端3-6分别通入+5V和OV电压，在输入端3-6两端形成压差，当滚轮4与焊缝表面凸起6接触时，位移传感器3的顶杆3-2相对传感器壳体3-1移动，位移传感器3的滑片3-4与金属杆3_5的一端接入电路中的金属杆长度发生改变，导致滑片3-4上的输出端3-7的电压信号发生改变，电压信号传到数据处理装置中对信号进行处理，并把处理后的信号传递给PC上位机，并在上位机软件上实时显示出焊缝余高和轨迹，从而完成焊缝余高的测量和相应信号的传输。
【主权项】
1.一种接触式管内焊缝余高测量装置，其特征在于:包括行走架(1)，行走架(I)上安装有摇摆臂(2)，摇摆臂(2)的摆动支撑点位于管式工件(5)的圆心处； 摇摆臂(2)上安装有位移传感器(3)，位移传感器(3)的端部安装有与管式工件(5)接触的滚轮(4)，滚轮(4)在摇摆臂(2)的带动下沿着管式工件(5)内表面运动，滚轮⑷接触到管式工件(5)上的焊缝表面凸起(6)时滚轮(4)的高度发生改变，将焊缝表面凸起(6)的余高转换成位移传感器(3)的输出信号的改变，根据位移传感器(3)的输出信号的改变获得管内焊缝余高。
2.如权利要求1所述的接触式管内焊缝余高测量装置，其特征在于:所述的位移传感器(3)包括绝缘的传感器壳体(3-1)，从传感器壳体(3-1)外侧插入一根贯通传感器壳体(3-1)两端的能够相对于传感器壳体(3-1)运动的顶杆(3-2); 传感器壳体(3-1)内的顶杆(3-2)上套有压缩弹簧(3-3)，压缩弹簧(3-3)的一端顶在传感器壳体(3-1) —端的内壁上，压缩弹簧(3-3)的另一端顶在固结在顶杆(3-2)上的导电的滑片(3-4)上; 传感器壳体(3-1)内与顶杆(3-2)平行固定安装有金属杆(3-5)，滑片(3-4)与金属杆(3-5)接触能够相对滑动； 金属杆(3-5)两端的输入端(3-6)上加载基准电压，滑片(3-4)上连接有输出端(3-7)，当顶杆(3-2)端部受压带动滑片(3-4)移动时，输出端(3-7)和一个输入端(3_6)之间会产生一个与顶杆(3-2)位移相对应的位移信号输出电压，根据位移信号输出电压与基准电压的比值来确定顶杆(3-2)的位移量。
3.如权利要求1所述的接触式管内焊缝余高测量装置，其特征在于:所述的摇摆臂(4)上通过位移传感器安装板(10)安装有位移传感器(3)，位移传感器安装板(10)固定安装在摇摆臂(4)上，位移传感器(3)在位移传感器安装板(12)上的位置可调节。
4.如权利要求1所述的接触式管内焊缝余高测量装置，其特征在于:所述的管式工件(5)内铺设有可拆卸的导轨(7)，行走架⑴能够沿着导轨(7)运动。
5.如权利要求1所述的接触式管内焊缝余高测量装置，其特征在于:所述的行走架(I)包括车架(1-1)，车架(1-1)底部安装有导向轮(1-2)； 车架(1-1)顶部安装有升降油缸(1-3)和导向杆(1-4)，升降油缸(1-3)的端部安装在上安装板(1-5)的底部，上安装板(1-5)在升降油缸(1-3)的带动下沿着导向杆(1-4)升降运动； 上安装板(1-5)的顶部安装有摆动支座(1-6)，摆动支座(1-6)上安装有摇摆臂(2)。
6.如权利要求5所述的接触式管内焊缝余高测量装置，其特征在于:所述的管式工件(5)内铺设有可拆卸的导轨(7)，行走架⑴能够沿着导轨(7)运动。
7.如权利要求6所述的接触式管内焊缝余高测量装置，其特征在于:所述的导轨(7)为截面为矩形或工字钢形的双轨，所述的导向轮(1-2)为与截面为矩形或工字钢形的双轨式导轨(7)相配合的双轨式导向轮(1-2)。
8.如权利要求7所述的接触式管内焊缝余高测量装置，其特征在于:所述的双轨式导向轮(1-2)中位于一条导轨(7)上的导向轮(1-2)的两侧卡在导轨(7)上进行限位，所述的双轨式导向轮(1-2)中位于另一条导轨(7)上的导向轮(1-2)直接放置在导轨(7)上不进行限位。
9.如权利要求6所述的接触式管内焊缝余高测量装置，其特征在于:所述的导轨(7)为截面为三角形的单轨的导轨(7)，所述的导向轮(1-2)为与截面为三角形的单轨的导轨(7)相配合的单轨式导向轮(1-2)，单轨式导向轮(1-2)两侧的车架(1-1)底部对称安装有直接与管式工件(5)内壁接触的平衡辅助轮(1-7)。
10.如权利要求1所述的接触式管内焊缝余高测量装置，其特征在于:所述的摇摆臂(4)通过驱动电机⑶和减速齿轮箱(9)带动摆动。
【专利摘要】本发明提供了一种接触式管内焊缝余高测量装置，包括行走架，行走架上安装有摇摆臂，摇摆臂的摆动支撑点位于管式工件的圆心处；摇摆臂上安装有位移传感器，位移传感器的端部安装有与管式工件接触的滚轮，滚轮在摇摆臂的带动下沿着管式工件内表面运动，滚轮接触到管式工件上的焊缝表面凸起时滚轮的高度发生改变，将焊缝表面凸起的余高转换成位移传感器的输出信号的改变，根据位移传感器的输出信号的改变获得管内焊缝余高。摇摆臂可以手动控制也可以自动控制，能够快速地完成相应的测量。因其采用与母材标定的测量方案和位移传感器，测量精度高、效率高，可使测量精度达到0.01mm等特点。
【IPC分类】F17D5-00, G01B21-02
【公开号】CN104807424
【申请号】CN201510181560
【发明人】赵伟, 胡保刚, 潘建新, 仝秋红, 贾艳秋
【申请人】长安大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月16日