一种环槽中径测量工具及其使用方法与流程

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种环槽中径测量工具及其使用方法。

背景技术：

目前，在高压容器制造行业，对于加氢反应器、冷/热高压分离器、循环氢脱硫塔等炼油核心高压设备等来说，多采用环形密封槽配合钢制环形垫实现密封。由于使用工况压力高，泄露风险大，为保证密封性能，要求环形密封槽中径值这个核心参数有非常高的精度。

在环形密封槽的加工和检验过程中，通常使用以下两种方式对其中径值进行测量：一种是使用两把各有23.5度倾角的游标卡尺，分别测量环形密封槽的内外径，而后进行计算得出中径值；另一种是利用两个钢球和一把游标卡尺进行测量，测量结果依次减去两个钢球的半径值，计算得到中径值。

可见，两种方法都需要多次测量和二次计算后才能得到一个测量点的中径值，而且多数情况下需要双人甚至多人配合操作，且测量时操作者的手上力度影响结果较大，即人为因素较大，操作不便、对操作人员要求高、效率低下。

因此，亟需开发一种新的环槽中径测量工具，通过一次测量直接读取中径值，无需进行二次计算，测量过程中的人为因素影响少，人员技能要求低，更加便捷、高效、准确的专用环槽测量尺。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种环槽中径测量工具及其使用方法，以达到操作方便高效、测量结果精度高的目的。

为解决上述问题，本发明所述的一种环槽中径测量工具，该测量工具包括长条状的尺身，设在所述尺身头部向下伸出的静球头，套装在所述尺身上的滑动模块以及设在该滑动模块靠近所述静球头一端且向下伸出的动球头（10）；所述动球头（10）与所述静球头平齐，两者大小相等且在待测环槽中不发生径向窜动；所述滑动模块能对其在所述尺身上的移动距离和预设球头直径补偿值求和，得到当前的测量结果并显示出来；当所述静球头和所述动球头处在所述待测环槽一条直径的两端时，测量结果即为所述待测环槽的中径值。

上述测量工具中，优选地，所述静球头和所述动球头的直径d与所述待测环槽槽底宽度q之间满足以下条件：d≥1.6q。

上述测量工具中，优选地，所述滑动模块上设有零点复位键，用于在所述静球头和所述动球头挨紧贴合时按下，使所述滑动模块在所述尺身上的移动距离复位归零。

上述测量工具中，优选地，所述静球头由第一连接杆通过第一螺钉卡定接在所述尺身头部；和/或，所述动球头由第二连接杆通过第二螺钉卡定接在所述滑动模块上。

上述测量工具中，优选地，所述滑动模块的上端设有制动螺钉，用于固定锁死所述滑动模块在所述尺身上的位置，以固定显示当前的测量结果。

上述测量工具中，优选地，所述滑动模块上设有公制显示模式和英制显示模式的切换键。

相应地，本发明还提供了一种环槽中径测量工具的使用方法，该方法包括：

s1、复位归零滑动模块在尺身上的移动距离；

s2、将静球头放在待测环槽中按住不动，移动所述滑动模块使动球头放在所述待测环槽中近直径位置处；

s3、沿所述待测环槽左右移动所述动球头，寻找使所述滑动模块显示的测量结果数值最大的点，找到时直接读取所述待测环槽的中径值即可。

上述测量方法中，优选地，在步骤s1中，通过在所述静球头和所述动球头挨紧贴合时按下所述滑动模块上的零点复位键，使所述滑动模块在所述尺身上的移动距离复位归零。

上述测量方法中，优选地，在步骤s4中，当所述滑动模块显示出数值最大的测量结果时，锁死所述滑动模块上的制动螺钉，以固定显示当前的测量结果。

上述测量方法中，优选地，在步骤s2之前，查看所述静球头和所述动球头在待测环槽中是否发生径向窜动，如果不发生径向窜动，则执行步骤s2。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明测量工具中设有静球头和动球头，动球头的移动能带动滑动模块在尺身上移动，滑动模块能根据其在尺身上的移动距离和预设球头直径补偿值计算并显示出测量结果；其使用方法中，先复位归零，然后固定静球头在待测环槽中的位置，在待测环槽近直径位置处移动动球头寻找使测量结果最大的点（当两球头处在待测环槽一条直径的两端时测量结果数值最大即为待测环槽的中径值）并直接读取即可。本发明测量工具结构简单，操作方便，无需计算直接读取中径值，测量速度快，人为因素影响小测量精度高，对操作人员无特殊要求。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明环槽中径测量工具的结构示意图。

图2为本发明环槽中径测量工具的原理分析图。

图3为本发明中测量球头与待测环槽11的位置关系分析示意图。

图4为本发明环槽中径测量工具的使用方法操作示意图。

图中：1—静球头，2—第一螺钉，3—尺身，4—显示窗口，5—制动螺钉，6—切换键，7—零点复位键，8—开关，9—第二螺钉，10—动球头，11—待测环槽。

具体实施方式

如图1所示的一种环槽中径测量工具，该测量工具包括长条状的尺身3，设在尺身3头部向下伸出的静球头1，套装在尺身3上的滑动模块以及设在该滑动模块靠近静球头1的一端且向下伸出的动球头10；两个球头大小相等并且在待测环槽11中不发生径向窜动，使用时两个球头平齐即球心处于同一水平面。

其中，要求测量球头在待测环槽11中不发生径向窜动的原因分析如下：参考图2，a为零点复位时两测量球头竖向中轴线之间的距离，b为滑动模块的移动距离，d为环槽中径值；r1为静球头1中心到接触点的距离，r2为动球头10中心到接触点的距离，r为测量球头的半径，d为测量球头的直径。从图2中不难得出：

d=a+b式（1）

a=r1+r2式（2）

r1+r2=2r=d式（3）

由上述三式可以推出：

d=d+b式（4）

即环槽中径值d等于测量球头直径d加上滑动模块的移动距离b。在实际应用中，要想获取准确的环槽中径值，需保证式（4）严格成立，要保证式（4）严格成立，则需保证测量球头的对称轴与待测环槽11的对称轴重合，这体现在结构操作方面即保证两个测量球头在待测环槽11中不发生径向窜动。

也就是说，测量球头的直径与待测环槽11槽底宽度应该是匹配的，正常情况是图3中情况i，即测量球头直径大于待测环槽11上端口宽度；在某些极端情况下，如图3中情况ii，务必保证测量球头直径d大于或等于1.6倍待测环槽11槽底宽度q，即d≥1.6q。

静球头1由第一连接杆通过第一螺钉2卡定接在尺身3头部，动球头10由第二连接杆通过第二螺钉9卡定接在滑动模块上，这种可拆卸固定方式便于更换不同直径规格的球头，以适应不同槽宽的待测环槽。

滑动模块包括距离测量部分、控制运算部分、数据显示部分（即显示窗口4）、存储部分以及一些供测量人员操作的按键；距离测量部分能够测量滑动模块在尺身3上移动的距离，由于动球头10设在滑动模块靠近静球头1一端，距离测量部分测出的距离即为动球头10移动的距离；这个距离测量部分可以为与尺身3接触的滚轮和与该滚轮连接的计数器，当滑动模块移动时会带动滚轮转动，通过滚轮带动计数器工作，从而实现计数测距功能。

在距离测量部分测量到滑动模块在尺身3上的移动距离b之后，控制运算部分能对移动距离和预设球头直径补偿值求和，得到当前的测量结果，并通过显示窗口4显示出来；可以理解的是，当静球头1和动球头10处在待测环槽11一条直径的两端时，测量结果即为待测环槽11的中径值。其中，球头直径补偿值即为球头直径值，是预先录入并存储起来的，可以通过螺旋测微器（千分尺）对静球头1或动球头10测量得到。

滑动模块的正面设有启动或关闭电源的开关、用于切换公制显示模式和英制显示模式的切换键6和零点复位键7，零点复位键7用于在静球头1和动球头10挨紧贴合时按下，使滑动模块在尺身3上的移动距离复位归零，可以理解的是，这个复位归零点是所有测量距离的起始点；滑动模块的上端设有制动螺钉5，用于固定锁死滑动模块在尺身3上的位置，以固定显示当前的测量结果。

实际上，滑动模块中距离测量部分测距功能的实现可以参考现有技术中数显游标卡尺测距手段；但是需要说明的是，本实施例以上环槽中径测量工具中静球头1及其所涉及的连接关系和作用、动球头10及其所涉及的连接关系和作用、控制运算部分所做的求和运算以及该测量工具的使用方法是本发明特有的。

上述环槽中径测量工具在使用时，在复位归零后固定静球头1在待测环槽11中的位置，在待测环槽11中近直径位置处移动动球头10，寻找使测量结果数值最大的点，找到时直接读取测量结果即可；在实际应用中具体包括如：

s0、查看静球头1和动球头10在待测环槽11中是否发生径向窜动，如果不发生径向窜动，则执行后续步骤，否则，寻找与待测环槽11匹配的球头。

对待测环槽11的尺寸进行查看，重点是槽底宽度q是否与球头直径d匹配，测量球头直径d不能过小，不能触及环槽11底部，保证测量时不会出现径向窜动，概括为“一看”。

s1、复位归零滑动模块在尺身3上的移动距离。

具体地，通过在静球头1和动球头10挨紧贴合时按下滑动模块上的零点复位键7，使滑动模块在尺身3上的移动距离复位归零，概括为“二调”。当然，可以理解的是，测量前需要先打开开关8将工具开机，而后按动切换键6设定想要的显示模式（公制/英制），然后再进行复位归零操作。

s2、将静球头1放在待测环槽11中按住不动，移动滑动模块使动球头10放在待测环槽11中近直径位置处。

其中，近直径位置处指与静球头1所在直径的另一端附近。

s3、沿待测环槽11左右移动动球头10，观察滑动模块中显示窗口4显示的测量结果，寻找测量结果数值最大的点，找到时直接读取该数值最大的测量结果作为待测环槽11的中径值即可。

比如，参考图4，静球头1按住不动，在近直径位置从a点到b点滑动动球头10，这时，将带动测量模块在尺身3上移动，在直径位置c点测得并显示出最大数字，此时拧紧制动螺钉5，从显示窗口4直接读取的最大值即为中径值。

将以上步骤s2-s3概括为“三测”，这样使用本发明测量工具的额方法可以概括为：“一看、二调、三测”三步测量法，操作简单方便，对操作人员无特殊要求。