管道空间姿态的无动力测量装置及测量方法与流程

本发明涉及管道空间姿态测量技术领域，尤其涉及管道空间姿态的无动力测量装置及测量方法。

背景技术：

船厂、建筑工地等，在施工和维修过程中，经常需要对管道进行改造，准确测量管道的空间姿态能够大大降低工作难度，减少工作量。传统存在一些体积较大的测量设备，这些设备的移动和操作都有一定难度，耗时耗力，另一方面，传统设备都是一些由电力、内燃机等动力设备带动的，常常还需要多种动力设备支持，这些设备存在需要布线，不能在狭小空间使用等问题，特别的，在一些特殊的场所，外来的动力设备会引起安全问题。因此体积小，便于携带，经济，便捷，能够快速测量，无动力的测量设备是目前市场所迫切需求的。

技术实现要素：

针对解决传统测量方法过程繁琐、设备笨重、移动操作不便、狭小空间测量困难、某些特殊场合动力设备禁止使用等问题，本发明提供管道空间姿态的无动力测量装置及测量方法，适用于船厂、建筑工地等管道布置和维修工程中对管道的空间姿态进行测量。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

管道空间姿态的无动力测量装置，包括外环、内环、内板、角度测量仪、把手、圆球；所述的外环用于嵌在管道上，内环通过径向两点与外环同心连接，外环和内环之间可以自由相互转动，角度测量仪为一扇形框架，其弧段与内环固定且垂直于内环所在平面，内板作为铅垂线与角度测量仪连接并可相对角度测量仪自由转动，把手安装在外环的一侧，与角度测量仪处于同一平面内，圆球安装于把手上，为透明材质且内盛有液体，液体体积刚好占据圆球容积的一半，在角度测量仪的弧段上、及圆球球面上均具有夹角刻度。

上述技术方案中，进一步的，所述的外环为环形板，在环形板上同心设有若干不同半径的圆弧形卡槽，其半径的大小根据标准管道的半径来制作。测量时可根据不同管道的规格，选择相对应的圆弧形卡槽，通过卡槽将管道和该装置镶嵌在一起，保证了外环与管道的同心连接。

进一步的，所述的内板为一圆板，圆板的上半部均匀镂空，下半部沿一半径标记为一条铅垂线，内板相对铅垂线所在的直线完全对称，内板与内环共面且内板圆心处与角度测量仪连接。如在内板上半部分均匀分布若干大小相同的圆孔，在内板表面标记一条直线将内板分成完全对称的两部分，该直线即为铅垂线。

进一步的，该装置还包括测量圆环，测量圆环固定于内环外侧，且测量圆环的圆心位于内环与外环的一个连接处，测量圆环圆周上具有角度刻度。设置测量圆环可以在管道倾角较大时，用于补偿角度测量仪刻度的不足。

进一步的，所述的圆球上的刻度可以采用如下方法制作：

使把手铅垂，将圆球的液面所在的水平面位置标记为0度，再将圆球的一个垂向的圆周按360度进行等分，等分点即为刻度。测量时，水面最高点或最低点所对应的刻度即为管道端口平面与水平面的夹角。

夹角测量仪(或测量圆环)用于测出管道端口与内环所在铅垂面之间的夹角。圆球表面的刻度用于测量管道端口平面与水平面的夹角。

本发明还提供管道空间姿态的测量方法，即：将装置的外环嵌于管道上，内板上的铅垂线会与角度测量仪形成一定夹角，通过转动把手，直到角度测量仪与内板上的铅垂线重合时，该装置在空间中形成三个标准面：圆球内水平面、内环所在的铅垂面、及角度测量仪所在的铅垂面，且所述的两个铅垂面相互垂直；根据刻度即可获得管道空间姿态。

本发明的有益效果在于：

本发明的管道空间姿态的无动力测量装置及测量方法，适用于船厂、建筑工地管道布置和维修工程中对管道的空间姿态进行测量。仅通过一套装置，通过一次操作，即可测出管道的空间姿态。一方面解决了传统装置和传统方法在狭小空间环境下测量不易的问题，另一方面，解决了传统测量设备体积较大、不易操作和不易移动的问题。而无动力这一创新不仅解决了动力设备要求布线，体积大等问题，还解决了某些特殊场合动力设备禁止使用的问题。

附图说明

图1为本发明实施例管道无缝对接的测量装置的立体图；

图2为本发明实施例管道无缝对接的测量装置的主视图；

图3为本发明实施例管道无缝对接的测量装置的左视图；

图4为本发明实施例管道无缝对接的测量装置的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

实施例

管道空间姿态的无动力测量装置，用于管道空间姿态的测量，包括外环1，内环2，内板3，角度测量仪4，把手6，圆球7，测量圆环5等。所述的外环1通过表面上开的圆弧形卡槽嵌在管道上，外环1和内环2通过沿直径的两点进行同心连接，外环1和内环2之间可以自由相互转动，内环2和内板3之间通过角度测量仪4进行连接，内板3上半部分均匀分布若干大小相同的圆孔，内板3表面有一条直线将内板3分成完全对称的两部分，该直线为铅垂线，角度测量仪4表面标有刻度，用于测出管道端口与内环2所在铅垂面之间的夹角，测量圆环5固定于内环2的环上，其圆心位于外环1和内环2的一个交点处，测量圆环5表面绘有圆周刻度，用于补偿夹角较大时，角度测量仪4刻度的不足，把手6安装在外环1的一侧，圆球7安装于把手的上部，圆球7采用透明材质，圆球7内部盛有蒸馏水20ml，刚好占据圆球7容积的一半，圆球7表面标有刻度，用于测量管道端口平面与水平面的夹角。

本实施例的管道空间姿态无动力测量装置工作过程包括：

根据管道半径选择对应规格的圆弧形卡槽，将该装置嵌在待测管道端口，检查夹角测量仪4所在的平面是否与内板3上的铅垂线重合，若不重合，旋转把手6使之重合。此时形成了三个基准面，圆球7中的水平面、内环2所在的铅垂面以及角度测量仪4所在的铅垂面，且这两个铅垂面相互垂直。通过圆球7可以测出管道与水平面的夹角，通过夹角测量仪4可以测出管道端口平面与内环2所在的铅垂面之间的夹角，管道端口平面与夹角测量仪4之间的夹角为90度，管道端口平面与三个标准面之间的夹角，即为管道的空间姿态。

技术特征：

技术总结
本发明公开了管道空间姿态的无动力测量装置及测量方法，用于管道空间姿态的测量，包括内板，角度测量仪，内环，外环，把手，圆球，测量圆环等。该无动力测量装置在空间中形成三个标准面：水平面，内环所在的铅垂面，角度测量仪所在的铅垂面；两个铅垂面相互垂直。通过本发明的管道空间姿态的测量装置中的角度测量设备，可测出管道端口平面与三个标准面之间的夹角，从而得出管道的空间姿态。本发明的管道空间姿态的无动力测量装置解决了传统设备体积过大携带不方便，不易移动，不易操作，需要多种动力支持，狭小空间测量困难，以及某些特殊场所动力设备禁止使用的问题。

技术研发人员：冷建兴;李豪杰;田汉武;许晨光
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2019.04.11
技术公布日：2019.08.23