法兰垫片的偏移度测量方法及装置与流程

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种法兰垫片的偏移度测量方法及装置。

背景技术：

在建筑、轻重工业、水暖以及电力等行业中，通过法兰连接两个设备是常见的连接方式。而由于法兰密封面(即法兰接触面)即使经过精密的加工，法兰面之间也会存在微小的间隙，而成为介质泄漏的通道，因此，一般需要使用垫片填充法兰密封面之间存在的微小间隙，堵塞介质泄漏通道，从而达到密封的目的。

但是在安装垫片时，由于人工操作的不稳定性，导致垫片相对于法兰存在偏移，从而导致无法达到密封的目的。因此，垫片的偏移度是衡量法兰安装精度的重要指标。

目前，一般通过人工观测的方式确定法兰密封面上的垫片偏移度，这种方式依靠人工观测以及经验，具有极大的不稳定，可靠性较低。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种法兰垫片的偏移度测量方法及装置，旨在现有技术中确定法兰密封面上的垫片偏移度的方式可靠性较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种法兰垫片的偏移度测量方法，所述方法包括：

基于激光测距仪得到法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述法兰侧面上至少三个点位于法兰侧面的同一圆周上；

基于激光测距仪得到垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述垫片侧面上至少三个点位于垫片侧面的同一圆周上；

根据所述法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息以及垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，得到所述垫片相对于所述法兰的偏移度。

可选的，所述基于激光测距仪得到法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息包括：

控制激光测距仪从至少三个发射角度分别向法兰侧面发射并接收激光，其中，从至少三个发射角度发射的激光处于与法兰侧面垂直的同一平面上；

根据每束激光各自对应的发射时刻、接收时刻以及发射角度，得到法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息。

可选的，所述基于激光测距仪得到垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息包括：

控制激光测距仪从至少三个发射角度分别向垫片侧面发射并接收激光，其中，从至少三个发射角度发射的激光处于与垫片侧面垂直的同一平面上；

根据每束激光各自对应的发射时刻、接收时刻以及发射角度，得到垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息。

可选的，所述根据所述法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息以及垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，得到所述垫片相对于所述法兰的偏移度包括：

根据法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，得到法兰侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第一坐标；

根据垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，得到垫片侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第二坐标；

计算得到所述第一坐标与所述第二坐标的距离，作为所述垫片相对于所述法兰的偏移度。

可选的，所述根据法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，得到法兰侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第一坐标包括：

根据法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，构建第一线段和第二线段，并计算得到第一线段的中垂线和第二线段的中垂线的交点坐标，作为法兰侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第一坐标；

所述根据垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，得到垫片侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第二坐标包括：

根据垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，构建第三线段和第四线段，并计算得到第三线段的中垂线和第四线段的中垂线的交点坐标，作为垫片侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第二坐标。

此外，为实现上述目的，本发明实施例还提供一种法兰垫片的偏移度测量装置，所述装置包括：

获取模块，用于基于激光测距仪得到法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述法兰侧面上至少三个点位于法兰侧面的同一圆周上；基于激光测距仪得到垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述垫片侧面上至少三个点位于垫片侧面的同一圆周上；

计算模块，用于根据所述法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息以及垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，得到所述垫片相对于所述法兰的偏移度。

可选的，所述获取模块，用于：

控制激光测距仪从至少三个发射角度分别向法兰侧面发射并接收激光，其中，从至少三个发射角度发射的激光处于与法兰侧面垂直的同一平面上；

根据每束激光各自对应的发射时刻、接收时刻以及发射角度，得到法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息。

可选的，所述获取模块，用于：

控制激光测距仪从至少三个发射角度分别向垫片侧面发射并接收激光，其中，从至少三个发射角度发射的激光处于与垫片侧面垂直的同一平面上；

根据每束激光各自对应的发射时刻、接收时刻以及发射角度，得到垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息。

可选的，所述计算模块，用于：

根据法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，得到法兰侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第一坐标；

根据垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，得到垫片侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第二坐标；

计算得到所述第一坐标与所述第二坐标的距离，作为所述垫片相对于所述法兰的偏移度。

可选的，所述计算模块，用于：

根据法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，构建第一线段和第二线段，并计算得到第一线段的中垂线和第二线段的中垂线的交点坐标，作为法兰侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第一坐标；

根据垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，构建第三线段和第四线段，并计算得到第三线段的中垂线和第四线段的中垂线的交点坐标，作为垫片侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第二坐标。

本发明中，基于激光测距仪得到法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述法兰侧面上至少三个点位于法兰侧面的同一圆周上；基于激光测距仪得到垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述垫片侧面上至少三个点位于垫片侧面的同一圆周上；根据所述法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息以及垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，得到所述垫片相对于所述法兰的偏移度。通过本发明，可基于激光测距迅速可靠的得到垫片相对于法兰的偏移度，可有效用于检测法兰连接件的安装精度。

附图说明

图1为法兰与垫片的示意图；

图2本发明法兰垫片的偏移度测量方法一实施例的流程示意图；

图3为激光测距仪向法兰的圆周侧面发射激光的场景示意图；

图4为本发明法兰垫片的偏移度测量装置用于实际测量的场景示意图；

图5为本发明法兰垫片的偏移度测量装置的立体示意图；

图6为本发明法兰垫片的偏移度测量装置一实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为法兰与垫片的示意图。

如图1所示，垫片用于法兰密封面上，垫片在螺栓的压紧力作用下产生塑性变形，以填充法兰密封面之间存在的微小间隙，堵塞介质泄漏通道，从而达到密封的目的。但是，垫片在安装时容易偏移，从而导致密封效果差。为了测量垫片的偏移度，现提出如下各个实施例。

参照图2，图2本发明法兰垫片的偏移度测量方法一实施例的流程示意图。如图2所示，法兰垫片的偏移度测量方法包括：

步骤s10，基于激光测距仪得到法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述法兰侧面上至少三个点位于法兰侧面的同一圆周上；

本实施例中，激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定(又称激光测距)的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从激光测距仪到目标的距离。其中，激光测距仪可选用手持激光测距仪，望远镜式激光测距仪或工业激光测距仪，在此不做限制。

本实施例中，将法兰作为一个圆柱体，通过激光测距仪向法兰的侧面上至少三个点发射并接收激光，从而测得法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，法兰侧面上至少三个点位于法兰侧面的同一圆周上。

一实施例，步骤s10包括：

控制激光测距仪从至少三个发射角度分别向法兰侧面发射并接收激光，其中，从至少三个发射角度发射的激光处于与法兰侧面垂直的同一平面上；根据每束激光各自对应的发射时刻、接收时刻以及发射角度，得到法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息。

参照图3，图3为激光测距仪向法兰的圆周侧面发射激光的场景示意图。如图3所示，激光测距仪从三个发射角度分别向法兰的圆周侧面发射并接收激光。容易理解的，激光测距仪可从三个、四个、五个或任意个角度分别向法兰的圆周侧面发射并接收激光。其从每个发射角度发射的激光处于与法兰侧面垂直的同一平面上。例如，激光测距仪分别从发射角度∠1、发射角度∠2以及发射角度∠3向法兰的圆周侧面发射激光，将分别打到法兰的圆周侧面上的点1、点2以及点3。由于，每个发射角度发射的激光处于与法兰侧面垂直的同一平面上，则点1、点2以及点3位于法兰侧面的同一圆周上。

假设，在t1时刻以发射角度∠1发射出激光，激光打到法兰的圆周侧面上的点1后，返回，激光测距仪在t1时刻接收到该激光，从而根据t1与t1的差值，即可得到点1与激光测距仪的直线距离d1，再以激光测距仪为原点坐标，结合d1与发射角度∠1，即可计算得到点1相对于激光测距仪的坐标1。如图3所示，以激光发射点为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向。发射角度为与x轴的夹角，设图3中，∠1为0°，则点1的坐标为(d1，0)。

同样的，若在t2时刻以发射角度∠2发射出激光，激光打到法兰的圆周侧面上的点2后，返回，激光测距仪在t2时刻接收到该激光，从而根据t2与t2的差值，即可得到点2与激光测距仪的直线距离d2，再以激光测距仪为原点坐标，结合d2与发射角度∠2，即可计算得到点2相对于激光测距仪的坐标2。设图3中，∠2为30°，则点2的坐标为

同样的，在t3时刻以发射角度∠3发射出激光，激光打到法兰的圆周侧面上的点3后，返回，激光测距仪在t3时刻接收到该激光，从而根据t3与t3的差值，即可得到点3与激光测距仪的直线距离d3，再以激光测距仪为原点坐标，结合d3与发射角度∠3，即可计算得到点3相对于激光测距仪的坐标3。设图3中，∠3为30°，则点2的坐标为

步骤s20，基于激光测距仪得到垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述垫片侧面上至少三个点位于垫片侧面的同一圆周上；

本实施例中，如图1所示，垫片紧贴法兰的密封面，在得到测得法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息后，竖直移动激光测距仪或法兰与垫片构成的整体结构，使得可通过激光测距仪向垫片的侧面上至少三个点发射并接收激光，从而测得垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，垫片侧面上至少三个点位于垫片侧面的同一圆周上。本实施例中，将垫片也作为圆柱体。

进一步地，一实施例，步骤s20包括：

控制激光测距仪从至少三个发射角度分别向垫片侧面发射并接收激光，其中，从至少三个发射角度发射的激光处于与垫片侧面垂直的同一平面上；根据每束激光各自对应的发射时刻、接收时刻以及发射角度，得到垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息。

获得垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息的具体实施例与上述获得法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息的各个实施例基本相同，在此不做赘述。

步骤s30，根据所述法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息以及垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，得到所述垫片相对于所述法兰的偏移度。

本实施例中，如上述实施例所述，得到法兰侧面上至少三个点在以激光发射点为原点的坐标系上的坐标，得到垫片侧面上至少三个点在以激光发射点为原点的坐标系上的坐标，即得到了同一坐标系下，法兰侧面上至少三个点的坐标以及垫片侧面上至少三个点的坐标。

且法兰侧面上至少三个点位于法兰侧面的同一圆周上，则可根据法兰侧面上至少三个点的坐标得到该圆周的圆心坐标。

且垫片侧面上至少三个点位于垫片侧面的同一圆周上，则可根据垫片侧面上至少三个点的坐标得到该圆周的圆心坐标。

最后计算两个圆心坐标的距离，作为垫片相对于法兰的偏移度。

进一步地，一实施例，步骤s30包括：

步骤s301，根据法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，得到法兰侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第一坐标；

本实施例中，根据法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，构建第一线段和第二线段，并计算得到第一线段的中垂线和第二线段的中垂线的交点坐标，作为法兰侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第一坐标。

步骤s302，根据垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，得到垫片侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第二坐标；

本实施例中，根据垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，构建第三线段和第四线段，并计算得到第三线段的中垂线和第四线段的中垂线的交点坐标，作为垫片侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第二坐标。

步骤s303，计算得到所述第一坐标与所述第二坐标的距离，作为所述垫片相对于所述法兰的偏移度。

本实施例中，通过两点间距离公式计算得到第一坐标与第二坐标的距离，并将计算得到的距离作为垫片相对于法兰的偏移度。

本实施例中，基于激光测距仪得到法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述法兰侧面上至少三个点位于法兰侧面的同一圆周上；基于激光测距仪得到垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述垫片侧面上至少三个点位于垫片侧面的同一圆周上；根据所述法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息以及垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，得到所述垫片相对于所述法兰的偏移度。通过本实施例，可基于激光测距迅速可靠的得到垫片相对于法兰的偏移度，可有效用于检测法兰连接件的安装精度。

参照图4，图4为本发明法兰垫片的偏移度测量装置用于实际测量的场景示意图。

如图4所示，法兰垫片的偏移度测量装置包括：测量装置本体外壳(1)，其作用为固定组件；装置电源(2)，其作用为提供电源；开关(3)，其作为装置的启动开关；连接线(4)，其具体为电源线与信号线；激光发射器和接收器(5)，其作用为发射并接收激光，根据发射和接收激光的间隔时间测量距离，在开始测量时，激光发射器有校准功能，可防止“零点飘移”现象发送；芯片处理器(6)，其作用为执行上述法兰垫片的偏移度测量方法的步骤；显示屏(7)，其用于可视化显示，可显示垫片相对于法兰的偏移度、装置电量以及装置故障等；滚轮(8)，其作用为与法兰侧面接触，确保垂直测量法兰侧面和垫片侧面的距离，可设置导轨，防止滚轮滑移。

图4中，还包括：法兰(9)和位于法兰密封面的垫片(10)。

参照图5，图5为本发明法兰垫片的偏移度测量装置的立体示意图。

参照图6，图6为本发明法兰垫片的偏移度测量装置一实施例的功能模块示意图。一实施例中，法兰垫片的偏移度测量装置包括：

获取模块10，用于基于激光测距仪得到法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述法兰侧面上至少三个点位于法兰侧面的同一圆周上；基于激光测距仪得到垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，其中，所述垫片侧面上至少三个点位于垫片侧面的同一圆周上；

计算模块20，用于根据所述法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息以及垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息，得到所述垫片相对于所述法兰的偏移度。

进一步地，一实施例中，所述获取模块10，用于：

控制激光测距仪从至少三个发射角度分别向法兰侧面发射并接收激光，其中，从至少三个发射角度发射的激光处于与法兰侧面垂直的同一平面上；

根据每束激光各自对应的发射时刻、接收时刻以及发射角度，得到法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息。

进一步地，一实施例中，所述获取模块10，用于：

控制激光测距仪从至少三个发射角度分别向垫片侧面发射并接收激光，其中，从至少三个发射角度发射的激光处于与垫片侧面垂直的同一平面上；

根据每束激光各自对应的发射时刻、接收时刻以及发射角度，得到垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标信息。

进一步地，一实施例中，所述计算模块20，用于：

根据法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，得到法兰侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第一坐标；

根据垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，得到垫片侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第二坐标；

计算得到所述第一坐标与所述第二坐标的距离，作为所述垫片相对于所述法兰的偏移度。

进一步地，一实施例中，所述计算模块20，用于：

根据法兰侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，构建第一线段和第二线段，并计算得到第一线段的中垂线和第二线段的中垂线的交点坐标，作为法兰侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第一坐标；

根据垫片侧面上至少三个点相对于激光测距仪的坐标，构建第三线段和第四线段，并计算得到第三线段的中垂线和第四线段的中垂线的交点坐标，作为垫片侧面上至少三个点所处圆周的圆心的第二坐标。

本发明法兰垫片的偏移度测量装置的具体实施例与上述法兰垫片的偏移度测量方法的各个实施例基本相同，在此不做赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上至少实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。