大口径钢管直径、椭圆度测量系统的硬件设计
随着化工、石油行业的迅猛发展,大口径钢管的需求量不断增加,其端面直径、椭圆度等参数与生产设计指标的符合情况直接影响了钢管最终质量的优劣。国内大部分钢管生产厂家主要采用人工手动的测量方法,这种测量方法精度低、效率低、工人劳动强度大、信息反馈慢同时无法充分反映管端情况,如何实时在线测量钢管的直径、椭圆度已成为厂家们关注的首要问题。目前,国外已经研究出了大口径钢管在线检测系统,但其价格昂贵。因此,本文提出了一种大口径钢管直径、椭圆度测量系统,该系统基于激光测距遍历原理、圆周遍历原理和二乘法拟合原理,钢管固定在V型支架上,激光位移传感器在伺服电机的带动下绕钢管匀速转动,对被测钢管进行圆周遍历,激光位移传感器得到的数据为极轴方向的数据,根据编码器的输出脉冲得到角度数据,激光位移传感器输出的信号经串口传送到计算机,通过上位机数据处理软件即可得到钢管端面直径、椭圆度,并将测量结果实时显示和上传。首先对钢管直径、椭圆度测量原理的研究:对国内内外现有检测方法分析后,确定以激光位移传感器为检测元件,详细介绍激光三角法测距遍历原理和圆周遍历直径、椭圆度测量原理。其次数据采集模块、运动控制模块和数据上传模块是本文的核心模块。数据采集模块实现钢管端面等角度数据采集。⑦再次对作为标定的钢管A、B两端进行测量，查看A、B两端周长测量结果与人工量取的数值一致即标定成功，如果偏差大于0。运动控制模块中寻找零位运动控制法不仅解决了伺服电机与旋转机构旋转不同步的问题,同时还确保激光位移传感器采集数据的准确性；喷标模块主要用于标记直径位置和周长超标。数据上传模块主要由测量数据上传至Microsoft SQL server 2008数据库和FTP上传钢管端面轮廓描点图组成。最后工业现场实验结果表明,本系统的测量精度达到钢管直径、椭圆度测量的技术指标要求。本文所设计的大口径钢管直径、椭圆度测量系统测量效率和精度高、可实现“在线,高速,多部位”的实时准确测量与数据自动存储及输出。
椭圆测量仪主要研究内容
（1）项目采用旋转极坐标的测量方法对直缝焊管椭圆度进行测量。
（2）对称重测长设备进行改造，采用丝杠定位平台。
（3）换道时输入钢管规格，设备自动调节至相对应的测量中心点位置，保证换道简单迅速。
（4）根据钢管规格不同，采用好的采点数，保证测量精度在0.1 mm，并且满足生产节奏。
（5）改造后的设备美观大方，具有保护、防护装置。
北京赛诚工控科技有限责任公司成立于2003年，是专业从事制管行业自动化控制产品设计和开发的高新技术企业。
公司重点致力于制管行业非标准成套设备的研发。目前公司主要产品有激光自动跟踪系统、超声波探伤系统、钢管椭圆度等外观检测系统、焊缝自动修磨系统等。公司的产品已经在多家企业中得到应用，产品现场适用性好，使用稳定可靠。
什么叫椭圆度椭圆度及其计算公式
椭圆度也称不圆度，指圆形截面的轧材，如圆钢和圆形钢管的横截面上大小直径之差。
椭圆度的测量，根据其定义，即为圆柱面的横剖面上大与小直径之差。
因此，基本上是属于直径法，任何测量直径的方法都可以用来测量椭圆度，即分别测出其大和小直径后，求出其差，即为椭圆度之值。
在具体测量时，显然也可以测其波动量的方法，即在测微仪触头下，工件在平工作台旋转一周时，以其大与小的示值差作为其椭圆度之值。也可以用气动差动法进行测量，其旋转角度可小于90°。
除了用直径法测椭圆度外，也可以用半径法测量。如带有尖孔的工件，可用半径法测量（将工件顶在尖间进行测量），但尖的偏心将对工件有影响。
也可以在圆度仪上进行测量，但所测得的是半径方向的差值，故其实际的椭圆度应乘以两倍 。
