一种管道内激光测量装置及测量修正较准方法与流程

本申请涉及管道内测量领域，更具体地，涉及一种管道内激光测量装置及测量修正较准方法。

背景技术：

1、激光测量是一种非接触式测量，其因具有不影响被测产品的表面、精度高、测量范围大、检测时间短等优点而得到广泛的应用。在使用激光测试产品前，需要对激光的位置进行校准，以保证激光测试结果的准确性。

2、特别是在利用激光测量电缆管道时，经常在在深埋管材施工结束之后，或定期维修过程中，发现管材因为外力发生各种程度的形变。而对于这些形变的测量目前存在着精度及自动化上的技术难题。

3、为此，有必要采取一定测量手段，对其测量结果进行矫正。考虑到此类管材深埋的特殊特性，甚至可能是在大江之下。为了进行检修或管道形变评估，就进行开挖，显然操作起来难度极大。在开发了一种基于激光测距的非接触测量方法的前提下，由于激光传感器安装位置的限制，以及测量装置在管道内部，其自身的测量中心，往往未必能与管道的实际中心重合。

4、故此，需要开发一种针对该装置以及测量方法的数据修正手段。并且任何几何测量都要通过较准，从而对其测量精度进行评估，目前该领域研究的更加稀少。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够对激光测量装置进行修正和校准方法及装置。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、本发明的第一方面公开了一种管道内激光测量装置，包括：第一线缆绞车、第二线缆绞车、测量主体、被测管道和控制主体；

4、所述第一线缆绞车位于被测管道的一端，第二线缆绞车位于被测管道(4)的另一端；

5、所述测量主体位于被测管道中，其分别于第一线缆绞车和第二线缆绞车相连接，通过第一线缆绞车和第二线缆绞车的线缆调整测量主体在被测管道中的位置及前进方向；

6、第二线缆绞车的另一端与用于校准的控制主体连接。

7、优选地，所述测量主体包括：激光测距仪、螺旋仪、回转底座、驱动电机和电滑环；

8、所述激光测距仪和螺旋仪设置于在回转底座上，驱动电机和电滑环位于回转底座的两侧。

9、优选地，所述激光测距仪和螺旋仪于在回转底座上，可选择背靠背安装或呈现固定角度当中的任意一种进行安装。

10、优选地，所述驱动电机可设置于滑环同一侧。

11、本发明的第二方面公开了一种管道内激光测量修正较准方法，包括以下步骤：

12、步骤1，将测量装置设置于被测管道内，获得测量距离l及角度β；

13、步骤2，将测量装置获得的距离l及角度β进行修正处理；

14、步骤3，对测量装置本体中心和管道中心进行校正；

15、步骤4，基于基准管道对测量装置精度进行较准和评估；

16、步骤5，获得管道内激光测量的校正数值。

17、优选地，步骤2包括：步骤2.1，对测量距离l的修正，将激光测距传感器测量到壁面最近距离l，换算到相对测量装置自身中心位置r，所述相对测量装置中心的测量距离r采用下式计算：

18、

19、其中，l为激光传感器测量的距离，r为激光测距传感器至测量装置自身几何中心距离的旋转半径，r即为修正距离。

20、优选地，步骤2包括：步骤2.2，对测量角度β的修正，将陀螺仪测量到倾斜角换算到相对测量装置自身中心位置倾斜角度实际倾斜角度为：

21、

22、其中，为修正值，β为陀螺仪测量值，c为被测量管道的半径。

23、优选地，步骤3具体包括：测量装置本体中心和管道中心不一致的情况下，对管道直径或半径进行计算，通过下式对所述中心进行坐标转换计算，在直角坐标系下进行处理，

24、x＝rsinα

25、y＝rcosα

26、其中α为被测量目标点和圆心连线和铅锤位置的角度偏差。

27、优选地，被测量管道几何中心为直角坐标原点，测量装置本体中心的坐标为(a,b)时，则如下式：

28、(x-a)2+(y-b)2＝c2

29、其中，c为5被测量管道的半径。

30、优选地，步骤4中，若激光传感器测量精度为0.1mm，则基准管道加工精度至少为其精度的1/3，基准管道长度必须超过测量装置本体。本发明的有益效果在于，与现有技术相比，

31、(1)本发明相对于传统的激光测量仪相比，结构简单，易于操作，可以适用于各种管道的测量场景，并且在测量的同时对数据进行修正校准，不仅提高了测量的效率，还大大提升了测量数据的精准度；

32、(2)本发明所述测量装置的校准方法，通过先对获得的距离l、角度β以及测量装置本体中心和管道中心进行校正，再对测量装置精度进行较准和评估，实现了测量及校准的双重保障，使得最后获得的管道内激光测量数值精度提高。

技术特征：

1.一种管道内激光测量装置，其特征在于：

2.如权利要求7所述的一种管道内激光测量装置，其特征在于：

3.如权利要求8所述的一种管道内激光测量装置，其特征在于：

4.如权利要求8所述的一种管道内激光测量装置，其特征在于：

5.一种管道内激光测量修正较准方法，基于权利要求1-4所述的一种管道内激光测量装置，其特征在于，

6.如权利要求5所述的一种管道内激光测量修正较准方法，其特征在于：

7.如权利要求5所述的一种管道内激光测量修正较准方法，其特征在于：

8.如权利要求5所述的一种管道内激光测量修正较准方法，其特征在于：

9.如权利要求8所述的一种管道内激光测量修正较准方法，其特征在于：

10.如权利要求5所述的一种管道内激光测量修正较准方法，其特征在于：

技术总结本发明涉及一种管道内激光测量装置及测量修正校准方法，所述装置包括：第一线缆绞车、第二线缆绞车、测量主体、被测管道和控制主体；所述第一线缆绞车与被测管道的一端连接，被测管道的另一端与第二线缆绞车连接，所述测量主体位于被测管道中，第二线缆绞车的另一端与控制主体连接。所述校准方法包括：将测量装置设置于被测管道内，获得测量距离L及角度β；将测量装置获得的距离L、角度β以及测量装置本体中心和管道中心进行校正；再对测量装置精度进行较准和评估，最后获得管道内激光测量的校正数值。本发明所述测量装置将自身的测量中心与管道的实际中心重合，并对所得数据进行了校准，提高了管道测量的精准度。技术研发人员：王舒寒,张永康,任怡睿,周韫捷,汤敏吉,李海,王玲,杨舒婷,陈艳羚,周宏,徐佳敏,周晶晶,杨勇诚受保护的技术使用者：国网上海市电力公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10