管材环刚度检测用内径变形测量工艺及装置

技术领域

本发明涉及管材检测技术领域，具体管材环刚度检测用内径变形测量工艺及装置。

背景技术

国际上目前广泛采用环刚度这个数值指标来表示塑料管材的抗外压负载的能力。在实际的工程使用中，一旦塑料管材的环刚度指标不合格，则直接影响到工程质量及使用寿命，ISO标准中对于管材的环向刚度称为“环刚度”，其物理意义是一个管材断面的刚度，也可以用以下的公式计算:，公式中S表示环刚度，D表示管环的内径平均值，即内径变化的平均值。

在进行试验测量时通过环刚度测量仪的上下压板对管材施压，管材受压内径变换，有通过测量内径变换值，以记录多组数据后的平均值进行计算，在现由对管环内径测量时分上下测量系统，上测量系统与上压板连接，下测量系统通过自身重力压在管环内壁，上下测量系统之间连接弹簧拉线式位移传感器连接，在进行内径变形测量时，需要人员分别将上下测量使用的压杆插入管环内部，人员插入上下压杆时通过肉眼观察，在放置后不能确保上下压杆位于管环的中心轴线位置，由于管环与压板接触面为弧面状，当上下压杆与管环中心轴线存在偏差后，在压板挤压管环时，首先接触到是中心轴线区域的弧面，在上下压杆偏离中心轴线一定距离后，压杆接触面与压板在管环外侧区域存在一定量偏差，内径测量装置不能第一时间检测到管环内径变换，不利于内径变换量平均值的累计计算，为此，管材环刚度检测用内径变形测量工艺及装置。

发明内容

本发明的目的在于提供管材环刚度检测用内径变形测量工艺及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：管材环刚度检测用内径变形测量工艺及装置，包括测量底座和连接在测量底座两侧的支撑柱，两个所述支撑柱之间连接有测量压板，所述其中一个支撑柱一侧设有安装板，所述安装板两端与该支撑柱两侧连接，所述安装板一侧连接有横向测量件，所述安装板另一侧连接有径向测量件，所述测量压板上设有滑槽，且径向测量件一端滑动贯穿滑槽，所述测量压板一侧连接有推动件，所述推动件输出端与径向测量件一端连接，所述横向测量件顶部连接有距离传感器，且距离传感器与推动件电性连接，所述距离传感器用以检测横向测量件运行信号，且该运行信号控制推动件运行路径,通过横向测量件与径向测量件的检测，可准确测量出管材的内径的中心轴，提高测量的准确性。

优选的，所述横向测量件包括固定座和滑动座，所述安装板一侧设有第一凹槽，所述固定座连接在安装板一侧，所述滑动座底部滑动连接在第一凹槽内部，所述距离传感器分别连接在固定座与滑动座顶部，有利于滑动块沿着管材的横向截面滑动。

优选的，所述固定座与滑动座远离安装板的一端连接有管道夹爪，有利于将管材夹住，避免测量时管材的晃动。

优选的，所述径向测量件包括移动座和连接板，所述安装板远离第一凹槽的一侧设有第二凹槽，所述移动座滑动连接在第二凹槽内部，所述移动座远离第二凹槽的一端设有通行槽，所述通行槽两侧壁连接有螺纹杆，所述连接板滑动贯穿通行槽，且两个螺纹杆与连接板两侧接触，所述连接板上连接有管内测量件螺纹杆有利于将连接板稳定在通行槽内部，避免在运行过程中连接板掉落出移动座。

优选的，所述管内测量件包括上测量杆和下测量杆，所述上测量杆连接在连接板上，且上测量杆位于安装板底部，所述连接板上设有腰形槽，且腰形槽位于上测量杆底部，所述下测量杆一端穿过腰形槽，所述下测量杆外侧套接有紧固螺母，且紧固螺母与腰形槽外侧贴合，所述上测量杆与下测量杆之间连接有内径测量仪，有利于对管材内径进行测量。

优选的，所述连接板顶部连接有工形块，所述工形块底部滑动连接在滑槽内部，所述工形块一侧与推动件连接，工形块底部卡在滑槽内部，有利于增加连接板整体滑动的稳定性。

优选的，所述推动件包括电动推杆，所述测量压板一侧连接有支架板，所述电动推杆连接在支架板顶部，所述电动推杆输出端与工形块一侧连接，所述电动推杆与距离传感器电性连接，且电动推杆在距离传感器测量的运行信号控制下运行，通过电动推杆推动连接板运行，使得连接板的滑动更加精准，避免人肉眼观察。

优选的，所述安装板两侧连接有调节板，所述支撑柱两侧设有调节槽，所述调节槽内部连接有调节柱，所述调节柱依次滑动贯穿调节槽和调节板，所述调节柱穿过调节板的一端连接有调节螺母，通过调节板与调节杆的调节，便于调节安装的位置，避免安装板对测量压板的运行起到阻碍作用。

优选的,管材环刚度检测用内径变形测量工艺，

a：裁切管材样品，将管材放置在测量压板与测量底座之间。

b：推动横向测量件，并控制径向测量件运行，进而得到测量中轴面。

c：启动与径向测量件连接的管内测量件，通过管内测量件测量中轴面上管材内径变形值，通过多组测量得到平均值，进行计算得到管材环刚度值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明,在进行管材环刚度测量时，通过将所测量的样品件放置在测量压板底部，通过所设的横向测量件和径向测量件的共同定点作用，可准确的找到测量管材的中心轴线，避免传统通过人员肉眼贯穿所测管材的麻烦，同时径向测量件的运行是通过横向测量件顶部的距离传感器测量信号控制，使得测量结果更加精准，通过横向测量件与径向测量件共同定位的中心轴线，便于管内测量件第一时间对管材内壁进行测量，避免了管内测量件在偏离管材中心轴线时测量数据减少的问题。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为图1拿去顶板结构示意图；

图3为本装置放置管材后局部剖切结构示意图；

图4为本装置拿走管材后局部剖切正视结构示意图；

图5为本装置拿走管材后局部剖切侧视结构示意图；

图6为径向测量件结构图；

图7为管内测量件结构示意图；

图8为图3中A处放大结构示意图；

图9为图6中B处放大结构示意图。

图中：1-测量底座；2-支撑柱；3-测量压板；4-安装板；5-横向测量件；6-径向测量件；7-滑槽；8-推动件；9-距离传感器；10-固定座；11-滑动座；12-第一凹槽；13-管道夹爪；14-移动座；15-连接板；16-第二凹槽；17-通行槽；18-螺纹杆；19-管内测量件；20-上测量杆；21-下测量杆；22-腰形槽；23-紧固螺母；24-内径测量仪；25-工形块；26-支架板；27-电动推杆；28-调节板；29-调节槽；30-调节螺母；31-调节柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：管材环刚度检测用内径变形测量工艺及装置，包括测量底座1和连接在测量底座1两侧的支撑柱2，两个所述支撑柱2之间连接有测量压板3，测量压板3和测量底座1之间用以放置待测的管材，在其中一个支撑柱2一侧设有安装板4，所述安装板4两端与该支撑柱2两侧连接，所述安装板4一侧连接有横向测量件5，所述安装板4另一侧连接有径向测量件6，所述测量压板3上设有滑槽7，且径向测量件6一端滑动贯穿滑槽7，所述测量压板3一侧连接有推动件8，所述推动件8输出端与径向测量件6一端连接，所述横向测量件5顶部连接有距离传感器9，且距离传感器9与推动件8电性连接，所述距离传感器9用以检测横向测量件5运行信号，且该运行信号控制推动件8运行路径。本方案中距离传感器9优选ADK-LS-1500-R型号，在进行管材测量时，首先将管材放置在测量压板3与测量底座1之间，放置时可根据待测的管材的直径，将径向测量件6调整合适位置，靠近管材外侧，同时推动横向测量件5，距离传感器9通过测量横向测量件5运行路径产生运行信号，同时距离传感器9将该信号传递至推动件8，通过控制推动件8运行相应的路径，径向测量件6在推动件8的控制下推动运行横向测量件5的一半即可得到管材的中线轴线面，本装置不需要刻意观察管材的内径位置，只需在管材放置平稳后，推动横向测量件5，在横向测量件5运行的路径的一半的中垂线必是管材的中线轴线面，此处的横向测量件5运行路径不必要求是管材的横向直径方向，使寻找管材的中心轴线面更加便捷

本方案中横向测量件5包括固定座10和滑动座11，所述安装板4一侧设有第一凹槽12，所述固定座10连接在安装板4一侧，所述滑动座11底部滑动连接在第一凹槽12内部，所述距离传感器9分别连接在固定座10与滑动座11顶部，同时为了在测量过程中保持管材的稳定，在固定座10与滑动座11远离安装板4的一端连接有管道夹爪13，在测量时，待管材放置稳定后，将固定座10外侧的管道夹爪13与管材壁进行抓紧，同时推动滑动座11，滑动座11底部与第一凹槽12连接，在外界推力下，滑动座11沿着第一凹槽12运行，直到滑动座11外侧的管道夹爪13抓住管材内壁后，停止推动滑动座11，此时安装在固定座10与滑动座11顶部的距离传感器9测量处滑动座11运行的路程，并将该运行信号传递至推动件8，控制推动件8运行。

本方案中径向测量件6包括移动座14和连接板15，所述安装板4远离第一凹槽12的一侧设有第二凹槽16，所述移动座14滑动连接在第二凹槽16内部，所述移动座14远离第二凹槽16的一端设有通行槽17，所述通行槽17两侧壁连接有螺纹杆18，所述连接板15滑动贯穿通行槽17，且两个螺纹杆18与连接板15两侧接触，为了保证连接板15在被测量压板3推动时的稳定性，在连接板15顶部设置工形块25，工形块25底部滑动连接在滑槽7内部，所述工形块25一侧与推动件8连接，所述连接板15上连接有管内测量件19，在测量时，测量压板3运动，直到管内测量件19能够放置在待测管材内部时，停止测量压板3的运行，在测量压板3运行过程中，由于连接板15顶部通过工形块25卡在滑槽7内部，连接板15被推动运动，连接板15两侧沿着通行槽17滑动，测量压板3停止运行后，将通行槽17两侧壁的螺纹杆18紧固，使得螺纹杆18与连接板15两侧壁接触，将连接板15两侧壁稳定在通行槽17内部，保持后续运动的稳定性。

本方案中所述管内测量件19包括上测量杆20和下测量杆21，所述上测量杆20连接在连接板15上，且上测量杆20位于安装板4底部，所述连接板15上设有腰形槽22，且腰形槽22位于上测量杆20底部，所述下测量杆21一端穿过腰形槽22，所述下测量杆21外侧套接有紧固螺母23，且紧固螺母23与腰形槽22外侧贴合，所述上测量杆20与下测量杆21之间连接有内径测量仪24，此处内径测量仪24为环刚度测量时使用的内径测量仪24，为弹簧式测量仪，内径测量仪24在上测量杆20处为弹簧和接触探头，保证测量的收缩形，在下测量杆21处为接触探头和收缩线，测量压板3对管材外壁进行挤压时，管材内壁发生形变后有内径测量仪24检测的形变数值，并记录该数值。

本方案中的推动件8包括电动推杆27，本方案中电动推杆27优选型号为GRA-L25，所述测量压板3一侧连接有支架板26，所述电动推杆27连接在支架板26顶部，所述电动推杆27输出端与工形块25一侧连接，所述电动推杆27与距离传感器9电性连接，在滑动座11外侧的管道夹爪13与管材壁夹住后，连接在滑动座11顶部和固定座10顶部的距离传感器9检测出滑动座11移动路程，距离传感器9将改路径传递至电动推杆27，电动推杆27在信号控制下运行滑动座11运行路程的一半，此时电动推杆27推动连接板15运行至固定座10与滑动座11连线的中垂线上，此中垂线必是该管材的中心轴线，此时连接在连接板15上的上测量杆20与下测量杆21刚好位于管材的中心轴线上，避免了传统内径测量时人员通过肉眼观察的麻烦，同时也通过内径测量仪24第一时间检出管材的中心轴线面，提高了内径测量时的准确性。

本方案中为了实现安装板4更好的运行，同时避免安装板4在安装过程中对测量压板3产运行干涉，在安装板4两侧连接有调节板28，调节板28主要用于支撑固定安装板4用，其中调节板28方向块一端与安装板4侧壁连接，调节板28圆形板块一端用于调节使用，在支撑柱2两侧设有调节槽29，该调节槽29设置成腰形，便于后续调节使用，所述调节槽29内部连接有调节柱31，调节柱31在调节槽29内部一端为圆台状，对调节柱31起到限位作用，同时调节柱31另一端穿过调节槽29与调节板28的圆形板连接，同时为了增加调节柱31与调节板28的连接稳定性，在调节柱31外侧连接调节螺母30，在对安装板4位置进行调节时，将调节螺母30松开，推动安装板4，安装板4带动与之连接的调节板28和调节柱31沿着调节槽29滑动，当安装板4位置确定后，将调节螺母30和调节柱31紧固，避免安装板4晃动。

所述的管材环刚度检测用内径变形测量工艺：

a：裁切管材样品，将管材放置在测量压板3与测量底座1之间。

b：推动横向测量件5，并控制径向测量件6运行，进而得到测量中轴面。

c：启动与径向测量件6连接的管内测量件19，通过管内测量件19测量中轴面上管材内径变形值，通过多组测量得到平均值，进行计算得到管材环刚度值。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。