CN201269745Y - 智能化管材激光测长装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能化管材激光测长装置，包括钢管到位检测单元，用于发出钢管到位信号；信号接受传输单元，用于接收钢管到位信号，并发出测量启动信号；挡板单元，接受到测量启动信号，使执行机构带动挡板运行至待测钢管两端部；激光测量单元，通过激光探头检测到其与待测钢管相邻端的距离，反馈给上位机；上位机负责对测量信号进行处理，计算并输出所测值。所述钢管到位检测传感器安装在电子称重单元上。该装置采用了激光测长与计算机技术，单根钢管测量时间在5s内完成，确保了长度测量精度达到±1.5mm。采用电子称重与激光测长技术的结合，只需一个工位完成了传统的三工位测量，有效缩短了测量时间，且称重精度达到±0.3‰。

Description

智能化管材激光测长装置

所属领域  本实用新型属于管材类测量技术领域，具体涉及一种管材测长装置。

背景技术  目前，国内随着石油工业的蓬勃发展，石油钻井、采油等所需管材数量不断加大，促进了装备制造业的发展。近年来，由于石油市场的紧俏，生产加工管材的企业之间竞争日益强烈，因此使得管材生产加工自动化程度相应提高。研究表明：自动化程度越高，生产加工的管材在质量、产量上显著提高，减少了生产过程中人为因素造成的误差、欠缺。所以选用高性能仪器、自动化水平高的管材生产线对节约能源、减少人员成本、提高产量、提升质量至关重要，是今后管材加工生产企业发展的必经之路。

对于管材类测长有好几种形式：

第一种：可将钢管生产线的尾端操作集成在一个全(半)自动***中，适用于钢管生产精整区的在线操作，***包括测长小车、齿轮齿条传动***、运行轨道组成，它是利用小车所行径的距离来计算管材长度。其结构复杂，测量时间长。

第二种：涉及一种在石油开采中对专用钢管进行实地累计测长的“便携式智能化钢管声波测量仪”(授权公告号CN 2153773Y)，它由声波发射接收器、声波反射器及微处理机组成。其中：声波发射接收器内装有发声元件和声敏元件，可将发射和接受的声波通过信号线输至微处理机，经微处理机逻辑运算和处理后，即可得出所测钢管的累计长度值。该测长仪用于管材加工行业，易受到其他声波信号干扰，降低其测量精度。

第三种：“非接触式钢管测长装置”(授权公告号CN  200955951Y)，该装置包括：一零位检测单元，其具有压力传感器，当待测钢管一端与压力传感器接触时，该传感器用于发出钢管处于零位的信号；一信号传输单元，与零位检测单元电连接，用于接收来自零位检测单元发出的信号，并发出测量启动信号；一超声波测量单元，用于接收信号传输单元发出的测量启动信号，通过其发射的超声波检测其与所述待测钢管另一端的距离并将信号发给信号传输单元；一信号处理单元，用于接收来自超声波测量单元的测量信号，计算出测量值并输出所述测量值。但其测量时管材一端必须送至固定位置，通过检测管材另一端与超声波测量单元的距离，得到管材长度值，其操作流程较复杂。

上述管材类测长装置还存在一个共同的不足：功能单一，只用于测长，并不具备称重功能，称重还需其它工位另外进行，测量效率低，费力费时。

发明内容  本实用新型的目的在于提供一种结构简单、测量时间短、测量精度高的智能化管材激光测长装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种智能化管材激光测长装置，该装置包括：

钢管到位检测单元，其具有钢管到位检测传感器，当待测钢管置于待测位置时，用于发出钢管到位信号；

信号接受传输单元，其与钢管到位检测单元电连接，用于接收来自钢管到位检测单元发出的信号，并发出测量启动信号；

挡板单元，其包括两个分别由执行机构带动的挡板，位于待测钢管的两端侧，与信号接受传输单元电连接，用于接受信号接受传输单元发出的测量启动信号，使执行机构带动挡板运行至待测钢管两端部；

激光测量单元，其包括两个位于待测钢管两端侧的激光探头，激光探头与上位机电连接，上位机接受信号接受传输单元发出的测量启动信号，通过激光探头发射的红色激光脉冲，检测到激光探头与待测钢管相邻端的距离，并将测量信号反馈给负责信号处理的上位机；

负责信号处理的上位机，其与信号接受传输单元、激光测量单元的激光探头电连接，用于接收来自激光测量单元的测量信号，计算出待测钢管的长度值，并输出所测长度值。

为进一步缩短管材生产线中用于测量的时间，只用一个工位完成传统的多工位测量，所述钢管到位检测传感器安装在电子称重单元上，所述电子称重单元包括力传感器、承重台面及显示仪表，电子称重单元与上位机电连接，当钢管到位检测传感器发出钢管到位信号时，该电子称重单元用于待测钢管的称重，并将待测钢管的重量值送至上位机。

本实用新型提供的上述智能化管材激光测长装置，由于该测量装置提供了一种简洁非接触式的智能钢管测长方法，采用了激光测长技术及工业控制计算机技术，单根钢管测量时间在5s内完成，确保了长度测量精度达到±1.5mm，减少了操作人员和劳动强度，提高了生产效率，提高了工序产能。该装置还巧妙地将电子称重技术与激光测长技术有机地结合在一起，只需一个工位完成了传统的三工位测量，有效缩短了整个管材生产线所用测量时间，且称重精度达到±0.3‰。另外，该装置适应环境强(-20℃到60℃均可使用)、对环境无污染、抗干扰性能好，能够广泛应用于石油钻井、地质勘探、试油和采油作业铁路轨道等领域。

附图说明  图1为智能化管材激光测长装置的方框示意图

          图2为智能化管材激光测长装置俯视图

          图3为智能管化材激光测长装置侧视图

图中：1—激光测长单元；2—挡板单元；3—钢管到位检测传感器；4—钢管输送支撑装置；5—力传感器。

具体实施方式  本实用新型提供的智能化管材激光测长装置实施例中，将激光测长装置与电子称重装置结合在一起，形成了一套单工位多功能测量装置，集机械、电器、自动化于一体，将测长、称重等功能集成在一个全自动***中。

如图1所示，该智能化管材激光测长装置包括：钢管到位检测单元，其具有钢管到位检测传感器，钢管到位检测传感器安装在电子称重单元上，该电子称重单元具有六个力传感器I～VI、承重台面及显示仪表，钢管到位检测传感器发出钢管到位信号时，称重、测长开始，电子称重单元将待测钢管的重量值送至上位机；信号接受传输单元采用ISA-PCL板卡，其与钢管到位检测单元、两个挡板单元电连接，用于接收钢管到位信号，并发出测量启动信号；挡板单元，其包括两个分别由气缸带动的挡板，位于待测钢管的两端侧，与信号接受传输单元电连接，用于接受信号接受传输单元发出的测量启动信号，使气缸带动挡板运行至待测钢管两端部；激光测量单元，其包括两个位于待测钢管两端侧的1#激光探头和2#激光探头，通过RS-485与上位机连接，上位机接受信号接受传输单元发出的测量启动信号，通过激光探头发射的红色激光脉冲，检测激光探头与待测钢管相邻端的距离，并将测量信号反馈给负责信号处理的上位机；负责信号处理的上位机，按照两个激光探头之间的固定距离减去两激光探头分别与待测钢管相邻端的距离，计算出待测钢管的长度值。上位机将钢管的长度值、重量值输出，通过数据库管理测量数据，并通过以太网向服务器报表***汇总生产数据。

如图2所示，钢管到位检测单元的钢管到位检测传感器3安装在电子称重单元的两侧；挡板单元2可由气缸、液缸、电机等执行机构带动，挡板单元2是保证测长精度所必须的，它们位于待测钢管的两端侧，接受到信号接受传输单元发出的测量启动信号时，气缸等执行机构带动挡板单元2运行至待测钢管两端部；激光测长单元1接受到测量启动信号后，通过激光探头发射的红色激光脉冲，检测到激光探头与相邻挡板单元2之间的距离，用两激光探头之间的距离，减去激光探头分别与待测钢管相邻端的距离，得到待测钢管的长度值。

如图3所示，电子称重单元的承重台面由其下方的六个力传感器4支撑，当待测钢管送至电子称重单元的钢管输送支撑装置5上时，钢管到位检测传感器向信号接受传输单元发出钢管到位信号。

本实用新型提供的上述智能化管材激光测长装置，其工作流程为：

当储料架上有钢管，储料架上的钢管检测传感器将检测信号送达上位机，上位机接受到信号，给移运执行机构发送信号，移运执行机构接收到信号，作出应答，将钢管从储料架移运到电子称重单元。当安装在电子称重单元上的钢管到位检测传感器检测到钢管时，停止移运执行机构，同时给上位机***发送信号，上位机接收到电子称重单元上的钢管准备好，发送信号使电子称重单元开始对钢管称重的同时，使挡板单元在其执行机构的带动下运行至钢管端部，激光测长单元开始测长，激光探头发射的红色激光脉冲检测其与所述待测钢管相邻端的距离，并将测量信号发给信号接收传输单元，上位机接收到来自激光测量单元和电子称重单元的测量信号，计算出测量值并输出。测量结束，上位机发出测量结束信号，使钢管两端挡板单元返回原位，并向移运执行机构发出信号，将测量结束的钢管移出，同时将未测量的钢管移进，进行下一次测量。

Claims (2)

1、一种智能化管材激光测长装置，其特征在于该装置包括：

钢管到位检测单元，其具有钢管到位检测传感器，当待测钢管置于待测位置时，用于发出钢管到位信号；

信号接受传输单元，其与钢管到位检测单元电连接，用于接收来自钢管到位检测单元发出的信号，并发出测量启动信号；

挡板单元，其包括两个分别由执行机构带动的挡板，位于待测钢管的两端侧，与信号接受传输单元电连接，用于接受信号接受传输单元发出的测量启动信号，使执行机构带动挡板运行至待测钢管两端部；

激光测量单元，其包括两个位于待测钢管两端侧的激光探头，激光探头与上位机电连接，上位机接受信号接受传输单元发出的测量启动信号，通过激光探头发射的红色激光脉冲，检测到激光探头与待测钢管相邻端的距离，并将测量信号反馈给负责信号处理的上位机；

上位机，其与信号接受传输单元、激光测量单元的激光探头电连接，用于接收来自激光测量单元的测量信号，计算出待测钢管的长度值，并输出所测长度值。

2、根据权利要求1所述的智能化管材激光测长装置，其特征在于：所述钢管到位检测传感器安装在电子称重单元上，所述电子称重单元包括力传感器、承重台面及显示仪表，电子称重单元与上位机电连接，当钢管到位检测传感器发出钢管到位信号时，该电子称重单元用于待测钢管的称重，并将待测钢管的重量值送至上位机。

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