RU2454627C1 - Устройство для изучения геометрических несовершенств резервуаров муаровым методом - Google Patents
Устройство для изучения геометрических несовершенств резервуаров муаровым методом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2454627C1 RU2454627C1 RU2011100563/28A RU2011100563A RU2454627C1 RU 2454627 C1 RU2454627 C1 RU 2454627C1 RU 2011100563/28 A RU2011100563/28 A RU 2011100563/28A RU 2011100563 A RU2011100563 A RU 2011100563A RU 2454627 C1 RU2454627 C1 RU 2454627C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- projector
- camera
- photographic camera
- turning
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Изобретение относится к группе контрольно-измерительных приборов, а именно, является устройством для определения начальных геометрических несовершенств стенки цилиндрических резервуаров (вмятин, трещин, овальностей и т.д.). Техническим результатом является повышение точности измерения геометрических несовершенств цилиндрических резервуаров путем добавления механизма, обеспечивающего подъем-опускание и поворот платформы, в который входит труба с прикрепленной к ней подвижной площадкой. На площадке установлены фотокамера и проектор. Поворот площадки осуществляется посредством шагового электродвигателя. Подъем-опускание площадки осуществляется посредством шагового электродвигателя. Поворот фотокамеры для осуществления настройки устройства производится при помощи шагового электродвигателя. Обеспечение электричеством фотокамеры, проектора, электродвигателя для поворота фотокамеры, электродвигателя для поворота площадки, электродвигателя для подъема-опускания площадки осуществляется посредством силового кабеля, проложенного внутри трубы. Управление шаговыми электродвигателями, проектором и фотокамерой осуществляется посредством контроллера, получающего сигналы через модемную линию связи от компьютера. 4 ил.
Description
Изобретение относится к группе контрольно-измерительных приборов, а именно, является устройством для определения начальных геометрических несовершенств стенки цилиндрических резервуаров (вмятин, трещин, овальностей и т.д.).
Известен метод измерения геометрических несовершенств резервуаров вручную с использованием различных измерительных устройств (Кузяков О.Н., Кучерюк В.И. Методы и средства измерения типологии поверхности, перемещений и деформаций. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - 172 с.). Метод получил широкое использование в дефектоскопии благодаря тому, что он позволяет довольно точно определить местонахождение и размеры дефектов. Главными недостатками данного метода являются его трудоемкость и соответственно большие потери времени и существенные денежные затраты при обследовании больших объектов.
Известен метод создания моделей резервуаров с дефектами по подобию настоящих (Тюрин Д.В. Моделирование вертикальных стальных резервуаров с несовершенствами геометрической формы. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. - 175 с.). Преимуществом данного метода является существенное снижение стоимости обследования объектов. Недостатками метода являются довольно трудоемкое изготовление точной модели резервуара и выбор подходящего материала для ее изготовления, а также связанная с этим невысокая точность определения геометрических несовершенств резервуара.
Известен метод использования муарового эффекта для измерения геометрических несовершенств резервуаров, а также несколько устройств, работа которых основана на использовании данного метода.
Известно устройство определения деформаций поверхности, содержащее проектор со слайдом изображения сетки, видеокамеру, устройство ввода-вывода информации в ЭВМ, саму ЭВМ с видеоконтроллером и дисплеем (патент 2065570, 6 G01N 21/00, опубл. 20.08.96, Бюл. 23.Кучерюк В.И., Попов A.M., Колесников А.В. Электронно-проекционный способ измерения формы и перемещений поверхности объекта.).
Недостатками данного устройства являются его низкая степень автоматизации, низкая точность из-за использования устаревших технологий и связанная с этим трудоемкость определения топологии всей поверхности объекта.
Известно устройство для определения топологии поверхности муаровым методом, содержащее проектор, видеокамеру, мини-лазер, контроллер, управляющий данными устройствами посредством связи с ЭВМ через модем и программу на ЭВМ, позволяющую моделировать муаровый эффект (патент 2267087, G01В 11/25, опубл. 27.12.2005, Бюл. 36. Кучерюк В.И., Кузяков О.Н., Дубатовка У.В. Устройство для определения топологии поверхности муаровым методом.).
Недостатком данного устройства является его неприспособленность к исследованиям резервуаров.
Данное устройство является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является дальнейшее развитие технологии определения топологии поверхности объекта и адаптация его к применению в исследовании геометрических несовершенств цилиндрических резервуаров.
Техническим результатом применения предлагаемого технического решения является повышение точности измерения геометрических несовершенств цилиндрических резервуаров путем добавления механизма, обеспечивающего подъем-опускание устройства на нужную высоту, а также его поворот посредством шаговых электродвигателей.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство содержит проектор, фотокамеру и компьютер с модемной линией, соединенные между собой контроллером, обеспечивающим управление устройством, при этом проектор и фотокамера установлены на площадке, а указанная площадка имеет возможность осуществления вращательного и поступательного движения посредством шаговых электродвигателей, связанных с контроллером.
Предлагаемое устройство позволяет исследовать при помощи компьютера топологию поверхности стенки резервуара с большей точностью по сравнению с устройством, принятым за прототип, за счет непрерывного сканирования нужного участка стенки, по заданной программе при различных внешних условиях и параметрах задания шагов мнимой и объектной сеток, расстояния от видеосистемы до плоскости и т.д., а также благодаря чувствительности метода и повышению его точности путем поворота эталонного растра в компьютерной программе.
Общий вид устройства показан на фиг.1, на фиг.2 и фиг.3 показаны этапы процесса настройки устройства (юстировки), на фиг.4 показана схема принципа работы устройства.
Устройство содержит механизм подъема-опускания и поворота платформы, в который входит труба 1 с прикрепленной к ней подвижной площадкой 2. На площадку 2 установлены фотокамера 6 и проектор 7. Поворот площадки 2 осуществляется посредством шагового электродвигателя 4. Подъем-опускание площадки 2 осуществляется посредством шагового электродвигателя 5. Поворот фотокамеры 6, для осуществления настройки устройства, производится при помощи шагового электродвигателя 3. Обеспечение электричеством фотокамеры 6, проектора 7, электродвигателя для поворота фотокамеры 3, электродвигателя для поворота площадки 4, электродвигателя 5 для подъема-опускания площадки 2 осуществляется посредством силового кабеля 8, проложенного внутри трубы 1. Управление шаговыми электродвигателями 3, 4, 5, проектором 7 и фотокамерой 6 осуществляется посредством контроллера 9, получающего сигналы через модемную линию связи 10 от компьютера 11.
Обследование резервуара при помощи устройства проводится следующим образом.
Устройство устанавливают в резервуар 12, затем производят его юстировку. Юстировка заключается в том, что оптические оси 13 и 14 проектора 7 и фотокамеры 6 сводятся в одну точку. Перед проведением юстировки (фиг.2) оптические оси 13 и 14 проектора 7 и фотокамеры 6 параллельны. Проектором 7 нормально к исследуемой поверхности резервуара 12 проецируется изображение, в центре которого формируется сфокусированная светлая область. Затем, по сигналу компьютера 11, шаговый электродвигатель 3 поворачивает фотокамеру 6 на угол β до тех пор, пока светлая область не окажется ровно по центру изображения, снимаемого фотокамерой 6 (фиг.3). После этого фотокамера 6 фиксируется посредством остановки шагового электродвигателя 3.
Образуемый прямоугольный треугольник (фиг.4) с вершинами в оптических центрах 13 и 14 проектора 7 и фотокамеры 6 в точке А имеет известный катет D, который является постоянной величиной установки.
Тогда расстояние H от проектора 7 до поверхности стенки резервуара 12 будет определено как:
Н=L+M=Dctgβ,
где L - расстояние от проектора 7 до точки пересечения оптической оси 13 проектора 7 и середины темной линии сетки, м; M - расстояние от точки пересечения оптической оси 13 проектора 7 и середины темной линии сетки до стенки резервуара, м; D - расстояние между оптическими осями 13 и 14 проектора 7 и фотокамеры 6, м; β - угол поворота фотокамеры 6.
При этом угол β, заносимый в компьютер 11 после окончания юстировки, будет точно соответствовать числу импульсов, формируемых в компьютере 11 для управления шаговым электродвигателем 3, обеспечивающим поворот фотокамеры 6. Это позволит определить при помощи компьютера 11 угол поворота β фотокамеры 6 и расстояние Н до стенки резервуара 12.
Далее осуществляется проецирование проектором 7 сформированного в компьютере 11 изображения эталонной сетки, состоящей из чередующихся темных и светлых линий с заданным шагом на поверхность стенки резервуара 12. Параметры сетки задаются в компьютере 11 и передаются при помощи модемной линии 10 на контроллер 9, а затем на проектор 7. Параметры сетки могут быть программно изменены, что повышает быстроту ее выбора.
Затем ведется прием при помощи фотокамеры 6 объектного растра. Фотокамера 6 осуществляет прием объектного растра и передает его в цифровом формате на компьютер 11. В компьютере 11, по заданной формуле, формируется картина муаровых полос, образованных при наложении светлых и темных линий «объектного» и «мнимого» растров, вычисляются центры полос, расстояния от них до стенки резервуара 12 и величины деформаций поверхности стенки резервуара 12. При этом для полученных двух соседних муаровых полос изменение расстояния от плоскости «мнимого растра» до исследуемой поверхности определяется по формуле:
где а - шаг линий проектируемой на поверхность сетки, m - масштаб проекции сетки в плоскости «мнимого растра», ψ1 и ψ2 - углы освещения и наблюдения «мнимого растра» соответственно.
Далее происходит переориентация системы на другой участок стенки резервуара 12. Сигналы для переориентации поступают на контроллер 9 с компьютера 11, и тот подает сигнал шаговым электродвигателям 3, 4, 5, которые начинают вращать, поднимать, опускать площадку 2 с проектором 7 и фотокамерой 6 таким образом, что переориентируют устройство на другой участок стенки резервуара 12. Далее проводится юстировка, проецирование на участок эталонной сетки, прием фотокамерой 6 «рабочего растра» и вновь переориентирование системы. Эти процессы будут повторяться до тех пор, пока не будет изучена вся поверхность исследуемого резервуара 12.
В итоге, после обследования всей поверхности резервуара 12 на компьютере 11 формируется суммарная картина топологии поверхности стенки резервуара 12, анализируя которую можно определить его геометрические несовершенства (сколы, вмятины, овальности и т.д.).
Claims (1)
- Устройство для определения топологии поверхности, содержащее проектор, фотокамеру и компьютер с модемной линией, соединенных между собой контроллером, обеспечивающим управление устройством, отличающееся тем, что проектор и фотокамера установлены на площадке, при этом указанная площадка имеет возможность осуществления вращательного и поступательного движения посредством шаговых электродвигателей, связанных с контроллером.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011100563/28A RU2454627C1 (ru) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Устройство для изучения геометрических несовершенств резервуаров муаровым методом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011100563/28A RU2454627C1 (ru) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Устройство для изучения геометрических несовершенств резервуаров муаровым методом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2454627C1 true RU2454627C1 (ru) | 2012-06-27 |
Family
ID=46681943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011100563/28A RU2454627C1 (ru) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Устройство для изучения геометрических несовершенств резервуаров муаровым методом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2454627C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2531457C1 (ru) * | 2013-08-05 | 2014-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Устройство для автоматизированной диагностики позвоночника человека, основанное на теневом муаровом методе |
RU2581722C1 (ru) * | 2015-03-10 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Способ определения величин деформаций стенки резервуара вертикального цилиндрического |
RU2583852C2 (ru) * | 2014-07-11 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Графо-проекционный муаровый способ измерения |
RU2787094C1 (ru) * | 2022-02-15 | 2022-12-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Виббридж" | Способ контроля геометрии нефтеналивных резервуаров |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU567945A1 (ru) * | 1975-11-06 | 1977-08-05 | Московское Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Имени Н.Э.Баумана | Устройство дл измерени деформаций тонкостенных цилиндрических оболочек |
US4185918A (en) * | 1975-08-27 | 1980-01-29 | Solid Photography Inc. | Arrangement for sensing the characteristics of a surface and determining the position of points thereon |
RU32604U1 (ru) * | 2001-06-06 | 2003-09-20 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Устройство для определения топологии поверхности муаровым методом |
RU2267087C1 (ru) * | 2004-06-09 | 2005-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Устройство для определения топологии поверхности муаровым методом |
-
2011
- 2011-01-11 RU RU2011100563/28A patent/RU2454627C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4185918A (en) * | 1975-08-27 | 1980-01-29 | Solid Photography Inc. | Arrangement for sensing the characteristics of a surface and determining the position of points thereon |
SU567945A1 (ru) * | 1975-11-06 | 1977-08-05 | Московское Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Имени Н.Э.Баумана | Устройство дл измерени деформаций тонкостенных цилиндрических оболочек |
RU32604U1 (ru) * | 2001-06-06 | 2003-09-20 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Устройство для определения топологии поверхности муаровым методом |
RU2267087C1 (ru) * | 2004-06-09 | 2005-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Устройство для определения топологии поверхности муаровым методом |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кузяков О.Н. Разработка методов и средств автоматизированного контроля перемещений, деформаций и скорости внутренней коррозии при эксплуатации объектов транспорта и хранения жидких углеводородов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М., 2003, 37 с. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2531457C1 (ru) * | 2013-08-05 | 2014-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Устройство для автоматизированной диагностики позвоночника человека, основанное на теневом муаровом методе |
RU2583852C2 (ru) * | 2014-07-11 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Графо-проекционный муаровый способ измерения |
RU2581722C1 (ru) * | 2015-03-10 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Способ определения величин деформаций стенки резервуара вертикального цилиндрического |
RU2787094C1 (ru) * | 2022-02-15 | 2022-12-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Виббридж" | Способ контроля геометрии нефтеналивных резервуаров |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Farahani et al. | A coupled 3D laser scanning and digital image correlation system for geometry acquisition and deformation monitoring of a railway tunnel | |
US8085296B2 (en) | Method and apparatus for measuring an operating position in a remote inspection | |
CN101571379B (zh) | 一种无缝圆形钢管直径及直线度参数测量的方法 | |
CN104677301B (zh) | 一种基于视觉检测的螺旋焊管管线外径测量装置和方法 | |
CN104315979B (zh) | 一种三维扫描仪及三维扫描方法 | |
CN109253706B (zh) | 一种基于数字图像的隧道三维形貌测量方法 | |
EP3767231B1 (en) | Surveying apparatus | |
CN112540089B (zh) | 数字成像***在混凝土桥梁裂缝检测和分析中的应用方法 | |
JP2018181235A (ja) | 報告書作成装置、風力発電設備点検システム、プログラム、及び風力発電設備の点検報告書の作成方法 | |
CN111457848B (zh) | 通过相邻监测点间坐标变化而测定位移量的方法及*** | |
JP2007277813A (ja) | 三次元レーザスキャナを用いた建築計画変更方法および建築計画変更装置 | |
RU2454627C1 (ru) | Устройство для изучения геометрических несовершенств резервуаров муаровым методом | |
CN110186383B (zh) | 基于目标点仰角变化的单目相机挠度测量方法 | |
CN105302961A (zh) | 一种基于三维摄影技术的合拢管现场测量方法 | |
JP6752407B2 (ja) | 構造物検査装置 | |
WO2022078440A1 (zh) | 一种包含运动物体的空间占用率采集判断设备及方法 | |
CN108895992A (zh) | 一种用于混凝土裂缝断裂面粗糙度的激光扫描装置及使用方法 | |
CN107796718A (zh) | 布氏硬度测量***及方法 | |
JP2001524211A (ja) | レーザーを用いた3次元物体計測システム | |
CN114279324A (zh) | 一种预制构件外观质量全方位智能检测方法 | |
CN1282508C (zh) | 平直度自动测量方法及装置 | |
CN106872486A (zh) | 一种大体积清水混凝土墙表面缺陷检测方法 | |
Wang et al. | Fine detection technology of rock mass structure based on borehole acousto-optic combined measurement | |
CN104822026A (zh) | 用于核电站安全壳缺陷检测的相机姿态控制方法及装置 | |
CN116182802B (zh) | 一种基于三维扫描技术的人工岛护面块体检测方法及*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150112 |