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椭圆度测量系统工作原理

对于椭圆度的测量可以利用直接或间接方法来测量。传统的测量方法如利用长度测量工具等，钢管短轴，测量工具本身存在误差，再加上读取测量结果的人为误差，所以在测量精度上存在着明显不足。本研究中在椭圆度测量臂上安装的对射传感器检测到钢管管端后，测量臂开始360°旋转，在旋转过程中，测量臂上的激光传感器进行相对位置数据的实时测量，每隔0.5°采集1次相对位置数据，将测量结果传输到数据采集单元中，由数据采集单元将结果传输至工控机中；两管端测量硬件和原理相同，测量臂旋转1圈，记录相对位置数据720次，工控机内测量软件将数据进行分析编写，得出椭圆度和周长数据值，并描绘出椭圆度测量图形。

钢管椭圆度测量仪功能如图2所示。图中工控机连接数据采集单元A和B，完成管径数据测试和记录；连接MES服务器，将测量结果实时上传至MES服务器中，钢管短轴检测仪，并将测量结果由服务器回传至称重测长记录输入功能界面；连接采控板A和B，完成测量臂的旋转和激光传感器触发数据采集等控制功能。

椭圆度定义

椭圆是一种圆锥曲线（也有人叫圆锥截线的），现在高中教材上有两种定义：

1、平面上到两点距离之和为定值的点的集合（该定值大于两点间距离）（这两个定点也称为椭圆的焦点，焦点之间的距离叫做焦距）；

2、平面上到定点距离与到定直线间距离之比为常数的点的集合（定点不在定直线上，该常数为小于1的正数）（该定点为椭圆的焦点，该直线称为椭圆的准线）。这两个定义是等价的

技术实现要素

本实用新型所提供的椭圆度检测仪，包括支架、一伸缩杆、第二伸缩杆、激光测距传感器和控制器；所述一伸缩杆和所述第二伸缩杆平行，且均可滑动地连接于所述支架上，钢管短轴检测设备，所述一伸缩杆的一端设有一卡轮，所述第二伸缩杆的一端设有第二卡轮，所述一卡轮和所述第二卡轮分别位于所述支架的两侧，钢管短轴检测系统，并贴紧钢管端部的外侧壁；所述激光测距传感器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述激光测距传感器与所述支架可旋转连接并位于所述钢管的内侧，其旋转轴线与所述一伸缩杆垂直。

使用时，将该椭圆度检测仪对准钢管的端部，根据钢管的管径滑动一伸缩杆和第二伸缩杆，一卡轮和第二卡轮夹紧于钢管的端部外侧壁，使得该椭圆度检测仪的位置固定，然后激光测距传感器旋转一周，即检测其与钢管内侧壁周向个点的距离，并将该检测结果传输至控制器内，控制器将对该检测结果进行计算，并分析得出钢管端部的周长、长短轴长度和椭圆度。其中，激光测距传感器、控制器根据检测结果进行计算以及激光测距传感器与控制器之间的连接对于本领域的技术人员来说是现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

通过激光距离探测器与控制器的配合使用下，可保证检测精度，同时，该椭圆度检测仪的结构简单、体积较小，整体重量约为5公斤左右，便于操作及携带。另外，该椭圆度检测仪在检测过程中较为稳定，使用调节方便，约10秒钟即可检测一个钢管的端部的椭圆度，可有效提高检测效率。

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