Установка для дистанционных групповых измерений геометрических параметров труб
Схема установки дистанционного измерения геометрических параметров труб, основанная на съемке контролируемой группы труб с помощью цифровой фотокамеры. Устранение искажений, возникающих при неперпендикулярном расположении камеры относительно стола.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.08.2018 |
| Размер файла | 298,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Самарский государственный аэрокосмический университет
УСТАНОВКА ДЛЯ ДИСТАНЦИОННЫХ ГРУППОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТРУБ
С.А. Борминский
И.Ю. Жиганов
На труборемонтных предприятиях возникает задача измерения геометрических параметров труб, таких как длина, диаметр и кривизна. Для решения поставленной задачи применяется оптический метод измерения, основным преимуществом которого является одновременное получение вышеперечисленных характеристик, а также быстродействие системы. Дополнительным преимуществом оптической системы также являются записываемые в базу данных фотографии замеров, что уменьшает вероятность умышленного действия персонала по искажению результата.
Установка предназначена для группового измерения нескольких труб, раскатанных в один слой по измерительному столу, при этом результатом измерения является значение длины, диаметра и кривизны для каждой трубы в отдельности. Установка протоколирует все полученные данные в базе данных. Структурная схема установки показана на рис. 1.
Над измерительным столом расположена фотокамера высокого разрешения со сверхширокоугольным объективом. Для работы в темное время суток сверху устанавливаются дополнительные источники освещения. Чтобы получить высокую точность и надежность измерения, потребовалось решить две основные задачи: распознавание труб по фотографии и математическая обработка. геометрический труба цифровой фотокамера
Распознавание труб на грязном фоне является сложнейшей задачей. Для обеспечения надёжного распознавания необходим контраст между фоном и трубами. Практика применения оптических систем показала, что обеспечить чистоту на большой площади стола затруднительно, поэтому авторы применили алгоритмы, начинающие распознавание с узкой контрастной черной полосы (см. рис. 2). Черная полоса представляет собой узкую стальную полосу, покрашенную черной краской, которая приваривается к конструкции стола. Содержание в чистоте полосы не представляет сложностей.
Алгоритм распознавания работает в два этапа. В ходе первого этапа программа анализирует сечение по черной полосе, что позволяет определить количество труб и их диаметр. Второй этап заключается в сканировании каждой трубы от черной полосы вправо и влево, в ходе чего определяются координаты концов трубы. Сканирование производится методом корреляции срезов с дополнительным анализом шумов. Анализ шумов необходим для устойчивой работы на грязных и ржавых трубах.
Рис. 1. Структурная схема установки
Математическая обработка результатов необходима для уменьшения влияния искажений (дисторсии) объектива и перспективных искажений, связанных с неточностью расположения камеры и неровностями стола.
Для устранения дисторсии используется формула:
где x, y - координаты объекта в пикселях на фотографии; xcor, ycor - координаты в пикселях после коррекции; a, b, c - коэффициенты дисторсии.
Коэффициенты дисторсии оптической системы определяются опытным путем для каждого конкретного объектива камеры и вносятся как константы в программу.
Рис. 2. Модель изображения, получаемая фотокамерой: A, B, C, D - реперные прямоугольники, П - контрастная черная полоса, Ш - стол из швеллеров
Для устранения перспективных искажений, а также автокалибровки в конструкцию стола внесены четыре реперных прямоугольника, расположенные на известных расстояниях AB, BC, CD, AD. На практике расстояния между реперами определяются после монтажа с помощью лазерной рулетки.
Программное обеспечение автоматически распознает реперы и выделяет их дальние от центра края (координаты в плоскости фотокадра Ax, Ay, Bx, By, Cx, Cy, Dx, Dy).
Решением нелинейной системы из восьми уравнений определяется расположение плоскости стола Px, Py, Pz относительно фотокамеры и фокусное расстояние фотоаппарата f.
Алгоритм трассировки труб определяет координаты трубы на фотокадре Gx, Gy и Hx, Hy. Используя ранее полученные параметры плоскости стола Px, Py, Pz и фокусное расстояние фотоаппарата f, определяем длину трубы:
Все измерения вместе с фотографией протоколируются в базу данных и впоследствии могут быть наглядно просмотрены. Предусмотрено также формирование отчета в таблицы Excel.
В расположенном над измерительным столом верхнем шкафу размещается фотооборудование и блок питания, обеспечивающий работу камеры. Обмен информацией с фотокамерой осуществляется по стандарту Ethernet, наиболее подходящему для передачи больших объемов данных на расстояния до 100 м. Основные функции по распознаванию, обработке и протоколированию выполняет компьютер, расположенный в шкафу оператора. Контроллер получает команды с клавиатуры пользователя и выполняет функции управления системой. Для увеличения срока службы ламп разработано устройство плавного включения (диммер), уменьшающее броски тока при постоянном включении/выключении ламп.
Для удобства и надежности шкаф оператора выполнен в корпусе терминала, при этом для работы в рукавицах используется клавиатура, состоящая из пяти крупных кнопок. Программное обеспечение установки не требует навыков работы с компьютерной техникой, поэтому установка может эксплуатироваться персоналом с любой подготовкой.
Установка автоматически присваивает номер каждой трубе (на экране это снизу вверх) и выдает длину каждой трубы, а также суммарную длину труб, находящихся на столе. Это удобно при наборе нефтяной подвески нужной длины. Печатается дата, время и номер измерения. Это практически полностью исключает субъективные факторы при учете труб.
Технические характеристики, полученные в результате работы, приведены в таблице.
Технические характеристики установки
|
Наименование |
Значение |
|
|
Область захвата камер, м, не менее |
12Ч6 |
|
|
Погрешность измерения длины, % |
< 0,02 |
|
|
Диапазон измеряемых длин, м |
4-12 |
|
|
Диаметр измеряемых труб, мм |
30-200 |
|
|
Скорость измерения набора раскатанных труб, сек |
не более 20 |
|
|
Количество одновременно присутствующих на столе труб, шт. |
1-50 |
|
|
Диапазон рабочих температур окружающей среды, °С |
-20 - +40 |
|
|
Срок службы, лет |
не менее 5 |
Разработка внедрена на заводе по ремонту труб в ОАО «Татнефть» на участке мойки и погрузки труб. Установка является уникальной в своем роде, повышает культуру труда, многократно повышает производительность измерительных операций, что обеспечивает достижение значительного экономического эффекта.
Библиографический список
1. Жиганов И.Ю. Бесконтактные устройства измерения геометрических параметров труб. - М: Вузовская книга, 2004. - 272 с.
Аннотация
В статье рассматривается структурная схема установки группового дистанционного измерения геометрических параметров труб, основанная на съемке контролируемой группы труб с помощью цифровой фотокамеры с последующей обработкой изображения по специальному разработанному авторами алгоритму. Сущность математической обработки состоит в устранении геометрических искажений объектива, а также перспективных искажений, возникающих при неперпендикулярном расположении камеры относительно рабочего стола. Применяемые методы позволили достичь относительной погрешности измерения длины 0,02%.
Ключевые слова: оптическое измерение, длина, трубы, распознавание, дисторсия, перспективные искажения.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общие сведения о трубах, их виды, размеры и особенности установки. Оборудование для производства современных труб водоснабжения и газоснабжения, основные материалы для их изготовления. Технология и установки для производства полиэтиленовых труб.
реферат [27,2 K], добавлен 08.04.2012Мировое и отечественное производство стальных труб. Тенденции на рынке горячекатаного проката. Виды труб для магистральных трубопроводов. Получение трубной стали контролируемой прокаткой. Служебные свойства трубных сталей и способы их повышения.
реферат [1,8 M], добавлен 13.12.2010Схема деформации металла на роликовых станах холодной прокатки труб, ее аналогичность холодной прокатке труб на валковых станах. Конструкция роликовых станов. Технологический процесс производства труб на станах холодной прокатки. Типы и размеры роликов.
реферат [2,8 M], добавлен 14.04.2015Виды и характеристики пластмассовых труб, обоснование выбора способа их соединения, принципы стыковки. Общие правила стыковой сварки пластиковых и полипропиленовых труб. Технология сварки враструб. Принципы и этапы монтажа полипропиленовых труб.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 09.01.2018Методы расчета скоростных режимов редуцирования. Возможности совершенствования скоростного режима редуцирования труб в условиях цеха Т-3 Кунгурский Завод. Оценка качества труб. Стандарты, используемые при изготовлении труб и перечень средств измерения.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 24.07.2010Технологические операции, используемые в процессе производства полимерных труб. Базовые марки полиэтилена и полипропилена, рецептуры добавок, печатных красок, лаков для производства полимерных труб. Типы труб и их размеры. Основные формы горлышка трубы.
контрольная работа [71,3 K], добавлен 09.10.2010Конструктивное оформление конвективных рекуператоров. Факторы, влияющие на их прочность и долговечность. Способы компенсации температурных расширений рекуператорных труб. Расчет количества тепла, коэффициента теплопередачи и длины труб в теплообменнике.
курсовая работа [104,1 K], добавлен 21.01.2014Характеристика технології виробництва труб на стані ХПТ-55. Розрахунок маршруту прокатки труб 38х4 мм. Визначення калібровки робочого інструменту та енергосилових параметрів. Використання криволінійної оправки при прокатці труб 38х4 мм із сталі 08Х18Н10Т.
курсовая работа [473,3 K], добавлен 06.06.2014Понятие неразъемных соединений водопроводных труб. Особенности сварки труб встык или враструб. Специфика соединения склеиванием, используемые материалы и последовательность процесса. Преимущества данного метода соединения по сравнению со сваркой.
презентация [1,1 M], добавлен 21.04.2014Термопласты, применяемыми в производстве труб. Прочностные характеристики труб из полиэтилена. Формование и калибрование заготовки трубы. Технические требования, предъявляемые к трубным маркам полиэтилена и напорным трубам, методы контроля качества.
курсовая работа [923,0 K], добавлен 20.10.2011Разработка технологии производства круглых электросварных прямошовных труб. Сортамент выпускаемой станом продукции. Техническая характеристика трубоэлектросварочного агрегата. Расчет калибровки валков, параметров калибровочного стана, турголовок.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 08.06.2019Прочность полиэтилена при сложном напряженном состоянии. Механический расчет напорных полиэтиленовых труб на прочность, применяемых в системах водоснабжения. Программное обеспечение для расчета цилиндрических труб. Расчет тонкостных конструкций.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.08.2012Вивчення асортименту вуглецевих труб ХПТ-55 і розробка технології холодного плющення. Деформація металу і розрахунок маршруту плющення при виробництві труб. Розрахунок калібрування робочого інструменту і продуктивності устаткування при виробництві труб.
курсовая работа [926,5 K], добавлен 26.03.2014Описание производственного процесса изготовления полиэтиленовых газопроводных труб. Технологическая характеристика основного технологического оборудования. Характеристика исходного сырья и вспомогательных материалов, используемых при производстве труб.
дипломная работа [381,1 K], добавлен 20.08.2009Особенности изготовления тонкостенных труб. Состав оборудования стана. Расчет калибровки и энергосиловых параметров. Назначение детали в узле, анализ ее технологичности. Трудоемкость изготовления конструкции. Защита производства в чрезвычайных ситуациях.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 26.10.2014Требования к качеству материалов труб для газопроводов. Определение параметров трещиностойкости основного металла. Исследование механических свойств металла трубы опытной партии после полигонных пневмоиспытаний. Протяжённые вязкие разрушения газопроводов.
дипломная работа [4,7 M], добавлен 24.01.2013Применение и классификация стальных труб. Характеристика трубной продукции из различных марок стали, стандарты качества стали при ее изготовлении. Методы защиты металлических труб от коррозии. Состав и применение углеродистой и легированной стали.
реферат [18,7 K], добавлен 05.05.2009Полипропилен — химическое соединение, специально синтезированное для применения в сфере сантехники. Преимущества применения полипропиленовых труб. Этапы монтажа трубопровода. Перечень инструментов и приспособлений для монтажа. Способы крепления труб.
контрольная работа [152,7 K], добавлен 29.01.2013Оценка склонности стали к образованию холодных трещин. Входной контроль и подготовка труб к сборке. Раскладка труб и сборка стыков. Соединение секций труб в нитку. Технология автоматической сварки в среде защитных газов. Очистка полости и гидроиспытание.
курсовая работа [577,3 K], добавлен 29.03.2015Природа прихватов колонн бурильных и обсадных труб. Факторы, влияющие на возникновение прихватов колонны труб. Определение верхней границы глубины прихвата. Схема действующих сил при прихвате колонн труб. Специфика основных методов ликвидации прихватов.
реферат [264,5 K], добавлен 19.02.2015
