用于pvc管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，包括固定安裝在底座上的固定支架、設(shè)置在固定支架中心通孔內(nèi)的探頭保持架、開設(shè)在所述探頭保持架中心部位且供PVC管穿過(guò)的通孔及淋水裝置，布置在探頭保持架上的探頭組和自開合裝置。利用收發(fā)一體式超聲波傳感器在線檢測(cè)PVC管，并實(shí)時(shí)接收PVC管的回波信號(hào)，然后將回波信號(hào)進(jìn)行處理，進(jìn)而能直觀地得到PVC管的外徑、壁厚以及不圓度三個(gè)方面的測(cè)量數(shù)據(jù)，檢測(cè)可靠、效率高，實(shí)現(xiàn)PVC管外徑、壁厚以及不圓度三個(gè)方面的加工尺寸在線測(cè)量；并及時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋至總控中心，以便于進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，從而保證質(zhì)量、減少浪費(fèi)。
【專利說(shuō)明】
用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及管材在線檢測(cè)設(shè)備及方法，具體涉及一種用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系 統(tǒng)及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前PVC管已經(jīng)遍布于各行各業(yè)，其防腐性能良好，能夠耐大部分酸堿，而且在某 些領(lǐng)域還可以替代鋼管，具有很好的發(fā)展前景。隨之而來(lái)的卻是生產(chǎn)質(zhì)量不過(guò)關(guān)，缺少有效 地在線閉環(huán)檢測(cè)方法，帶來(lái)的是更多原材料的浪費(fèi)。
[0003] 中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)（申請(qǐng)公布號(hào)0價(jià)03817908六、申請(qǐng)【公開日】2014.05.28)公開了一 種PVC管材彎曲度不合格產(chǎn)品在線監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法。包括翻轉(zhuǎn)架，控制翻轉(zhuǎn)架運(yùn)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)氣 缸和用于放置測(cè)后管材的翻料架，還包括設(shè)于翻轉(zhuǎn)架上的升降機(jī)構(gòu)，用于檢測(cè)翻轉(zhuǎn)架是否 接收管材并控制升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的第一距離檢測(cè)開關(guān)，控制翻轉(zhuǎn)氣缸運(yùn)動(dòng)的第二距離檢測(cè)開 關(guān)，第二距離檢測(cè)開關(guān)設(shè)于待測(cè)管材中心位置正上方。通過(guò)檢測(cè)管材中心的距離判斷管材 是否合格，將合格管材與不合格管材進(jìn)行分類，該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，設(shè)備改造投入少。但 是只能檢測(cè)一個(gè)方面的數(shù)據(jù)，而現(xiàn)實(shí)中影響PVC管質(zhì)量包含多個(gè)方面。而PVC管主要采用將 原材料高溫融化后擠出成型的加工方式，受到溫度及擠壓力的大小、定型套的精度大小等 因素影響，PVC管在外徑、壁厚以及不圓度三個(gè)方面的加工尺寸精度會(huì)有所下降。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的就是在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種快速、準(zhǔn)確 且可靠性高的用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)，包括固定安裝在 底座上的固定支架、設(shè)置在固定支架中心通孔內(nèi)的探頭保持架、開設(shè)在所述探頭保持架中 心部位且供PVC管穿過(guò)的通孔及淋水裝置，且所述探頭保持架通孔的中心和所述固定支架 中心通孔的中心與PVC管橫截面同心圓的圓心重合；
[0006] 所述探頭保持架上至少布置有一組探頭組，每組探頭組包括兩對(duì)探頭組單元，每 對(duì)探頭組單元包括兩個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器，每組探頭組中四個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳 感器沿圓周方向均勻布置，且每對(duì)探頭組單元中兩個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器超聲波入射 方向連線與PVC管橫截面的直徑重合；
[0007] 所述探頭保持架上至少布置有一組自開合裝置，每組自開合裝置包括兩個(gè)自開合 單元，每個(gè)自開合單元包括固定在探頭保持架上的滑輪固定座、設(shè)置在所述滑輪固定座上 的第一彈簧及固定在所述第一彈簧端部的第二滑輪;所述每組自開合裝置中兩個(gè)自開合單 元的第二滑輪的中心軸線連線與PVC管橫截面的直徑重合，且每個(gè)第二滑輪端部通過(guò)第一 彈簧抵在PVC管的外周緣；
[0008] 所述淋水裝置包括水箱及通過(guò)管道與水箱相連的分流器，所述分流器的每個(gè)分流 支管延伸至收發(fā)一體式超聲波傳感器位置處，且每個(gè)分流支管的端部安裝有噴嘴。
[0009] 進(jìn)一步地，所述固定支架兩側(cè)均布置有至少兩個(gè)擱置PVC管的PVC管安裝支架，每 一側(cè)的PVC管安裝支架中至少一個(gè)PVC管安裝支架固定在所述底座的一邊，其余的PVC管安 裝支架固定在所述底座的另一邊;每個(gè)PVC管安裝支架包括固定在所述底座上的支腿及固 定在所述支腿上的第一滑輪，PVC管擱置在PVC管安裝支架的第一滑輪上。
[0010] 進(jìn)一步地，所述固定支架與所述探頭保持架之間至少設(shè)置有一組防碰撞裝置，每 組防碰撞裝置包括兩個(gè)第二彈簧，所述第二彈簧的一端固定在所述固定支架上，所述第二 彈簧的另一端固定在所述探頭保持架上，且每組防碰撞裝置的兩個(gè)第二彈簧的中心軸線連 線與PVC管橫截面的直徑重合。
[0011] 進(jìn)一步地，所述自開合裝置的組數(shù)與所述探頭組單元的對(duì)數(shù)相同，且所有收發(fā)一 體式超聲波傳感器與所有自開合單元交替布置。
[0012] 進(jìn)一步地，所述所有收發(fā)一體式超聲波傳感器與所述所有自開合單元交替且均勻 布置。
[0013] 進(jìn)一步地，所述固定支架與所述探頭保持架之間至少設(shè)置有兩組防碰撞裝置，且 所有第二彈簧沿PVC管外周緣均勻分布。
[0014] 進(jìn)一步地，所述底座為框架式底座，所述淋水裝置的水箱設(shè)置在框架式底座上框 架的正下方，且所述上框架與所述水箱相通。
[0015] -種如上述所述用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，該檢測(cè)方法采用的是 以水作為耦合劑的超聲波檢測(cè)技術(shù)，被擠出后的PVC管通過(guò)PVC管安裝支架上的第一滑輪沿 著PVC管的軸向進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)，淋水裝置不斷地給PVC管供水；
[0016] 每組探頭組中每一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器激勵(lì)超聲波時(shí)均接收PVC管內(nèi)表面 反射回波且接收反射回波的時(shí)間為tdPPVC管外表面反射回波且接收反射回波的時(shí)間為t 2; 根據(jù)超聲波的脈沖反射原理來(lái)測(cè)量公式得到：
[0017] PVC 管厚度：
[0018] pvc 管外徑:D測(cè)=L_tici
[0019 ] PVC管不圓度:0測(cè)=(I Diil-D· I /D) X 100 %
[0020] 通常，PVC管厚度合格范圍EST測(cè)彡E+0.3mm、PVC管外徑合格范圍D彡Dii彡D+0.3_、 PVC管不圓度合格范圍0測(cè)應(yīng)不大于0.024D;
[0021] 其中：L為每對(duì)探頭組單元中兩個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器之間的距離、c2為超聲 波在PVC管內(nèi)的傳播速度、C1為超聲波在水中的傳播速度、D為公稱直徑、D測(cè)1為每組探頭組中 一對(duì)探頭組單元測(cè)得的PVC管一個(gè)橫截面的外徑、為每組探頭組中另一對(duì)探頭組單元測(cè) 得與D?同一橫截面不同方向的外徑；
[0022] 所有收發(fā)一體式超聲波傳感器測(cè)得的壁厚求和后取平均值則為PVC管該橫截面的 厚度，每對(duì)探頭組單元測(cè)得的外徑求和后取平均值則為PVC管該橫截面的外徑。
[0023] 進(jìn)一步地，所述探頭保持架通孔的中心與PVC管橫截面同心圓圓心發(fā)生偏移時(shí)，采 用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行修正，測(cè)量出每組探頭組中一對(duì)探頭組單元偏移前收發(fā)一體式超聲波傳感 器與偏移后收發(fā)一體式超聲波傳感器之間的偏移距離Si、另一對(duì)探頭組單元中偏移前收發(fā) 一體式超聲波傳感器與偏移后收發(fā)一體式超聲波傳感器之間的偏移距離S2,根據(jù)超聲波的 脈沖反射原理來(lái)測(cè)量公式得到:偏移距離&對(duì)應(yīng)的一對(duì)探頭組單元測(cè)得PVC管的壁厚為T?、 偏移距離&對(duì)應(yīng)的另一對(duì)探頭組單一測(cè)得PVC管的壁厚為Ti?，得到修正后的方程組：
[0025] 解方程組，得到修正后PVC管外壁半徑R、修正后PVC管內(nèi)壁半徑r，修正后PVC管壁 厚T = R-r〇
[0026] 進(jìn)一步地，所述偏移距離SjPS2的測(cè)量方法如下：
[0027] 1)設(shè)定每組探頭組中收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面的標(biāo)準(zhǔn)距離:將標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)格PVC管放入檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，使標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格PVC管橫截面同心圓的圓心與探頭保 持架通孔的中心重合;每一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器激勵(lì)超聲波時(shí)接收PVC管外表面反 射回波且接收反射回波時(shí)間為!^，根據(jù)超聲波的脈沖反射原理可得到，每組探頭組中兩對(duì) 探頭組單元的收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面距離相等均為卩 1= 1/2C1X Ti;
[0028] 2)將相同規(guī)格待檢測(cè)的PVC管放入檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，探頭保持架通孔的中 心與相同規(guī)格待檢測(cè)的PVC管橫截面同心圓圓心發(fā)生偏移;探頭組中一對(duì)探頭組單元的一 個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器激勵(lì)超聲波時(shí)接收PVC管外表面反射回波且接收反射回波時(shí)間 為1~ 2，探頭組中另一對(duì)探頭組單元的一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器激勵(lì)超聲波時(shí)接收PVC 管外表面反射回波且接收反射回波時(shí)間為τ 3,根據(jù)超聲波的脈沖反射原理可得到，一對(duì)探 頭組單元的一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面距離相等均為p 2 = 1/2C1 X Τ2，另 一對(duì)探頭組單元的一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面距離相等均為p3= 1/2C1X TsAPSi: iPi-PsI，S2= iPi-P^ ;
[0029] 其中ci為超聲波在水中傳播速度。
[0030] 本發(fā)明的有益效果在于:利用收發(fā)一體式超聲波傳感器在線檢測(cè)PVC管，并實(shí)時(shí)接 收PVC管的回波信號(hào)，然后將回波信號(hào)進(jìn)行處理，進(jìn)而能直觀地得到PVC管的外徑、壁厚以及 不圓度三個(gè)方面的測(cè)量數(shù)據(jù)，檢測(cè)可靠、效率高，實(shí)現(xiàn)PVC管外徑、壁厚以及不圓度三個(gè)方面 的加工尺寸在線測(cè)量;并及時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋至總控中心，以便于進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，從而保證 質(zhì)量、減少浪費(fèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為本發(fā)明用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)立體示意圖；
[0032]圖2為圖1中部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明收發(fā)一體式超聲波傳感器測(cè)量PVC管尺寸原理示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明檢測(cè)方法的修正原理示意圖。
[0035]圖中：PVC管1、底座2、水箱3、第一滑輪4、支腿5、分流器6、分流支管7、管道8、固定 支架9、探頭保持架10、收發(fā)一體式超聲波傳感器11、傳感器固定座12、滑輪固定座13、第一 彈簧14、第二彈簧15、第二滑輪16、上框架17。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0037]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合圖1和圖2所示，包括固定安裝 在底座2上的固定支架9、設(shè)置在固定支架9中心通孔內(nèi)的探頭保持架10、開設(shè)在探頭保持架 10中心部位且供PVC管1穿過(guò)的通孔及淋水裝置，且探頭保持架10通孔的中心和固定支架9 中心通孔的中心與PVC管1橫截面同心圓的圓心三者重合。
[0038] 其中：探頭保持架10上至少布置有一組探頭組，每組探頭組包括兩對(duì)探頭組單元， 每對(duì)探頭組單元包括兩個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器11，每組探頭組中四個(gè)收發(fā)一體式超聲 波傳感器11沿圓周方向通過(guò)傳感器固定座12均勻（形成環(huán)形陣列形式）固定在探頭保持架 10上，每對(duì)探頭組單元中兩個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器11超聲波入射方向連線與PVC管1橫 截面的直徑重合，保證收發(fā)一體式超聲波傳感器始終沿變壁厚工件的厚度方向發(fā)射超聲 波，且與PVC管1外壁之間的距離為3~5mm;該收發(fā)一體式超聲波傳感器11用于沿PVC管厚度 方向發(fā)射測(cè)厚用超聲波，并接收收發(fā)一體式超聲波傳感器表面的反射回波、PVC管的內(nèi)表面 反射回波及PVC管的外表面反射回波;實(shí)際使用過(guò)程中，根據(jù)PVC管的外徑大小，在圓周方向 布置1~2組探頭組（即4個(gè)或8個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器，且要保證每組探頭組中四個(gè)收 發(fā)一體式超聲波傳感器圓周均勻布置）；
[0039] 探頭保持架10上至少布置有一組自開合裝置，每組自開合裝置包括兩個(gè)自開合單 元，每個(gè)自開合單元包括固定在探頭保持架10上的滑輪固定座13、設(shè)置在滑輪固定座13上 的第一彈簧14及固定在第一彈簧14端部的第二滑輪16;每組自開合裝置中兩個(gè)自開合單元 的第二滑輪16的中心軸線連線與PVC管1橫截面的直徑重合，且每個(gè)第二滑輪16端部通過(guò)第 一彈簧14抵在PVC管1的外周緣，通過(guò)第一彈簧14的伸縮，可實(shí)現(xiàn)第二滑輪16與PVC管1的自 動(dòng)開合，保證PVC管檢測(cè)的平穩(wěn)性和可靠性，也可起到避免PVC管成型過(guò)程中可能出現(xiàn)的過(guò) 度彎曲而引起PVC管與探頭保持架之間的碰撞;為了更好的保證PVC管在檢測(cè)過(guò)程中周向平 衡性，本實(shí)施例中探頭組單元的對(duì)數(shù)與自開合裝置的組數(shù)相同，且所有收發(fā)一體式超聲波 傳感器與所有自開合單元交替均勻布置；
[0040] 固定支架9與探頭保持架10之間至少設(shè)置有一組防碰撞裝置，每組防碰撞裝置包 括兩個(gè)第二彈簧15,第二彈簧15的一端固定在固定支架9上，第二彈簧15的另一端固定在探 頭保持架10上，且每組防碰撞裝置的兩個(gè)第二彈簧15的中心軸線連線與PVC管1橫截面的直 徑重合，通過(guò)第二彈簧15的伸縮，既可以避免固定支架與探頭保持架之間的碰撞，又可以實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)浮動(dòng)跟蹤檢測(cè);為了更好的保證PVC管在檢測(cè)過(guò)程中周向平衡性而不發(fā)生碰撞，固定 支架9與探頭保持架10之間至少設(shè)置有兩組防碰撞裝置，且所有第二彈簧15沿PVC管1外周 緣均勻分布；
[0041] 固定支架9兩側(cè)均布置有至少兩個(gè)擱置PVC管的PVC管安裝支架，每一側(cè)的PVC管安 裝支架中至少一個(gè)PVC管安裝支架固定在底座的一邊，其余的PVC管安裝支架固定在底座的 另一邊，用于PVC管1的周向定位;每個(gè)PVC管安裝支架包括固定在底座2上的支腿5及固定在 支腿5上的第一滑輪4，PVC管1擱置在PVC管安裝支架的第一滑輪4上，保證PVC管1沿軸向順 利移動(dòng);根據(jù)PVC管的長(zhǎng)度，每一側(cè)的每一邊可以設(shè)置1~3個(gè)PVC管，避免因?yàn)镻VC管過(guò)長(zhǎng)造 成PVC管軸向移動(dòng)時(shí)的晃動(dòng)；
[0042] 淋水裝置包括水箱3及通過(guò)管道8與水箱3相連的分流器6,分流器6的每個(gè)分流支 管7延伸至收發(fā)一體式超聲波傳感器11位置處，且每個(gè)分流支管7的端部安裝有噴嘴;通過(guò) 水栗持續(xù)不斷地提供水，利用分流器、噴嘴將水輸送至收發(fā)一體式超聲波傳感器適當(dāng)?shù)奈?置處，作為超聲波檢測(cè)使用的耦合劑即傳聲介質(zhì)；
[0043] 底座2采用的是框架式底座2,淋水裝置的水箱3設(shè)置在框架式底座2上框架17的正 下方，且上框架17與水箱3相通，使得水箱既提供水也收集水，形成循環(huán)式淋水裝置。
[0044] 本發(fā)明以超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)為核心，超聲波技術(shù)是一種具有較強(qiáng)穿透力的檢測(cè) 方法，無(wú)需對(duì)PVC管進(jìn)行預(yù)處理，就能在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，且檢測(cè)可靠、效率高；能實(shí)現(xiàn)PVC管外 徑、壁厚以及不圓度三個(gè)方面的加工尺寸在線測(cè)量，并及時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋至總控中心，以 便于進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，從而保證質(zhì)量、減少浪費(fèi)。
[0045] 本實(shí)施例中如圖2所示，探頭保持架10上布置有一組探頭組和兩組自開合裝置，四 個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器11和四個(gè)自開合單元沿圓周方向均勻且交替布置，同時(shí)，每對(duì) 探頭組單元中兩個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器11超聲波入射方向連線與PVC管1橫截面的直 徑重合，每組自開合裝置中兩個(gè)自開合單元的第二滑輪16的中心軸線連線與PVC管1橫截面 的直徑重合；另外，固定支架9與探頭保持架10之間設(shè)置有兩組防碰撞裝置，四個(gè)第二彈簧 15沿PVC管1外周緣均勻分布。
[0046] 下面詳細(xì)闡述上述用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，該檢測(cè)方法采用的 是以水作為耦合劑的超聲波檢測(cè)技術(shù)，被擠出后的PVC管通過(guò)PVC管安裝支架上的第一滑輪 沿著PVC管的軸向進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)，淋水裝置不斷地給PVC管供水；
[0047] -組探頭組中每對(duì)探頭組單元的每一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器激勵(lì)超聲波時(shí) 均接收PVC管內(nèi)表面反射回波且接收反射回波的時(shí)間為tjPPVC管外表面反射回波且接收 反射回波的時(shí)間為t2,如圖3所示，根據(jù)超聲波的脈沖反射原理來(lái)測(cè)量公式得到：
[0048] PVC 管厚度：
[0049] pvc 管外徑:D測(cè)=L_tici
[0050] pvc管不圓度:0測(cè)=(| D測(cè)i-D· | /D) X 100 %
[0051 ] 通常，PVC管厚度合格范圍EST測(cè)彡E+0.3mm、PVC管外徑合格范圍D彡1>測(cè)彡D+0.3_、 PVC管不圓度合格范圍0測(cè)應(yīng)不大于0.024D;其中：L為每對(duì)探頭組單元中兩個(gè)收發(fā)一體式超 聲波傳感器之間的距離、C2為超聲波在PVC管內(nèi)的傳播速度、C1為超聲波在水中的傳播速度、 D為公稱直徑、D;?為每組探頭組中一對(duì)探頭組單元測(cè)得的PVC管一個(gè)橫截面的外徑、D?為每 組探頭組中另一對(duì)探頭組單元測(cè)得與D?同一橫截面不同方向的外徑；
[0052] 四個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器測(cè)得的壁厚求和后取平均值則為PVC管該橫截面的 厚度，兩對(duì)探頭組單元測(cè)得的外徑求和后取平均值則為PVC管該橫截面的外徑。
[0053] 若探頭組采用兩組，則PVC管該橫截面的厚度為八個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器測(cè) 得的壁厚求和后取平均值，PVC管該橫截面的外徑為四對(duì)探頭組單元測(cè)得的外徑求和后取 平均值，測(cè)得的兩個(gè)PVC管不圓度的值有至少一個(gè)0測(cè)大于0.024D，則PVC管該橫截面不圓。
[0054] 如圖4所示，若探頭保持架通孔的中心與PVC管橫截面同心圓圓心發(fā)生偏移時(shí)，此 時(shí)探頭組所測(cè)得的壁厚值就不是PVC管的真實(shí)值，影響整個(gè)擠出尺寸的測(cè)量。基于這種情 況，本發(fā)明采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行修正，測(cè)量出每組探頭組中一對(duì)探頭組單元偏移前收發(fā)一體 式超聲波傳感器與偏移后收發(fā)一體式超聲波傳感器之間的偏移距離Si、另一對(duì)探頭組單元 中偏移前收發(fā)一體式超聲波傳感器與偏移后收發(fā)一體式超聲波傳感器之間的偏移距離S2， 根據(jù)超聲波的脈沖反射原理來(lái)測(cè)量公式得到：偏移距離Si對(duì)應(yīng)的一對(duì)探頭組單元測(cè)得PVC 管的壁厚為T;?、偏移距離&對(duì)應(yīng)的另一對(duì)探頭組單一測(cè)得PVC管的壁厚為T測(cè)2,運(yùn)用勾股定 理，由ΛΑΟΜ和ΛΒΟΝ得到修正后的方程組：
[0056] 解方程組，得到修正后PVC管外壁半徑R、修正后PVC管內(nèi)壁半徑r，修正后PVC管壁 厚T = R-r〇
[0057] 其中偏移距離SjPS2的測(cè)量方法如下：
[0058] 1)設(shè)定每組探頭組中收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面的標(biāo)準(zhǔn)距離:將標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)格PVC管放入檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，使標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格PVC管橫截面同心圓的圓心與探頭保 持架10通孔的中心重合;每一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器激勵(lì)超聲波時(shí)接收PVC管外表面 反射回波且接收反射回波時(shí)間為Ti，根據(jù)超聲波的脈沖反射原理可得到，每組探頭組中兩 對(duì)探頭組單元的收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面距離相等均為卩 1= 1/2C1X Ti; [0059] 2)將相同規(guī)格待檢測(cè)的PVC管放入檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，探頭保持架通孔的中 心與相同規(guī)格待檢測(cè)的PVC管橫截面同心圓圓心發(fā)生偏移;探頭組中一對(duì)探頭組單元的一 個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器激勵(lì)超聲波時(shí)接收PVC管外表面反射回波且接收反射回波時(shí)間 為1~2，探頭組中另一對(duì)探頭組單元的一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器激勵(lì)超聲波時(shí)接收PVC 管外表面反射回波且接收反射回波時(shí)間為τ 3,根據(jù)超聲波的脈沖反射原理可得到，一對(duì)探 頭組單元的一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面距離相等均為p 2 = 1/2C1X Τ2，另 一對(duì)探頭組單元的一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面距離相等均為p3= 1/2C1X TsAPSi: iPi-PsI，S2= iPi-P^ ;
[0000]其中Cl為超聲波在水中傳播速度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括固定安裝在底座(2)上的固定 支架(9 )、設(shè)置在固定支架(9)中屯、通孔內(nèi)的探頭保持架（10 )、開設(shè)在所述探頭保持架(9)中 屯、部位且供PVC管（1)穿過(guò)的通孔及淋水裝置，且所述探頭保持架（10)通孔的中屯、和所述固 定支架(9)中屯、通孔的中屯、與PVC管（1)橫截面同屯、圓的圓屯、重合； 所述探頭保持架（10)上至少布置有一組探頭組，每組探頭組包括兩對(duì)探頭組單元，每 對(duì)探頭組單元包括兩個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器(11)，每組探頭組中四個(gè)收發(fā)一體式超聲 波傳感器（11)沿圓周方向均勻布置，且每對(duì)探頭組單元中兩個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器 (11)超聲波入射方向連線與PVC管（1)橫截面的直徑重合； 所述探頭保持架（10)上至少布置有一組自開合裝置，每組自開合裝置包括兩個(gè)自開合 單元，每個(gè)自開合單元包括固定在探頭保持架（10)上的滑輪固定座（13)、設(shè)置在所述滑輪 固定座（13)上的第一彈黃(14)及固定在所述第一彈黃（14)端部的第二滑輪（16);所述每組 自開合裝置中兩個(gè)自開合單元的第二滑輪（16)的中屯、軸線連線與PVC管（1)橫截面的直徑 重合，且每個(gè)第二滑輪(16)端部通過(guò)第一彈黃(14)抵在PVC管（1)的外周緣； 所述淋水裝置包括水箱（3)及通過(guò)管道（8)與水箱（3)相連的分流器（6)，所述分流器 (6)的每個(gè)分流支管(7)延伸至收發(fā)一體式超聲波傳感器（11)位置處，且每個(gè)分流支管(7) 的端部安裝有噴嘴。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述固定支架(9) 兩側(cè)均布置有至少兩個(gè)擱置PVC管（1)的PVC管安裝支架，每一側(cè)的PVC管安裝支架中至少一 個(gè)PVC管安裝支架固定在所述底座(2)的一邊，其余的PVC管安裝支架固定在所述底座(2)的 另一邊;每個(gè)PVC管安裝支架包括固定在所述底座(2)上的支腿巧)及固定在所述支腿巧)上 的第一滑輪(4)，PVC管（1)擱置在PVC管安裝支架的第一滑輪(4)上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述固定支架(9) 與所述探頭保持架（10)之間至少設(shè)置有一組防碰撞裝置，每組防碰撞裝置包括兩個(gè)第二彈 黃(15)，所述第二彈黃(15)的一端固定在所述固定支架(9)上，所述第二彈黃(15)的另一端 固定在所述探頭保持架（10)上，且每組防碰撞裝置的兩個(gè)第二彈黃（15)的中屯、軸線連線與 PVC管（1)橫截面的直徑重合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述自開 合裝置的組數(shù)與所述探頭組單元的對(duì)數(shù)相同，且所有收發(fā)一體式超聲波傳感器(11)與所有 自開合單元交替布置。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述所有收發(fā)一 體式超聲波傳感器(11)與所述所有自開合單元交替且均勻布置。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述固定 支架(9)與所述探頭保持架（10)之間至少設(shè)置有兩組防碰撞裝置，且所有第二彈黃（15)沿 PVC管（1)外周緣均勻分布。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述底座 (2)為框架式底座（2)，所述淋水裝置的水箱(3)設(shè)置在框架式底座（2)上框架（17)的正下 方，且所述上框架（17)與所述水箱(3)相通。8. -種如權(quán)利要求1所述用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，該檢測(cè)方法采用的 是W水作為禪合劑的超聲波檢測(cè)技術(shù)，其特征在于:被擠出后的PVC管（1)通過(guò)PVC管安裝支 架上的第一滑輪(4)沿著PVC管的軸向進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)，淋水裝置不斷地給PVC管供水； 每組探頭組中每一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器（11)激勵(lì)超聲波時(shí)均接收PVC管內(nèi)表面 反射回波且接收反射回波的時(shí)間為ti和PVC管外表面反射回波且接收反射回波的時(shí)間為t2; 根據(jù)超聲波的脈沖反射原理來(lái)測(cè)量公式得到： PVC管厚度：PVC管外徑:D測(cè)=1C1 PVC管不圓度:0測(cè)=(I D?-Dii21 /D) X 100 % 其中：L為每對(duì)探頭組單元中兩個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器之間的距離、C2為超聲波在 PVC管內(nèi)的傳播速度、C1為超聲波在水中的傳播速度、D為公稱直徑、0測(cè)1為每組探頭組中一對(duì) 探頭組單元測(cè)得的PVC管一個(gè)橫截面的外徑、0測(cè)2為每組探頭組中另一對(duì)探頭組單元測(cè)得與 頓肚同一橫截面不同方向的外徑； 所有收發(fā)一體式超聲波傳感器測(cè)得的壁厚求和后取平均值則為PVC管該橫截面的厚 度，每對(duì)探頭組單元測(cè)得的外徑求和后取平均值則為PVC管該橫截面的外徑。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于:所述 探頭保持架通孔的中屯、與PVC管橫截面同屯、圓圓屯、發(fā)生偏移時(shí)，采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行修正，測(cè) 量出每組探頭組中一對(duì)探頭組單元偏移前收發(fā)一體式超聲波傳感器與偏移后收發(fā)一體式 超聲波傳感器之間的偏移距離Si、另一對(duì)探頭組單元中偏移前收發(fā)一體式超聲波傳感器與 偏移后收發(fā)一體式超聲波傳感器之間的偏移距離S2,根據(jù)超聲波的脈沖反射原理來(lái)測(cè)量公 式得到:偏移距離Si對(duì)應(yīng)的一對(duì)探頭組單元測(cè)得PVC管的壁厚為Till、偏移距離S2對(duì)應(yīng)的另一 對(duì)探頭組單一測(cè)得PVC管的壁厚為Tii2,得到修正后的方程組：解方程組，得到修正后PVC管外壁半徑R、修正后PVC管內(nèi)壁半徑r，修正后PVC管壁厚T = 民-r。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于PVC管擠出尺寸檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于:所述 偏移距離Si和S2的測(cè)量方法如下： 1) 設(shè)定每組探頭組中收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面的標(biāo)準(zhǔn)距離:將標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 格PVC管放入檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，使標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格PVC管橫截面同屯、圓的圓屯、與探頭保持架 (10)通孔的中屯、重合;每一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器激勵(lì)超聲波時(shí)接收PVC管外表面反 射回波且接收反射回波時(shí)間為Ti，根據(jù)超聲波的脈沖反射原理可得到，每組探頭組中兩對(duì) 探頭組單元的收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面距離相等均為Pi= 1/2C1X Τι; 2) 將相同規(guī)格待檢測(cè)的PVC管放入檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，探頭保持架通孔的中屯、與 相同規(guī)格待檢測(cè)的PVC管橫截面同屯、圓圓屯、發(fā)生偏移;探頭組中一對(duì)探頭組單元的一個(gè)收 發(fā)一體式超聲波傳感器激勵(lì)超聲波時(shí)接收PVC管外表面反射回波且接收反射回波時(shí)間為 T2,探頭組中另一對(duì)探頭組單元的一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器激勵(lì)超聲波時(shí)接收PVC管 外表面反射回波且接收反射回波時(shí)間為T3,根據(jù)超聲波的脈沖反射原理可得到，一對(duì)探頭 組單元的一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面距離相等均為P2= 1/2C1 X Τ2，另一 對(duì)探頭組單元的一個(gè)收發(fā)一體式超聲波傳感器與PVC管外表面距離相等均為P3 = 1/2ciX T3,即 Sl= |P 廣 P3I，S2= |P 廣 P2I ; 其中Cl為超聲波在水中傳播速度。
【文檔編號(hào)】B29C47/92GK106079370SQ201610458704
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】涂君, 宋小春, 程義, 朱鄖濤, 吳蕭, 陳濤, 熊芝
【申請(qǐng)人】湖北工業(yè)大學(xué)