无缝钢管壁厚检测及计算机数据处理系统.pdf

检测技术
无缝钢管壁厚检测及计算机数据处理系统
魏鹏,赵俊霞,孙振佼
(安阳铁集闭有限责任公司,河南安阳455004)
摘要:介绍了一种较实用的电子测试技术。该技术运用电阻应変式传感器测量无缝钢管的尺寸,并对数据
进行采集、分析、处理,能及时有效地掌握各工序质量信息,技术简便易行,精度高
关键词:无缝管;壁厚检测;传感器:应变片;放大器;A/D转换:计算机分析
中图分类号:TP212文献标识码:B文章编号:1001-2311(2002)01-0040-03
Measuring and Computerized Data Processing System
for W. T, of Seamless Steel Tubes
Wei Peng, Zhao Junxia, Sun Zhenjiao
(Anyang I &S Group Corp, Ltd, Anyang 455004, China
Abstract: Introduced here in Ihe article is a practical eleclronic measuring technique involving dimensionally mea
suring of seamless steel tubes with a resistance strain sensor and computerized data acquisition and processing. The said
technique is casy -to-use and capable of providing high mcasurement accuracy to ensure timely tracing of quality infor
malion of cach individual operalion sleps
Key words: Seamless steel lube; W. T. measurement; Sensor: Foil gauge: Amplifier; A/D) conversion; Com-
pulcrizcd analysis
0前言
少、使用维护简便、通用性强的一种较好的方法,
在无缝钢管生产中,无论采用何种成型工.其检测系统组成如图1所示。
艺,均会造成一定程度的外径波动及壁厚不均,1.1传感器
而钢管的壁厚精度又是衡量产品质量的重要因素
能够用于检测材料厚度的传感器很多,如电阻
之一,因此在企业视质量为生命的今天,对于钢管式、电容式、电感式等传感器。通过分析比较,我
産厚的检测及分析则成为厂家严把质量关的主要们选择了电阻应变式传感器,其结构如图2所示。
手段。传统的检测方法精度低、速度慢,且工作弹性元件(测量端)为一悬暫梁,在其上、下表面各
量大,易产生较大误差,已成为质量保证体系中粘贴1枚应变片(R,R2)并组成半桥,以提高灵敏
的“瓶颈”向题:而自动(或半自动)检测,并度及进行温度补偿,减小測量误差。为扩大测量范
利用计算机进行数据分析处理,可保证检测精围,应选用弹性较好的弹夤钢。另一测量端用较厚
度,提高工作效率,降低劳动强度。
的材料制成,保持有一定的刚度。在右端用适当厚
度的垫块将炳测量端固定在一起,通过调整垫块的
1检测系统的组成
厚度,可保证在不同测量区域内传感器的输出为线
钢管壁厚的测定有多种方法,如γ射线测性
厚、反射式测量等。传感器测量法是其中投资1.2放大器
可采用任何形式的交流放大器。在试验研究过
魏鹏(1973-),男,江苏兴化人,讲师,主要从
程中,我们采用了YD-21型动态电阻应变仪,以其
事钢专业方面的研究。
数字显示直接读出数据,可视性较好。工作时,被
emic Journal Electronic Publishing House. All rights reserv
STEEL PIPE Feb 2002. Vol 31. No
钢Y222)第3
31卷第1期
检测技术
測钢管使悬梁产生弯曲变形,由此引起也阻应变
片的阻值发生变化,电桥有一电压信号输出,经
传感器
放
大器
放大器放大后,一方面进行数据显示,另一方面
转换
数据采集
数据分析处理
输入到A/D)转换板,进行数据采集。表1为利用
塞尺,测量管壁厚度范围为4.69~7.14mm时,
数字显小
实际厚度与显示数据之间的对照关系
1检测系统组成示意
R
R
弹性元件(测量端)2一垫块3一測量端4一被测钢管
图2传感器结构及线路示意
表1实际厚度与显示数据之间的对照关系
实际厚度/mm
显示数据
372
380
383
393
计算厚度/mm
4.72
4.72
4.75
4.77
4.80
4.84
4.90
实际厚度/mm4.94
4.99
5.04
5.1-4
5.34
5.44
5.54
显示数据
397
403
418
428
437
计算厚度/mm4.94
4.99
5.03
5.14
5.33
5.45
5.56
实际厚度/mm5.64
5.74
5.84
5.94
6.046.14
6.24
显示数据
计算厚度/mm5.64
5.75
5.85
5.93
6.02
6.14
6.23
5.34
实际厚度/mm6.44
6.54
6.64
6.74
6.84
6.94
7.04
7.14
显示数据
620
计算厚度/mm6.45
6.54
6.65
6.74
6.82
6.95
7.(04
由于实际厚度值是由千分尺测得,精度较高,
利用该方程,将显示数据一一代入,可得各计
可假定实际厚度的各个给定值均无误差;图3为测算厚度,如表1所示。对比实际厚度与计算厚度
量不同厚度时,实际厚度与显示数据之间的关系曲误差为+0.33%,-0.28%;使用千分尺的测量误
线,两者具有良好的线性关系。
差为±0.005mm。综合考虑,实测数据误差范围在
将数据用最小二乘法进行处理,设定实际厚度±0.5%以内,远小于国家标准中对高精度钢管
为自变量x,显示数据为因变量y,令y=kx+b,则
显示
k=(n∑(xyr)-∑x∑yl/「n∑
数据
b=(∑x2とy-∑2(xy)」/Ln∑
540
2)
460
可分别计算出,∑x=182.08,∑y=15146
∑x2=1056.246,∑
88224.37,n=32,代入
式(1)和(2),求出k=101.1,b=-102.00。
5.95
7.20
则得方程
实际厚度/mm
y=101.11x-102.00