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原文传递测量和检查管材的方法和系统

专利名称：	测量和检查管材的方法和系统
摘要：	本发明公开了有效并精确检查管材的方法和系统。使用激光或其它光测量系统获得管材沿整个长度的内径和外径测量值。可识别出管材的离散截面。对于每个截面，获得所述离散截面的外表面的外径的至少一个测量值和所述离散截面的内表面的内径的至少一个测量值。另外，获得所述管材的每个离散截面的几何中心坐标。记录界定与每个离散截面的纵向位置相关联的所述外表面、内表面和几何中心的测量值。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	美国钢管产品有限公司
发明人：	P·W·穆尔
专利状态：	有效
申请日期：	2017-07-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201780043174.8
公开号：	CN109791128A
代理机构：	北京律盟知识产权代理有限责任公司
代理人：	李琳
分类号：	G01N29/26(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	美国德克萨斯州
主权项：	1.一种检查管材的方法，所述方法包含：选择所述管材的横截面，所述横截面横向于延伸穿过所述管材的纵轴；将至少一个测量设备纵向定位在相对于所述横截面的一个位置处；当所述测量设备处于所述位置时，确定所述测量设备沿所述管材的所述纵轴的纵向位置；当所述测量设备处于所述位置时，确定所述测量设备围绕所述横截面的圆周的圆周位置；在围绕所述管材的所述横截面的所述圆周的离散位置中选择直径截面；经由所述至少一个测量装置测量围绕所述横截面的圆周的所述直径截面中的每一者处的外径和内径；确定所述横截面的几何中心；以及在与所述纵轴正交的所述管材的多个其它截面处重复上文列举的步骤。 2.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量装置包含激光测量装置。 3.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量装置包含光测量装置。 4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含存储所述横截面的所述外径、所述内径和所述几何中心的数字记录的步骤。 5.根据权利要求4所述的方法，其中所述数字记录包含：经配置以界定所述管材的外表面的第一数字记录；和经配置以界定所述管材的内表面的第二数字记录。 6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包含将所述管材的所述外表面和所述内表面相关联以计算所述管材在三维空间中的壁的步骤。 7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包含以下步骤：测量初始截面的外表面几何中心点与所述初始截面的内表面几何中心点的相对位置和距离；和测量最后截面的外表面几何中心点与所述最后截面的内表面几何中心点的相对位置和距离。 8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含使用至少一些所述数字记录来计算应力源对所计算的所述管材的壁的作用的步骤。 9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包含使用至少一些所述数字记录来建构所述管材的虚拟三维形式的步骤。 10.根据权利要求1所述的方法，其中所述直径截面的所述离散位置围绕所述圆周相等地间隔开。 11.一种检查管材的系统，所述系统包含：包含至少一个外部测量装置的外部单元；包含至少一个内部测量装置的内部单元；和耦接到所述外部单元和所述内部单元上的控制电路，其中所述控制电路经配置以执行以下步骤：选择所述管材的横截面，所述横截面横切延伸穿过所述管材的纵轴；将所述外部单元纵向定位在所述横截面外部的第一位置处；当所述外部单元处于所述第一位置时，确定所述外部单元沿所述管材的所述纵轴的纵向位置；当所述外部单元处于所述第一位置时，确定所述外部单元围绕所述横截面的圆周的圆周位置；将所述内部单元纵向定位在所述横截面内部的第二位置处；当所述内部单元处于所述第二位置时，确定所述内部单元沿所述管材的所述纵轴的纵向位置；当所述内部单元处于所述第二位置时，确定所述内部单元围绕所述横截面的所述圆周的圆周位置；在围绕所述管材的所述横截面的所述圆周的离散位置中选择直径截面；经由所述至少一个测量装置测量围绕所述横截面的所述圆周的所述直径截面中的每一者处的外径和内径；确定所述横截面的几何中心；以及在与所述纵轴正交的所述管材的多个其它截面处重复上文列举的步骤。 12.根据权利要求11所述的系统，其中所述外部单元包含激光测量装置。 13.根据权利要求12所述的系统，其中所述内部单元包含激光测量装置。 14.根据权利要求11所述的系统，其中所述外部单元包含光测量装置。 15.根据权利要求14所述的系统，其中所述内部单元包含光测量装置。 16.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制电路包含存储器，并且其中所述控制电路经配置以将所述横截面的所述外径、所述内径和所述几何中心的数字记录存储在所述存储器中。 17.根据权利要求16所述的方法，其中所述数字记录包含：经配置以界定所述管材的外表面的第一数字记录；和经配置以界定所述管材的内表面的第二数字记录。 18.根据权利要求17所述的系统，其进一步包含将所述管材的所述外表面和所述内表面相关联以计算所述管材在三维空间中的壁的步骤。 19.根据权利要求18所述的系统，其进一步包含中间单元，其中所述控制电路利用所述中间单元来执行以下步骤：测量初始截面的外表面几何中心点与所述初始截面的内表面几何中心点的相对位置和距离；和测量最后截面的外表面几何中心点与所述最后截面的内表面几何中心点的相对位置和距离。 20.根据权利要求19所述的系统，其中所述控制电路经配置以使用至少一些存储在所述存储器中的所述数字记录建构所述管材的虚拟三维形式。 21.一种收集和存储表示管表面的外径和内径和代表管材的三维纵向或螺旋笔直性的纵截面的相关联的几何中心的信息的方法，所述方法包含： (a)选择所述管材的圆周的直径截面，关于所述直径截面的表示所述纵截面的所述外径、内径和几何中心的信息以由数字计算机部件可读取的形式记录； (b)确定围绕所述管材的纵截面的所述圆周的离散位置中的直径截面的数目和间距，其将产生表示具有所确定分辨率的所述管材的圆周外径和内径和代表所述相关联的纵截面的几何中心的信息； (c)纵向定位激光或光测量设备，所述激光或光测量设备能够测量在所需数目个围绕所述圆周的相邻位置处的所述外径和内径和测量在待检查的所述管材的区域中多个相邻位置中所述管材的每个相关联的纵截面的所述几何中心； (d)当所述激光或光测量设备处于所述位置时，确定所述激光或光测量设备沿所述管材的轴的所述纵向位置； (e)当所述激光或光测量设备处于所述位置时，确定所述激光或光测量设备围绕所述管材的圆周的所述圆周位置； (f)当所述激光或光测量设备处于所述位置时，使所述激光或光测量设备测定所述激光或光测量设备接近的所述管材的离散纵截面的所述外径和内径以及几何中心； (g)以相关联的关系进行外径和内径、所述截面的几何中心、所述纵向位置和所述圆周位置的数字记录； (h)在先前未确定和记录的所选择截面的多个其它圆周和纵向位置处重复以上步骤(c)到(g)，直到表示所选择的截面的所确定的分辨率的所有所述外径和内径已经测定和记录，并且利用多个记录表示，所述多个记录中的每一者以相关联的关系表示外径和内径、所述截面的所述外部和内部几何中心、所述管材的所计算的壁的离散部分的纵向位置和圆周位置；并且其中利用多个记录表示的所述全部外表面和利用多个不同记录表示的所述全部内表面随后通过测量以下在三维空间中进一步相关联：所述初始纵截面的外表面几何中心点与所述初始纵截面的内表面几何中心点的相对位置和距离；和所述最后纵截面的外表面几何中心点与所述最后纵截面的内表面几何中心点的相对位置和距离。 22.根据权利要求21所述的方法，其中所述所选择的截面包括所述全部管表面的外径和内径并且在整个所述管材的全部经度中与所述几何中心相关，并且进一步与以下相关：所述初始纵截面的外表面中心点相对于所述初始截面的内表面中心点的相对位置，和所述最后纵截面的外表面中心点相对于所述最后截面的内表面中心点的相对位置。 23.根据权利要求22所述的方法，其中所述离散部分在所述管材的外表面和内表面的所述截面内的间距是使所述管的外表面和内表面的所述截面的每个相邻离散部分的外径和内径的每次测定适于所需分辨率，并且其中确定每个纵向离散部分的一个几何中心。 24.根据权利要求23所述的方法，其中所述管材的所述外表面和内表面的截面内的大量所述离散部分围绕所述管的圆周分隔开以建立所确定的分辨率。 25.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括使数字计算机部件使用至少一些所述信息来计算应力源对所述管材的所计算的壁的作用的步骤，所述信息已以数字、计算机可读形式记录。 26.根据权利要求23所述的方法，其进一步包含使数字计算机部件使用至少一些所述信息来显示与所述管材的每个精密纵截面的单个几何中心点相关联的外径和内径，从而建构所述管材的全长的真实虚拟三维形式的步骤，所述信息已以数字、计算机可读记录形式记录。
所属类别：	发明专利