Способ измерения радиуса кривизны трубопровода по данным геодезических измерений

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения положения трубопровода в пространстве при эксплуатации и строительстве магистральных и технологических нефте-, нефтепродуктопроводов. Способ состоит в том, что измерения производятся с помощью лазерного построителя плоскости, а далее с помощью тахометра и рулетки. При этом, если геодезические измерения содержат ошибки, то для горизонтального радиуса кривизны трубопровода определяют значения дистанций для выбранных точек li и соответствующие значения координат xi и yi, i=1…N, где N - количество точек измерения, а для горизонтального радиуса кривизны трубопровода - соответствующие высоты zi. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения радиуса кривизны трубопровода в вертикальной и горизонтальной плоскостях. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения положения трубопровода в пространстве и в том числе в горизонтальной и вертикальной плоскостях при эксплуатации и строительстве магистральных и технологических нефте-, нефтепродуктопроводов.

Известна монография: Современные геодезические методы определения деформаций инженерных сооружений / Г.А. Шеховцов, Р.П. Шеховцова // Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет», Нижний Новгород, 2009. - С. 138-143. В монографии описаны методы и способы съемки подземных коммуникаций, имеющих выводы и не имеющих выводов. При этом плановое положение подземных коммуникаций, имеющих выводы, определяют относительно геодезической сети и относительно местных предметов, применяя при съемке засечки или способы прямоугольных координат, полярных координат и др.; а плановое положение подземных коммуникаций, не имеющих выводов, осуществляют либо с помощью рытья специальных шурфов, либо с помощью бесконтактного способа, когда подключение генератора к трубопроводам невозможно или не желательно.

Известен способ установки изделия в заданное пространственное положение и устройство для его осуществления (патент №2226168 C1 (RU) от 09.09.2002, МПК B64F 5/00, G01B 11/00, G01B 11/02, G01B 21/00), при котором создаются материальные носители системы координат рабочего пространства, относительно которой устанавливают изделие, и связывают с изделием не менее трех не расположенных на одной прямой носителей базовых точек, при этом изделие перемещают и устанавливают в положение с заданными координатами носителей этих базовых точек под контролем системы координатных измерений, при этом расположение носителей базовых точек на базовых поверхностях изделия определяют произвольно, а их расчетные координаты в рабочем пространстве задают с помощью внешних носителей базовых точек, пространственную ориентацию которых осуществляют раздельно и независимо. Данный способ не подходит для измерения радиуса кривизны трубопровода.

Известен способ измерения линейного смещения объекта и устройство для его осуществления (патент №2252395 C1 (RU) от 29.12.2003, МПК G01B 11/00, G01B 11/02), который включает в себя формирование равночувствительной базовой линии, формирование распределения облученности в изображении протяженной равнояркой световой марки для разных дистанций в пределах измеряемого диапазона, преобразование светового сигнала в электрический, измерение базового сигнала, выделение и регистрацию сигнала рассогласования, определение величины смещения, при этом распределение облученности от каждой дистанции формируют подобным по форме в виде квадрата с зоной постоянной облученности в центре изображения световой марки и ее спадом к границе изображения световой марки по линейному закону, регистрируют сигнал рассогласования, имеющий линейную зависимость от величины смещения, нормируется сигнал рассогласования к базовому сигналу по формуле. Способ определяет только линейное перемещение объекта и не учитывает положение объекта в пространстве.

Известен способ измерения и измеритель линейных перемещений (патент 2219491 С2 (RU) от 30.07.2001, МПК G01B 11/00) путем преобразования перемещения измерительного растра в сигналы с фотоприемника, измерения амплитуды этих сигналов и их аналого-цифрового преобразования, по результатам которого посредством блока вычисления судят о величине линейного перемещения, при этом используется дополнительный приемник. Способ предназначен для использования в измерительной технике измерения линейных перемещений и не подходит для измерения радиуса кривизны трубопровода.

Известно устройство для измерения положения и перемещения объекта (патент 2220402 С2 (RU) от 01.02.1999, МПК G01B 11/00), содержащее источник излучения и последовательно расположенные конденсатор, кодовую шкалу, предназначенную для скрепления с объектом и выполненную в виде штриховой меры таким образом, что линейные расстояния между штрихами не равны друг другу и определяются из соотношения: S(n-1),n=S0,1+d(n-1), где S0,1 - линейное расстояние между нулевым и первым штрихами. Устройство относится к измерительной технике, к датчикам линейных перемещений, предназначенным для измерения положения и перемещения объекта. Данное устройство подходит определения линейного положения объекта и не дает возможности определения пространственного положения объекта.

Известен способ измерения радиуса кривизны длиннофокусного зеркала (патент 2159928 C1 (RU) от 15.06.1999, МПК G01M 11/00), включающий в себя формирование светового пучка, направление его на исследуемую поверхность, пространственное разделение пучка на два, регистрацию пространственных характеристик пучков и вычисление по ним радиуса кривизны, при этом световой пучок формируют параллельным, пучок разделяют после отражения от исследуемой поверхности, создают оптическую разность хода у разделенных пучков, получают интерференционную картину, а радиус кривизны R находят по ее характеристикам. Данный способ используется при оптотехнических измерениях в технической физике и может быть применен в оптическом приборостроении при изготовлении длиннофокусных оптических зеркал. При этом данный способ слишком трудоемок для применения в полевых условиях при измерении радиуса кривизны трубопровода.

Известно устройство для измерения радиусов кривизны поверхности детали (патент 2006792 C1 (RU)), содержащее последовательно расположенные вдоль оптической оси источник света, конденсатор, коллиматор, состоящий из объектива и щелевой диафрагмы, установленной в его передней фокальной плоскости, и непрозрачный экран с щелью, датчик величины перемещения и электродвигатель, предназначенный для перемещения датчика величины перемещения вдоль оптической оси. Данное устройство предназначено для использования в приборостроении для измерения малых радиусов кривизны в автоматическом режиме и не применимо для измерения радиуса кривизны магистральных и технологических нефте-, нефтепродуктопроводов.

Технический результат заявленного изобретения состоит в способе, который позволит определять радиус кривизны трубопровода в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также в пространстве с максимальной минимизацией геодезических измерений.

Технический результат достигается за счет того, что для измерения радиуса кривизны трубопровода необходимо сформировать опорную прямую в горизонтальной и (или) вертикальной плоскостях в зависимости от целей измерения, при этом измерения производятся с помощью лазерного построителя плоскости, а далее с помощью тахометра, рулетки и прочих инструментов и приспособлений, применяемых для геодезический измерений, при этом предполагается, что геодезические измерения содержат ошибки, далее для максимальной минимизации ошибок геодезических измерений вычисляются:

- для горизонтального радиуса кривизны трубопровода значения дистанций для выбранных точек li и соответствующие значения координат xi и yi, i=1…N, где N - количество точек измерения,

- для горизонтального радиуса кривизны трубопровода - соответствующие высоты zi.

Для вертикального радиуса кривизны выполняются следующие расчеты:

1. Вычисляются величины для параболической парной регрессии:

2. Формируется матрица:

3. Вычисляется матрица коэффициентов параболы:

4. Находится экстремум:

5. Формируются опорные точки для построения окружности:

где p - опорная дистанция для построения окружности.

6. Формируются вспомогательные матрицы:

7. Вычисляется матрица коэффициентов окружности:

8. Определяется вертикальный радиус кривизны:

при q 3 q 1 2 + q 2 2 необходимо в п. 5 уменьшить значение p и повторить расчет в пп. 5-8 или проверить значения исходных данных.

Для измерения горизонтального радиуса кривизны RA проводятся те же расчеты по пп. 1-8, заменяя li на xi, zi на yi.

Для определения радиуса кривизны трубопровода в пространстве RЇ используется следующая формула:

На фиг. 1 показана схема формирования опорной прямой в горизонтальной плоскости.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1 - трубопровод;

2 - радиус изгиба трубопровода;

3 - границы участка изгиба трубопровода;

4 - опорная прямая;

5 - дистанция от образующей трубопровода до опорной прямой.

Способ измерения радиуса кривизны трубопровода по данным геодезических измерений состоит в том, что формируют опорную прямую в горизонтальной и (или) вертикальной плоскостях, измерения производят с помощью лазерного построителя плоскости, а далее с помощью тахометра и рулетки, при этом, если геодезические измерения содержат ошибки, то для горизонтального радиуса кривизны трубопровода определяют значения дистанций для выбранных точек li и соответствующие значения координат xi и yi, i=1…N, где N - количество точек измерения, при этом используют следующие формулы:
- величины для параболической парной регрессии:


- формируют матрицу:
,
- вычисляют матрицу коэффициентов параболы:

- находят экстремум:

- формируют опорные точки для построения окружности:



где p - опорная дистанция для построения окружности;
- формируют вспомогательные матрицы:
,
- вычисляют матрицы коэффициентов окружности:
,
- определяют вертикальный радиус кривизны:
,
при этом, если , то уменьшают значение р и формируют опорные точки для построения окружности, повторяют расчет или проверяют значения исходных данных;
для вычисления горизонтального радиуса кривизны трубопровода - соответствующие высоты zi.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области видеонаблюдения, в частности к видеонаблюдению с использованием поворотных (PTZ) камер. Техническим результатом является уменьшение ошибки позиционирования камеры и увеличение повторяемости позиционирования.

Изобретение относится к эксплуатации и строительству зданий и сооружений и может быть использовано для проведения оперативного обследования зданий и сооружений, подвергшихся внутренним и/или внешним факторам, вызывающим их износ.

Изобретение относится к эксплуатации и строительству зданий и сооружений и может быть использовано для проведения оперативного обследования зданий и сооружений, подвергшихся внутренним и/или внешним факторам, вызывающим их износ.

Изобретение относится к эксплуатации и строительству зданий и сооружений и может быть использовано для проведения оперативного обследования зданий и сооружений, подвергшихся внутренним и/или внешним факторам, вызывающим их износ.

Изобретение относится к эксплуатации и строительству зданий и сооружений и может быть использовано для проведения оперативного обследования зданий и сооружений, подвергшихся внутренним и/или внешним факторам, вызывающим их износ.

Изобретение относится к эксплуатации и строительству зданий и сооружений и может быть использовано для проведения оперативного обследования зданий и сооружений, подвергшихся внутренним и/или внешним факторам, вызывающим их износ.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к распиловке круглого леса. Продольно-распиловочный станок для распиловки бревен содержит пильный инструмент с механизмом его перемещения и устройство отображения на экране монитора торца бревна и предполагаемой карты распила, выполненное в виде устройства дополненной реальности.

Изобретение относится к оптическим датчикам, предназначенным для измерения линейных перемещений объекта наблюдения. Датчик линейных перемещений содержит источник света и подложку.

Заявленное изобретение относится к устройству и способу изготовления аккумуляторной батареи, а именно к устройству, укладывающему электроды стопкой, и способу укладывания электродов стопкой.

Изобретение относится к способу определения положения детали в процессе сборки. Деталь 1 захватывают с помощью зажимного патрона 2 в положении захвата, которое зарегистрировано как положение А начала отсчета при измерении.

Способ измерения линейных перемещений объекта основан на том, что лучи двух лазерных дальномеров направляют параллельно на плоскую поверхность, находящуюся на объекте измерений. Линейное перемещение объекта определяют на основании определенных двумя указанными дальномерами расстояний с учётом угла между линией ожидаемого перемещения объекта и плоской поверхностью, а также с учётом расстояния между линиями визирования дальномеров. Технический результат заявленного решения заключается в повышении точности измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу калибровки камеры. Техническим результатом является обеспечение эффективной калибровки камеры. Предложен способ и система калибровки камеры, содержащая источник энергии и калибруемую камеру, при этом по меньшей мере источник энергии или камера установлены на механическом приводе с возможностью перемещения относительно друг друга. Процессор соединен с источником энергии, механическим приводом и камерой, и процессор запрограммирован на управление механическим приводом с целью перемещения по меньшей мере источника энергии или камеры относительно друг друга через множество дискретных точек целевой модели калибровки. Процессор дополнительно управляет камерой в каждой из дискретных точек с целью получения цифрового изображения и определяет параметры дисторсии объектива на каждом изображении. Определяют фокусное расстояние камеры, содержащей любой соединенный с камерой объектив, а затем определяют постороннее положение камеры для каждого изображения. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам автоматического учета, контроля и обработки данных, используемых в области торговли, и направлено на расширение функциональных возможностей такого устройства. Устройство контроля накопителей для автоматического сбора, обработки и передачи информации о состоянии накопителей с товаром в местах продаж, состоящее из линейки с периодически расположенными на ней оптическими датчиками, а также контроллером линейки, расположенным непосредственно на самой линейке, где все линейки соединены посредством соединительных кабелей с центральным контроллером с GSM/GPRS модулем и другими центральными контроллерами без GSM/GPRS модуля, где каждая линейка установлена под накопителем при хранении товаров упорядоченным образом так, чтобы оптические датчики находились под последним товаром, где оптические датчики работают в режиме «на отражение», то есть излучают в инфракрасном диапазоне и принимают отраженный от поверхности товара сигнал, что позволяет определить наличие или отсутствие товара в накопителе, а также короткие по времени события установки и извлечения товара из накопителя так, что когда товара нет в накопителе, излученный светоизлучателем оптического датчика сигнал не отражается от товара и на фотоприемник воздействует энергия только окружающей среды, а когда товар находится в накопителе, излученный сигнал отражается от товара и на фотоприемник воздействует энергия отраженного сигнала. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к точной механике и измерительной технике и может быть использовано в оборудовании для прецизионного линейного перемещения объектов. Заявленное устройство для линейного перемещения объекта с нанометровой точностью в большом диапазоне возможных перемещений включает опорную (неподвижную) часть и подвижную часть с установленным на ней объектом, привод, перемещающий подвижную часть Кроме того, заявленное устройство содержит источник монохроматического излучения, формирующий точечный источник излучения, совмещенный с передним фокусом оптической системы, формирующей параллельный пучок света с оптической осью, параллельной направлению перемещения. За оптической системой последовательно по ходу лучей установлены перпендикулярно оси пучка и параллельно друг другу две прозрачные пластины с высокоотражающими покрытиями на рабочих поверхностях, обращенных друг к другу, одна из пластин закреплена на объекте, установленном на подвижной части, а другая пластина установлена на неподвижной части, в периферийной части пластины, закрепленной на объекте, с ее нерабочей поверхностью соединены три актюатора. за пластинами по ходу пучка расположен фотоприемный модуль, сигналы с которого поступают на вход компьютера, сигналы с выхода компьютера поступают на привод, соединенный с подвижной частью, и актюаторы, соединенные с пластиной, закрепленной на объекте, устройство дополнительно содержит объектив, в качестве фотоприемного модуля используется двумерный матричный фотоприемник, на объекте перемещения укреплена пластина, первая по ходу пучка, рабочая поверхность по крайней мере одной из пластин выполнена в виде криволинейной поверхности с перепадом высот, монотонно изменяющимся от центра пластины к ее краю и составляющим не менее половины длины волны зондирующего излучения. Технический результат - повышение точности перемещения объекта в большом диапазоне расстояний. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ измерения для определения положения омега-профильного компонента (2), установленного на оболочковом компоненте (1) летательного аппарата, в котором фактическое положение омега профильного компонента (2) относительно оболочкового компонента (1) определяют оптически бесконтактным образом, чтобы потом сравнивать его с заданным положением. При измерении образуют несколько соседних расположенных с промежутками друг от друга точек (6; 6') замера на двух взаимно противоположных боковых сторонах (7а, 7b; 7а', 7b') профильного поперечного сечения омега-профильного компонента (2), через которые проводят линии (8а, 8b; 8а', 8b') регрессии в соответствии с принципом измерения пути на основании координат, точка (9; 9') пересечения которых определяет ортогональное положение омега-профильного компонента (2) относительно оболочкового компонента (1). Измерительное устройство реализует способ. Вычислительный блок входит в измерительное устройство. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу сканирования трубы, предназначенной для обработки на станке для лазерной резки. Способ включает этапы, на которых: а) излучают посредством режущей головки (50) станка для лазерной резки сфокусированный лазерный луч таким образом, чтобы не происходила резка или вытравливание материала трубы (Т); b) передвигают режущую головку (50) вдоль заданного направления (х) сканирования; и с) во время перемещения режущей головки (50) вдоль направления (х) сканирования детектируют посредством соответствующих датчиков (56) излучения, отраженное или излучаемое трубой (Т), и устанавливают последовательно точка за точкой, на основе сигнала, предоставляемого датчиками (56), присутствие или отсутствие материала трубы (Т). Изобретение позволяет измерять положение точки реза на поверхности трубы независимо от положения трубы на станке для лазерной резки и от формы трубы. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в устройствах по определению возникновения перемещений конструкций сооружения относительно друг друга. Технический результат – определение возникновения относительного перемещения конструкций сооружения. Устройство контроля возникновения перемещения частей конструкций сооружения, включающее лазер, отражающие зеркала, фиксированные на контролируемых частях конструкции сооружения, корректирующий отражатель, параллельно расположенные зеркала, фокусирующую линзу, светочувствительную матрицу, аналого-цифровой преобразователь, компьютер, при этом в качестве чувствительного элемента появления перемещения частей сооружения используется система зеркал и светочувствительная матрица, изменение взаимного расположения любого элемента системы приводит к изменению положения светлого пятна на светочувствительной матрице, что и свидетельствует об изменении пространственного положения контролируемых частей конструкции. 1 ил.

Способ измерения компонентов сложных перемещений объекта заключается в использовании связанного с контролируемым объектом тестового объекта, формировании изображения последнего в приемнике изображения, где создается шкала в виде виртуальных меток, фиксируемых в начальный такт измерения на поверхности приемника изображения в определенных заранее точках изображения тестового объекта, по перемещениям изображения относительно которых судят о перемещениях контролируемого объекта. В качестве тестового объекта используют трехмерный тестовый объект в виде шара известного диаметра D, который совмещают с тестовым объектом, выполненным в виде отрезка прямой, таким образом, что отрезок пересекает центр шара. По четырем расстояниям от соответствующих виртуальных меток до выбранных точек изображения тестового объекта определяют информативные компоненты перемещений контролируемого объекта, характеризующие его линейные перемещения вдоль осей OX и OZ и поворот вокруг оси OY. Технический результат - повышение информативности и точности измерения за счет обеспечения селективности к компонентам перемещения, характеризующим поворот и приближение-удаление объекта относительно соответствующих координатных осей, расширение функциональных возможностей. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к системе индикации и может быть использовано для диагностики состояния элементов внутри турбинных узлов и деталей проточных частей на закрытой турбине, как на валоповороте, так и на полном останове турбин. Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин состоит из шлюзов для обеспечения доступа без вскрытия проточных частей паровой турбины в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин, видеозондов, входящих в эндоскопический узел с регистратором, блока создания светового потока различной направленности. Все действия по определению места положения эндоскопического узла относительно получения данных с видеозондов согласуются с калиброванным синхродатчиком, размещенным стационарно на валу паровой турбины, который по обратной связи через центр обработки контролирует местоположение видеозондов относительно лопаточного аппарата и элементов проточной части. Изобретение позволяет проводить визуальную диагностику в автоматическом режиме элементов внутри турбинных узлов и деталей проточных частей паровых турбин без вскрытия в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин. 6 ил.
Изобретение относится к процессу обработки результатов внутритрубных диагностических обследований магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов, выполненных всеми методами неразрушающего контроля, а именно к способу построения отображения диагностических данных на развертке трубы. Заявленный способ компенсации погрешности измерения пройденной дистанции одометрической системой ВИП (внутритрубного инспекционного прибора) с приведением диагностических данных к паспортным длинам трубных секций, который основывается на наличии эталонной раскладки диагностируемого участка трубопровода в соответствии с паспортными длинами трубных секций и состоит из следующих аппаратных средств: внутритрубный инспекционный прибор; рабочая станция с программой - терминалом, предназначенной для выгрузки данных; файловый сервер для хранения данных; рабочая станция с программой интерпретации диагностических данных; и работает на основе следующего алгоритма:- «Вычисление статистики отклонения данных координатной информации от паспортных значений трубных секций», и для вычисления компенсационных величин проводят построение раскладки труб по корректируемым диагностическим данным, а эталонную раскладку используют в качестве совмещенной информации; далее выполняют последовательный перебор трубных секций с расчетом разницы в дистанциях поперечных стыков трубных секций, строят словарь объектов, ключом в котором является номер трубной секции, а значением кортеж со следующей информацией:- разница с абсолютной дистанцией в метрах;- коэффициент соответствия одометрической скорости;- диапазон дистанций трубной секции в импульсах одометра;- «Коррекция данных координатной информации», для чего проверяют словарь объектов на присутствие записей, если их нет, значит приведения координатной информации не требуется; далее в цикле по всем записям словаря в каждом из диапазонов одометрической информации с учетом коэффициента соответствия производят коррекцию, основанную на ранее обнаруженных дефектах и особенностях на данном участке с вновь поступившими диагностическими данными, после чего производят компенсацию погрешностей измерения пройденной дистанции одометрической системой внутритрубного инспекционного прибора и приведения длины трубных секций и соответственно всего диагностируемого участка трубопровода к паспортным данным трубных секций; при обновлении одометрической информации сведения об угловом положении не меняют, информация о скорости движения внутритрубного инспекционного прибора становится актуальной. Технический результат заключается в разработке способа компенсации погрешностей измерения пройденной дистанции одометрической системой внутритрубного инспекционного прибора (далее ВИП) и приведении длины трубных секций и соответственно протяженности всего диагностируемого участка трубопровода к паспортным длинам трубных секций, а также в упрощении совмещения информации о ранее обнаруженных дефектах и особенностях на данном участке с вновь поступившими диагностическими данными.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения положения трубопровода в пространстве при эксплуатации и строительстве магистральных и технологических нефте-, нефтепродуктопроводов. Способ состоит в том, что измерения производятся с помощью лазерного построителя плоскости, а далее с помощью тахометра и рулетки. При этом, если геодезические измерения содержат ошибки, то для горизонтального радиуса кривизны трубопровода определяют значения дистанций для выбранных точек li и соответствующие значения координат xi и yi, i1…N, где N - количество точек измерения, а для горизонтального радиуса кривизны трубопровода - соответствующие высоты zi. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения радиуса кривизны трубопровода в вертикальной и горизонтальной плоскостях. 1 ил.

Наверх