激光测距仪在起重机检测中的应用探讨论文_魏万宏,骆达伟,何正春

激光测距仪在起重机检测中的应用探讨论文_魏万宏,骆达伟,何正春

浙江省特种设备检验研究院 浙江杭州 310020

摘要:随着科学技术的迅速发展,我国的激光测距仪器在进行起重机检验的运用过程中已取得了较大进步,然而,在实际操作应用中仍旧存在许多问题。在这种情况下,简要地介绍了激光测距仪的定义、特点和基本原理,阐述了在检验起重机过程中经常遇到的各种问题,探究了激光测距仪在起重机检验中的应用策略。

关键词:激光测距仪;起重机;准确度

现如今,随着科技的不断发展,测距仪作为一种先进的测量距离、长度的仪器,也一直在不断更新和改进,并且取得了很大的成果,特别是激光测距仪,经过不断的摸索和研究,人们已经可以更加熟练地将它应用在各个不同的领域。但是,在实际操作中对激光测距仪进行应用时,还是不可避免地出现了诸多方面的问题。

一、激光测距仪的特点以及基本原理

1.激光测距仪的定义

激光测距仪是有效采用激光技术对距离长短进行准确测量的一种先进仪器。在实际操作中,它会对测量的目标发射出激光,然后把被测目标反射回来的激光用光电元件及时进行回收,最后通过计时器算出光束运行所用的总时间,再通过运行的总时间与光束的速度就可以立即计算出所需要的距离。另外,激光测距仪可以依照不同的需要进行各种调试,也可以长时间地进行光束发射,而且最远可以测量长达40km的距离。如果激光测距仪采用脉冲进行发射,那么它的精度就会相对降低,不过还是可以对较远的距离进行测量。梅曼科学家经过努力研究,1960年终于在美国的休斯公司研制出了世界第一台激光器。随后经过美国军方的继续探究,又首次在军事领域把激光器应用其中,使得激光器得到迅速发展,并逐渐被应用到各个不同的领域之中。

2.激光式测距仪的特点

激光式测距仪具有诸多方面的特点,比如:体积小、速度快、重量轻、操作简便以及精确度高等,因此一直备受人们的欢迎。当人们对测量后的距离进行认真分析后,就会发现这种技术的测量误差仅仅是光学测距仪的1/5,有的甚至只有数l/100,这样就使得测量的精度得到了极大保障,也因此被广泛用于飞机、轮船等对目标的测距这一环节之中。另外,在军事方面也同样发挥了非常重要的作用。

3.激光测距仪运作的基本原理

激光测距仪运作的基本原理极其容易,主要就是通过激光来进行不断发射和接受,然后再利用物理计算方式准确计算出实地的测量距离。比如:光的传播速度是v,从A达到B,再从B返回到A,这一整个过程需要的总时间是t,那么从A到B之间的测量距离s在较为理想的情况下就应该用s=vt/2来表示。与此同时,要想解决测量时间不稳定的问题,可以采用测相式的测距仪,它可以通过对连续波的相位进行测定的方式进行工作。另外,除了采用测相式的测距仪进行测量外,还可以选用脉冲式的测距仪。当利用激光测距仪进行测量时,应该格外注意入射面要与射出的光束始终保持垂直,以便于使返回信号达到最佳的强度,一定要避免出现由于信号过弱因而产生相对较大的测量误差的现象。除此之外,还应该注意的是,在进行非常精密地测量时,应该尽量配合使用全反射的棱镜,但如果是对室内进行测量,只要满足墙面光滑的要求就可以了。

二、起重机检测中遇到的难题

室内使用较多的为额定起重量较小、跨距较短的桥式起重机,一般情况下会采用钢丝法和水准仪法两种测量方法进行测量,基本上能够达到所需要的测量要求。但是这两种方法在室外进行测量时却遇到很多的问题。

1.钢丝绳法的不足

采用钢丝绳法进行检验存在两个问题:①使用的钢丝绳容易发生弯曲,产生测量误差,所以不能重复的进行使用。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆②因为许多现场的操作难度较大,端头很难固定,甚至不具有固定的条件,所以对于跨度很大的起重机,会因为风力对钢丝绳的影响而产生误差。此时钢丝绳的跨中会出现明显的风振。导致测量读数不准。

2.水准仪法的不足

水准仪法虽然操作简单且测量结果准确可靠,但只适合在无风的情况下进行测量。如果在室外,特别是港口的环境,大型起重设备的主梁离地面都有一定高度,不方便在地面测量。如果将水准仪固定在主梁上,由于风等外在因素的影响主梁与水准仪会产生晃动,从而产生读数偏差。随机性带来的误差使测量的结果失去了准确性。同时,起重机现场的环境不同,水准仪放置的位置很难确定,在高空位置测量时,也不能很好的保障检测人员的安全。总体来说,目前的两种测量方法存在极大的局限性,容易造成很大的误差。

三、探讨激光测距仪在起重机检测中的应用

1.主梁挠度的测量

对于起重机主梁挠度的测量,不管是在企业自检还是在监督检验中都是一项非常重要的检验项目,特别是新安装的桥、门式起重机,主梁挠度将会直接反映出主梁钢结构的设计、制造以及安装的规范程度。

选择在主梁跨中附近下方做为激光测距仪的测量位置,把激光测距仪放置在平整的地面或合适的托架上,可靠固定好激光测距仪,以防止大风或其它外在因素干扰测量工作,同时也便于检测人员观测数据。将激光测距仪扣‘开,选择合适的测量档位,建议采用连续测量档位,激光光束对准主梁下盖板中心进行发射,分别对起重机在额定载重量和空载两种情况下进行测量。测量后的数据进行相减,就为主梁的挠度。上述测量需要至少进行3次,取其平均值作为最后的测量结果。测量时如果室外的风较大,应采取适当的挡风措施,防止大风使测距仪产生晃动,影响测量结果。

2.主梁跨度的测量

对主梁跨度进行测量时,可把大车一侧的车轮作为基准面,另-侧车轮作为接收面,如果车轮不便于测量,也可在其对应的延伸面进行测量。选择合适的测量档位,读出的显示的数据,就是被测主梁跨度的数值。上述测量也应至少进行3次,取其平均值作为最终测量结果。另外,激光测距仪还能够测量起重机的其他多项参数,方法与上文大致相同,可以看出,利用激光测距仪,能够有效提高测量的准确度,减少了很多工作量。

3.测量起重机车轮对角线误差

起重机车轮误差过大,则会影响起重机作业的安全性与质量,因此在检验的过程中,要将其作为重点检验项目。在测量其车轮对角线误差时,要确保起重机在直行轨道条件下,绘制出起重机车轮与路面之间相互接触的中心垂直线,同时需要绘制车轮间的中心线、车轮中心垂直线、车轮中心直线,在完成线段绘制后,再使用激光测距仪来测量直线四点以及对角线之间的距离,最后将两条线段之间的距离数值相减,得出起重机车轮对角线误差。需要注意的是:为了确保测量数据的准确性,需要获取3次以上的测量数据,并且取其平均值,以此避免出现较大的测量误差;在绘制线段时,要准确的标记车轮四点,准确的绘制车轮之间的直线,将测绘误差控制在最小范围内。

由于起重机技术的不断发展,也相应地提高了对起重机的检测技术,而作为对特种设备的检测人员,就应该以检测的高效率和准确度为基本原则,在检验起重机的实际操作过程中不断进行推陈出新,及时优化监测手段并且改善检验方法,以便于能够适应不同的需要。现如今,激光测距仪已经广泛应用到了各个领域,更应该准确理解激光测距仪的定义、特点及其基本原理,并且能够努力掌握激光测距仪的具体测量方法,以便于真正提高激光测距仪的应用水平。

参考文献:

[1]史海,徐杰,张铖宏.全站仪在起重机检验中的应用啪.起重运输机械,2011(7).

[2]倪育才.实用测量不确定度评定D].中国计量出版社,2012(6).

[3]王福绵.起重机械技术检验[J].学苑出版社,2010(13).

论文作者:魏万宏,骆达伟,何正春

论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期

论文发表时间:2018/9/17

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