本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)槽中徑測量工具及其使用方法。

背景技術(shù)：

目前，在高壓容器制造行業(yè)，對于加氫反應(yīng)器、冷/熱高壓分離器、循環(huán)氫脫硫塔等煉油核心高壓設(shè)備等來說，多采用環(huán)形密封槽配合鋼制環(huán)形墊實(shí)現(xiàn)密封。由于使用工況壓力高，泄露風(fēng)險(xiǎn)大，為保證密封性能，要求環(huán)形密封槽中徑值這個(gè)核心參數(shù)有非常高的精度。

在環(huán)形密封槽的加工和檢驗(yàn)過程中，通常使用以下兩種方式對其中徑值進(jìn)行測量：一種是使用兩把各有23.5度傾角的游標(biāo)卡尺，分別測量環(huán)形密封槽的內(nèi)外徑，而后進(jìn)行計(jì)算得出中徑值；另一種是利用兩個(gè)鋼球和一把游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量，測量結(jié)果依次減去兩個(gè)鋼球的半徑值，計(jì)算得到中徑值。

可見，兩種方法都需要多次測量和二次計(jì)算后才能得到一個(gè)測量點(diǎn)的中徑值，而且多數(shù)情況下需要雙人甚至多人配合操作，且測量時(shí)操作者的手上力度影響結(jié)果較大，即人為因素較大，操作不便、對操作人員要求高、效率低下。

因此，亟需開發(fā)一種新的環(huán)槽中徑測量工具，通過一次測量直接讀取中徑值，無需進(jìn)行二次計(jì)算，測量過程中的人為因素影響少，人員技能要求低，更加便捷、高效、準(zhǔn)確的專用環(huán)槽測量尺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種環(huán)槽中徑測量工具及其使用方法，以達(dá)到操作方便高效、測量結(jié)果精度高的目的。

為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種環(huán)槽中徑測量工具，該測量工具包括長條狀的尺身，設(shè)在所述尺身頭部向下伸出的靜球頭，套裝在所述尺身上的滑動(dòng)模塊以及設(shè)在該滑動(dòng)模塊靠近所述靜球頭一端且向下伸出的動(dòng)球頭（10）；所述動(dòng)球頭（10）與所述靜球頭平齊，兩者大小相等且在待測環(huán)槽中不發(fā)生徑向竄動(dòng)；所述滑動(dòng)模塊能對其在所述尺身上的移動(dòng)距離和預(yù)設(shè)球頭直徑補(bǔ)償值求和，得到當(dāng)前的測量結(jié)果并顯示出來；當(dāng)所述靜球頭和所述動(dòng)球頭處在所述待測環(huán)槽一條直徑的兩端時(shí)，測量結(jié)果即為所述待測環(huán)槽的中徑值。

上述測量工具中，優(yōu)選地，所述靜球頭和所述動(dòng)球頭的直徑d與所述待測環(huán)槽槽底寬度q之間滿足以下條件：d≥1.6q。

上述測量工具中，優(yōu)選地，所述滑動(dòng)模塊上設(shè)有零點(diǎn)復(fù)位鍵，用于在所述靜球頭和所述動(dòng)球頭挨緊貼合時(shí)按下，使所述滑動(dòng)模塊在所述尺身上的移動(dòng)距離復(fù)位歸零。

上述測量工具中，優(yōu)選地，所述靜球頭由第一連接桿通過第一螺釘卡定接在所述尺身頭部；和/或，所述動(dòng)球頭由第二連接桿通過第二螺釘卡定接在所述滑動(dòng)模塊上。

上述測量工具中，優(yōu)選地，所述滑動(dòng)模塊的上端設(shè)有制動(dòng)螺釘，用于固定鎖死所述滑動(dòng)模塊在所述尺身上的位置，以固定顯示當(dāng)前的測量結(jié)果。

上述測量工具中，優(yōu)選地，所述滑動(dòng)模塊上設(shè)有公制顯示模式和英制顯示模式的切換鍵。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種環(huán)槽中徑測量工具的使用方法，該方法包括：

s1、復(fù)位歸零滑動(dòng)模塊在尺身上的移動(dòng)距離；

s2、將靜球頭放在待測環(huán)槽中按住不動(dòng)，移動(dòng)所述滑動(dòng)模塊使動(dòng)球頭放在所述待測環(huán)槽中近直徑位置處；

s3、沿所述待測環(huán)槽左右移動(dòng)所述動(dòng)球頭，尋找使所述滑動(dòng)模塊顯示的測量結(jié)果數(shù)值最大的點(diǎn)，找到時(shí)直接讀取所述待測環(huán)槽的中徑值即可。

上述測量方法中，優(yōu)選地，在步驟s1中，通過在所述靜球頭和所述動(dòng)球頭挨緊貼合時(shí)按下所述滑動(dòng)模塊上的零點(diǎn)復(fù)位鍵，使所述滑動(dòng)模塊在所述尺身上的移動(dòng)距離復(fù)位歸零。

上述測量方法中，優(yōu)選地，在步驟s4中，當(dāng)所述滑動(dòng)模塊顯示出數(shù)值最大的測量結(jié)果時(shí)，鎖死所述滑動(dòng)模塊上的制動(dòng)螺釘，以固定顯示當(dāng)前的測量結(jié)果。

上述測量方法中，優(yōu)選地，在步驟s2之前，查看所述靜球頭和所述動(dòng)球頭在待測環(huán)槽中是否發(fā)生徑向竄動(dòng)，如果不發(fā)生徑向竄動(dòng)，則執(zhí)行步驟s2。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明測量工具中設(shè)有靜球頭和動(dòng)球頭，動(dòng)球頭的移動(dòng)能帶動(dòng)滑動(dòng)模塊在尺身上移動(dòng)，滑動(dòng)模塊能根據(jù)其在尺身上的移動(dòng)距離和預(yù)設(shè)球頭直徑補(bǔ)償值計(jì)算并顯示出測量結(jié)果；其使用方法中，先復(fù)位歸零，然后固定靜球頭在待測環(huán)槽中的位置，在待測環(huán)槽近直徑位置處移動(dòng)動(dòng)球頭尋找使測量結(jié)果最大的點(diǎn)（當(dāng)兩球頭處在待測環(huán)槽一條直徑的兩端時(shí)測量結(jié)果數(shù)值最大即為待測環(huán)槽的中徑值）并直接讀取即可。本發(fā)明測量工具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，無需計(jì)算直接讀取中徑值，測量速度快，人為因素影響小測量精度高，對操作人員無特殊要求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明環(huán)槽中徑測量工具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明環(huán)槽中徑測量工具的原理分析圖。

圖3為本發(fā)明中測量球頭與待測環(huán)槽11的位置關(guān)系分析示意圖。

圖4為本發(fā)明環(huán)槽中徑測量工具的使用方法操作示意圖。

圖中：1—靜球頭，2—第一螺釘，3—尺身，4—顯示窗口，5—制動(dòng)螺釘，6—切換鍵，7—零點(diǎn)復(fù)位鍵，8—開關(guān)，9—第二螺釘，10—?jiǎng)忧蝾^，11—待測環(huán)槽。

具體實(shí)施方式

如圖1所示的一種環(huán)槽中徑測量工具，該測量工具包括長條狀的尺身3，設(shè)在尺身3頭部向下伸出的靜球頭1，套裝在尺身3上的滑動(dòng)模塊以及設(shè)在該滑動(dòng)模塊靠近靜球頭1的一端且向下伸出的動(dòng)球頭10；兩個(gè)球頭大小相等并且在待測環(huán)槽11中不發(fā)生徑向竄動(dòng)，使用時(shí)兩個(gè)球頭平齊即球心處于同一水平面。

其中，要求測量球頭在待測環(huán)槽11中不發(fā)生徑向竄動(dòng)的原因分析如下：參考圖2，a為零點(diǎn)復(fù)位時(shí)兩測量球頭豎向中軸線之間的距離，b為滑動(dòng)模塊的移動(dòng)距離，d為環(huán)槽中徑值；r1為靜球頭1中心到接觸點(diǎn)的距離，r2為動(dòng)球頭10中心到接觸點(diǎn)的距離，r為測量球頭的半徑，d為測量球頭的直徑。從圖2中不難得出：

d=a+b式（1）

a=r1+r2式（2）

r1+r2=2r=d式（3）

由上述三式可以推出：

d=d+b式（4）

即環(huán)槽中徑值d等于測量球頭直徑d加上滑動(dòng)模塊的移動(dòng)距離b。在實(shí)際應(yīng)用中，要想獲取準(zhǔn)確的環(huán)槽中徑值，需保證式（4）嚴(yán)格成立，要保證式（4）嚴(yán)格成立，則需保證測量球頭的對稱軸與待測環(huán)槽11的對稱軸重合，這體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)操作方面即保證兩個(gè)測量球頭在待測環(huán)槽11中不發(fā)生徑向竄動(dòng)。

也就是說，測量球頭的直徑與待測環(huán)槽11槽底寬度應(yīng)該是匹配的，正常情況是圖3中情況i，即測量球頭直徑大于待測環(huán)槽11上端口寬度；在某些極端情況下，如圖3中情況ii，務(wù)必保證測量球頭直徑d大于或等于1.6倍待測環(huán)槽11槽底寬度q，即d≥1.6q。

靜球頭1由第一連接桿通過第一螺釘2卡定接在尺身3頭部，動(dòng)球頭10由第二連接桿通過第二螺釘9卡定接在滑動(dòng)模塊上，這種可拆卸固定方式便于更換不同直徑規(guī)格的球頭，以適應(yīng)不同槽寬的待測環(huán)槽。

滑動(dòng)模塊包括距離測量部分、控制運(yùn)算部分、數(shù)據(jù)顯示部分（即顯示窗口4）、存儲部分以及一些供測量人員操作的按鍵；距離測量部分能夠測量滑動(dòng)模塊在尺身3上移動(dòng)的距離，由于動(dòng)球頭10設(shè)在滑動(dòng)模塊靠近靜球頭1一端，距離測量部分測出的距離即為動(dòng)球頭10移動(dòng)的距離；這個(gè)距離測量部分可以為與尺身3接觸的滾輪和與該滾輪連接的計(jì)數(shù)器，當(dāng)滑動(dòng)模塊移動(dòng)時(shí)會帶動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過滾輪帶動(dòng)計(jì)數(shù)器工作，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)測距功能。

在距離測量部分測量到滑動(dòng)模塊在尺身3上的移動(dòng)距離b之后，控制運(yùn)算部分能對移動(dòng)距離和預(yù)設(shè)球頭直徑補(bǔ)償值求和，得到當(dāng)前的測量結(jié)果，并通過顯示窗口4顯示出來；可以理解的是，當(dāng)靜球頭1和動(dòng)球頭10處在待測環(huán)槽11一條直徑的兩端時(shí)，測量結(jié)果即為待測環(huán)槽11的中徑值。其中，球頭直徑補(bǔ)償值即為球頭直徑值，是預(yù)先錄入并存儲起來的，可以通過螺旋測微器（千分尺）對靜球頭1或動(dòng)球頭10測量得到。

滑動(dòng)模塊的正面設(shè)有啟動(dòng)或關(guān)閉電源的開關(guān)、用于切換公制顯示模式和英制顯示模式的切換鍵6和零點(diǎn)復(fù)位鍵7，零點(diǎn)復(fù)位鍵7用于在靜球頭1和動(dòng)球頭10挨緊貼合時(shí)按下，使滑動(dòng)模塊在尺身3上的移動(dòng)距離復(fù)位歸零，可以理解的是，這個(gè)復(fù)位歸零點(diǎn)是所有測量距離的起始點(diǎn)；滑動(dòng)模塊的上端設(shè)有制動(dòng)螺釘5，用于固定鎖死滑動(dòng)模塊在尺身3上的位置，以固定顯示當(dāng)前的測量結(jié)果。

實(shí)際上，滑動(dòng)模塊中距離測量部分測距功能的實(shí)現(xiàn)可以參考現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)顯游標(biāo)卡尺測距手段；但是需要說明的是，本實(shí)施例以上環(huán)槽中徑測量工具中靜球頭1及其所涉及的連接關(guān)系和作用、動(dòng)球頭10及其所涉及的連接關(guān)系和作用、控制運(yùn)算部分所做的求和運(yùn)算以及該測量工具的使用方法是本發(fā)明特有的。

上述環(huán)槽中徑測量工具在使用時(shí)，在復(fù)位歸零后固定靜球頭1在待測環(huán)槽11中的位置，在待測環(huán)槽11中近直徑位置處移動(dòng)動(dòng)球頭10，尋找使測量結(jié)果數(shù)值最大的點(diǎn)，找到時(shí)直接讀取測量結(jié)果即可；在實(shí)際應(yīng)用中具體包括如：

s0、查看靜球頭1和動(dòng)球頭10在待測環(huán)槽11中是否發(fā)生徑向竄動(dòng)，如果不發(fā)生徑向竄動(dòng)，則執(zhí)行后續(xù)步驟，否則，尋找與待測環(huán)槽11匹配的球頭。

對待測環(huán)槽11的尺寸進(jìn)行查看，重點(diǎn)是槽底寬度q是否與球頭直徑d匹配，測量球頭直徑d不能過小，不能觸及環(huán)槽11底部，保證測量時(shí)不會出現(xiàn)徑向竄動(dòng)，概括為“一看”。

s1、復(fù)位歸零滑動(dòng)模塊在尺身3上的移動(dòng)距離。

具體地，通過在靜球頭1和動(dòng)球頭10挨緊貼合時(shí)按下滑動(dòng)模塊上的零點(diǎn)復(fù)位鍵7，使滑動(dòng)模塊在尺身3上的移動(dòng)距離復(fù)位歸零，概括為“二調(diào)”。當(dāng)然，可以理解的是，測量前需要先打開開關(guān)8將工具開機(jī)，而后按動(dòng)切換鍵6設(shè)定想要的顯示模式（公制/英制），然后再進(jìn)行復(fù)位歸零操作。

s2、將靜球頭1放在待測環(huán)槽11中按住不動(dòng)，移動(dòng)滑動(dòng)模塊使動(dòng)球頭10放在待測環(huán)槽11中近直徑位置處。

其中，近直徑位置處指與靜球頭1所在直徑的另一端附近。

s3、沿待測環(huán)槽11左右移動(dòng)動(dòng)球頭10，觀察滑動(dòng)模塊中顯示窗口4顯示的測量結(jié)果，尋找測量結(jié)果數(shù)值最大的點(diǎn)，找到時(shí)直接讀取該數(shù)值最大的測量結(jié)果作為待測環(huán)槽11的中徑值即可。

比如，參考圖4，靜球頭1按住不動(dòng)，在近直徑位置從a點(diǎn)到b點(diǎn)滑動(dòng)動(dòng)球頭10，這時(shí)，將帶動(dòng)測量模塊在尺身3上移動(dòng)，在直徑位置c點(diǎn)測得并顯示出最大數(shù)字，此時(shí)擰緊制動(dòng)螺釘5，從顯示窗口4直接讀取的最大值即為中徑值。

將以上步驟s2-s3概括為“三測”，這樣使用本發(fā)明測量工具的額方法可以概括為：“一看、二調(diào)、三測”三步測量法，操作簡單方便，對操作人員無特殊要求。