设备安装测量技术及其作用
摘 要 通过对设备安装及其测量技术特点、设备安装测量控制网的建立、设备安装检校测量仪器与方法与设备安装时测量的作用等几个方面详细阐述,以期引起对设备安装测量的关注。本文研究成果具有一定的现实意义与参考价值。
关键词 测量技术;设备安装;控制网
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)082-0186-01
当今的企业大多数都具有自动化机器设备,设备安装行业因此而诞生。一般工业和公共、民用建设项目的设备、线路、管道的安装,35千伏及以下变配电站工程,非标准钢构件的制作安装。设备安装是个工程规模比较大的工作,有些大型企业迁移,一个工程就需要花近半年来实施,而且,对于安装的技术要求,也是相当大的。
1设备安装测量控制网的建立
控制网的形状根据安装对象确定,对小型设备的安装,一般不在需要建立专门的安装控制网了;大型设备的安装,特别是需要分段、分区安装的情况则必须建立安装测量控制网。这类网常布设成精密微型控制网的形式,其精度与设备安装的精度要求有关,对于大型和特种精密设备,测量精度甚至达到了计量级。
1)直伸三角形网。适用条件为直线方向要求高的设备安装。边长观测误差分析:设A为固定点,AB为固定方向,且设为x轴方向。其它控制点1、2…等基本上位于AB直线上,通过边角测量来确定各点的纵横向坐标。由于控制点基本上位于一条直线上,三角形内角接近0°和180°,故三角网的图形条件很差,但边角网的图形条件是强的。这一结论可以从对边角观测值误差方程分析得出。
2)环形控制网。环形控制网一般布设成测高环形、三角网和大地四边形环锁等形式。测高环形三角网:测高环形三角网的布网方案所示,除了测定每个三角形的二条短边外,在每一个狭长的三角形中,在长边上引张一条弦线,再用专用工具丈量三角形之高,根据两边和高可以推算出三角形的三个角值。
3)大地四边形环锁。四边形环锁的图形结构比较坚强,测量全部边不测角度,也是一种较好的布设方案。但它的工作量大,需要具备四种不同长度的铟瓦尺。在评定环形控制网的精度时,一般要求给出切向误差和径向误差,如果在直角坐标系下进行平差,则平差后要将x和y方向的误差转换成切向误差和径向误差。考虑到环形控制网的特点,可采用极坐标系,在平差时要建立大地四边形环锁在极坐标系下的边长误差方程。在高能粒子加速器环形控制网的测量中,现在也可以采用激光跟踪仪的测量方法,为了和其他设备采集的数据对应或便于归算,一般要研制相应的测量目标和配件。
4)三维控制网。三维控制网缺陷:三角高程测量的精度较低,与平面位置的精度不匹配,特别是在野外大气折射对垂直角的影响很大。三维控制网的优点:避免了二次布网、观测和平差的繁琐工作;避免了一些相关元素分开处理在精度上、时间上和信息上带来的损失,理论上更加完善。
5)高程控制网。目前几何水准仍然是精度最高的高程测量方法,因此安装测量的高程控制网一般仍布设成水准网的形式。
2设备安装检校测量仪器与方法
1)传统的测量方法。①样板法。旋转样板法是按给定的抛物线方程,用数控铣床或其他方法制造出抛物线样板;将样板安装到被检天线的轴心线上,当它回转一周时,测量样板曲线和抛物面的吻合间隙,并对天线作出评价。因此样板法成形及测量的关键是如何保持旋转轴与面板设计轴线的一致性。如果沿样板安装一排百分表,每一块表按抛物曲线调到零点,这样既能提高测量精度,也能提高测量速度,称之为样板百分表测量法。固定样板法不再需要旋转样板,而是充分利用天线的成形模具如拉伸模、拉弯模和铆装夹具等作为测量工具,实现单元面板在车间的自检。将单元面板自由贴合在上述模具上,用百分表或塞尺测量贴合间隙,然后评定面板精度。②双五棱镜法。双五棱镜法由一台准直望远镜T和两块五棱镜A和B组成。两块五棱镜可在导轨上沿y轴作直线运动,通过五棱镜A和B可同时观察到P处的标志,改变两棱镜的距离y1和y2,可以使待测点在两棱镜的像重合在一起,组成了一个测量三角形ABP,因α1、α2、y1和y2已知,可以求出P点坐标。该法的优点:可以测量抛物面在不同仰角时的表面精度,测量精度为 ±(0.15~0.7)mm;缺点:要研磨多个五棱镜以适应天线不同区域的测量,结构上较为烦琐,且不能用于非圆对称天线的检测。③经纬仪带尺法。经纬仪带尺法用一台高精度的经纬仪(主要是垂直角精度要求高)和一把特制钢带尺作为检测工具,用经纬仪测垂直角、钢带尺测弧(弦)长,然后计算偏差并进行调整。该法成功与否的关键是:必须保证经纬仪的垂直轴和天线的旋转轴重合、选用高精度的经纬仪和钢带尺。该法应用比较广泛,可用于毫米波天线测量。
2)射电全息法。传统的天线表面精度测量方法缺陷:费时费力;要求天线指向天顶;测量结果是点,不能全面反映天线实际工作的状况;测量精度已基本达到极限。射电全息法是利用天线的远场复方向图与天线口面上的场分布间的傅立叶变换关系,由远场方向图的测量来反推天线口面上的场分布(振幅和相位分布),并由天线口面上场的相位分布,用光线追迹得到天线表面相对于理想抛物面偏差的信息。
3)三坐标测量机。三坐标测量机是工业部门应用最多的坐标测量仪器,在中小型工业设备的安装检测中发挥着重要的作用。三坐标测量机将被测物置于三坐标测量机的测量空间,可获得被测物上各点的坐标位置,根据这些点的空间坐标值,经过数学运算,求出被测物体的集合尺寸、形状和位置。主要用于机械制造、电子、汽车、航空和航天等工业中,由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好,能与柔性制造系统相连接,已成为一类大型精密仪器,有“测量中心”的美誉。
3设备安装时测量的作用
在设备安装过程中第一步就是将设备的实地定位放样,将轮廓线在实地中放样出来,然后根据根据设备的用途、工艺流程或对于同一设备的哥哥不同部分其精度要求是不一致的,而且相差非常悬殊,此时应正确制定设备的定位的精度要求,如果定得过宽,就可能造成仪器受损。
在設备安装过程中运用测量手段是必要的。在设备安装中提供的图纸资料明确地表示设备的安装的边线位置,如果超出位置可能会影响设备自身或者其他设备的安全运行,所以在设备安装中对其进行定位测量,首先是保证按图施工,符合设计要求,更重要的是保证设备与其他设备能够相互安全运行,特别对于精密的仪器,距离的远近又有特殊的要求。
4结语
在设备安装中对其进行定位测量保证按图施工,符合设计要求,更重要的是保证设备与其他设备能够相互安全运行提供重要保障,设备安装测量技术具有以下几个方面的特点:①保证每个部件之间的精密连接,精度要求高。②有特殊的测量仪器和方法。③不同对象安装要求的精度不同。④伴随工程建设的全过程。
参考文献
[1]杨文柱.设备安装工艺[M].北京:中国建筑工业出版社,1989.
[2]李青岳,陈永奇.工程测量学[M].北京:测绘出版社,1995.
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