用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座的制作方法
【專利摘要】為解決傳統(tǒng)調整測量方法耗時久，精確度低的問題，本發(fā)明提出一種用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座，該用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座為開口朝上的內凹結構；所述套座的外表面為半球形，內表面為錐尖朝下的圓錐形，且所述套座內表面的中心軸線與外表面的中心軸線相重合；所述套座的半球形外表面的球心到圓錐形內表面的圓錐面的距離與放入該套座內的球棱鏡的半徑大小相同；所述套座的上端開設有凹槽，所述凹槽貫穿該套座的內、外表面且開口位于該套座的上表面。使用該套座對設置有圓孔設備進行圓孔中心坐標測量時，能夠減少操作步驟，降低人工投入，提高測量效率和測量精度，從而提高施工質量，縮短工期，提高工作效率。
【專利說明】用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及核電站安裝過程中的測量工具，尤其涉及一種用于調整測量設置有圓孔設備的圓孔中心坐標時放置球棱鏡的套座。
【背景技術】
[0002]在核電設備安裝過程中，設備在安裝時都有其設計的基準點，以便各設備之間的配合更為合理，從而提高設備使用過程中的安全性及穩(wěn)定性。因此，在將設備安裝到廠房中后，需要對設備的安裝位置進行調整測量，以確保該設備被安裝在了設計基準點處。
[0003]許多核電設備上都設置有螺栓孔等圓孔，這些設備的安裝基準點往往會被設置為這些圓孔的中心，如對蒸汽發(fā)生器的垂直支撐進行調整時，需要按照每個支撐上表面的螺孔中心位置對其進行調整定位，然而利用以往的測量方式與測量工具無法直接測量螺孔的中心，需要鉗工劃出輔助線，然后用棱鏡對準鉗工劃出的輔助線，測量儀器(全站儀)瞄準棱鏡，通過測量棱鏡反射出來的光束來測量輔助線，進而通過計算得到螺孔的中心位置坐標。但由于一些精密設備禁止刻劃標記，輔助線在刻畫時只能使用記號筆來進行標記，線條較粗，難以對準，且線條容易被抹掉，棱鏡對點誤差難以避免，導致測量調整不夠精確甚至失敗。且使用傳統(tǒng)方法進行測量，需要投入大量人力物力，同時測量每個點需要的時間較長，嚴重影響工程進度，降低了安裝效率，延長了工期。

【發(fā)明內容】

[0004]為解決傳統(tǒng)調整測量方法耗時久，精確度低的問題，本發(fā)明提出一種用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座，所述用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座為內凹結構；該套座的外表面為半球形，該半球形的水平圓截面朝上，且該套座內凹結構的開口位于所述水平圓截面上；該套座的內表面為圓錐形，且該圓錐形的錐尖部分朝下；所述套座的半球形外表面的球心到圓錐形內表面的圓錐面的距離與放入該套座內的球棱鏡的半徑大小相同。所述套座內表面的中心軸線與外表面的中心軸線相重合；該套座的上端開設有凹槽，所述凹槽貫穿該套座的內、外表面且開口位于該套座的上表面。
[0005]本發(fā)明中套座的半球形外表面的球心到圓錐形內表面的圓錐面的距離是指套座的半球形外表面的球心到所述圓錐形內表面的任意一條圓錐母線(圓錐母線指圓錐的頂點到底面圓周上任意一點的連線)的垂直距離。而根據(jù)球體本身的結構特性，將任意球體置于圓錐形內表面上時，該球體外表面與圓錐形內表面的接觸點處的球徑，與該圓錐形內表面的接觸點處的母線相垂直，也即該接觸點處的圓錐形內表面的母線與該球體相切。因此，當所述套座的半球形外表面的球心到所述圓錐形內表面的圓錐面的距離，與放入該套座內部的球棱鏡的半徑大小相等時，該套座的半球形外表面的球心與放入該套座內部的球棱鏡的球心相重合。
[0006]使用時，將用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座的下端放入需測量中心坐標的圓孔內，使圓孔上表面邊緣與該套座的所述外表面充分接觸，然后將球棱鏡放置在該用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座的內凹部分內，調整球棱鏡，使球棱鏡能夠反射光線的部分對準套座上的凹槽，然后用全站儀對球棱鏡反射出的光線進行測量，讀取數(shù)值，得到該圓孔中心的實際坐標值，將測量出來的實際坐標值與設計值進行比較，當測量值和設計值一致時，完成對該點的調整測量工作，當測量值和設計值不一致時，對該設備進行移動，再次測量，直至該圓孔的中心坐標的測量值與設計值一致，對該點的調整測量工作完成。
[0007]通過全站儀接收由球棱鏡反射光線部分而得到的數(shù)據(jù)，即是被測量球棱鏡的球心位置處的坐標，因此，本發(fā)明中通過用全站儀測量來獲得球棱鏡球心的坐標。在調整測量設置有圓孔的設備的圓孔中心坐標時，不需要測量其高度坐標，因此只要保證所述球棱鏡的球心落在待測量圓孔的中心軸線上即可。由于本發(fā)明套座的半球形外表面的球心到圓錐形內表面的圓錐面的距離與放入該套座內的球棱鏡的半徑大小相同，因此放入該套座內的球棱鏡的球心與該套座的半球形外表面的球心相重合。由于該套座的外表面為半球形，因此該套坐在以任意角度放置在待測量圓孔內后，該套座的球心均位于同一坐標處且落在該待測量圓孔的中心軸線上，由于球棱鏡的球心與套座外表面的球心重合，所以此時放入該套座內的球棱鏡的球心也落在該待測量圓孔的中心軸線上，因此無需對套座進行調平等操作，即可保證測量得到的球棱鏡的坐標值為待測量圓孔的中心坐標，操作簡單方便，且不會影響最終測量結果，精確度較高。
[0008]使用本發(fā)明用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座對設置有圓孔的設備進行圓孔中心坐標測量時，無需進行輔助線刻畫即可完成測量，減少了操作步驟，降低了人力的投入，從而節(jié)約了工作時間及勞動成本，同時避免了記號筆刻畫出的輔助線過粗導致測量結果精度不準的問題，從而提高了測量效率和測量精度，保證了施工質量，并縮短了工期，提高了工作效率。
[0009]優(yōu)選地，所述圓錐形內表面的錐角為90°。所述內表面的錐角為90°時，球棱鏡放入該套座中后，球棱鏡的外表面與該套座的內表面之間的接觸面積達到最大值，使球棱鏡能夠更為穩(wěn)定地進行測量工作。
[0010]優(yōu)選地，所述用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座的內表面的底部設置有磁鐵。球棱鏡的外殼為不銹鋼空心球體，該不銹鋼空心球體上開設有一個圓孔，然后在該圓孔處用一塊可反射光的玻璃或是金屬做成一個棱鏡面。僅將所述球棱鏡放入該套座中時，球棱鏡與該套座的內表面簡單接觸，會導致球棱鏡在測量過程中因外力因素發(fā)生偏轉，影響測量結果，造成測量不準的情況出現(xiàn)。磁鐵能夠產(chǎn)生磁場，而球棱鏡的球體為不銹鋼材質，恰可被磁鐵產(chǎn)生的磁場吸引，從而將球棱鏡固定在用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座中，避免了球棱鏡在使用過程中發(fā)生偏轉，保證了測量結果的準確性。
[0011]進一步地，所述用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座內凹結構的底部設置有容納槽，所述磁鐵設置在該容納槽內。在球棱鏡套座的底部設置容納槽，能夠限定磁鐵的位置，避免在調整球棱鏡時，磁鐵跟隨球棱鏡的移動而發(fā)生滑動，甚至滑動到球棱鏡與該套座內表面的接觸面之間，導致球棱鏡的球心出現(xiàn)偏移，從而影響到最終測量精度。
[0012]使用本發(fā)明用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座對設置有圓孔設備的圓孔中心進行調整測量，能夠節(jié)約大量時間及工序，且能減少測量過程中的誤差，提高了測量精度，使設備能夠準確就位，為后續(xù)其他設備的安裝及連接提供了便利?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座的立體圖；
[0014]圖2為本發(fā)明用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座的剖視圖；
[0015]圖3為本發(fā)明用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座使用狀態(tài)的剖視示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座另一使用狀態(tài)剖視不意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所不,一種用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座,該用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座為內凹結構，開口位于該內凹結構的上端。該套座的外表面I的形狀呈半球形，該套座的內表面2的形狀為錐尖朝下的圓錐形，使得放入該套座的球棱鏡5(如圖3所示)的球心與內表面2的圓錐形的中心軸線相重合，該圓錐形的錐角優(yōu)選為90°，此時球棱鏡5的外表面與該套座的內表面2之間的接觸面積最大，使球棱鏡5能夠更為穩(wěn)定地坐落在套座內，以得到準確的測量結果；內表面2的圓錐形的中心軸線與外表面I的半球體的中心軸線相重合；內表面2的底部設置有容納槽21，以設置磁鐵4 (如圖2所示)來通過磁場固定安置在該套座內的球棱鏡5。該套座的半球形外表面I的球心到圓錐形內表面2的圓錐面的距離h與放入該套座內的球棱鏡5的半徑r大小相同，使得放入該套座內的球棱鏡5的球心O與該套座的半球形外表面I的球心重合。該套座的上端開設有凹槽3，凹槽3貫穿該套座的內、外表面且開口位于該套座的上表面，以使放置在該套座內的球棱鏡5的反射光線的部分能夠通過凹槽3暴露出來。
[0018]本發(fā)明中套座半球形外表面I的球心到圓錐形內表面2的圓錐面的距離h是指套座半球形外表面I的球心到圓錐形內表面2的任意一條圓錐母線(圓錐母線指圓錐的頂點到底面圓周上任意一點的連線)的垂直距離。而根據(jù)球體本身性質，將任意球體置于圓錐形內表面上時，該球體外表面與圓錐形內表面的接觸點處的球徑，與該接觸點處的圓錐形內表面的母線相垂直，也即該接觸點處的圓錐形內表面的母線與該球體相切。因此，當該套座的半球形外表面I的球心到圓錐形內表面2的圓錐面的距離h與放入該套座內的球棱鏡5的半徑r的大小相同時，放入該套座內的球棱鏡5的球心O與該套座的半球形外表面I的球心重合。
[0019]在調整測量設置有圓孔的設備的圓孔6的中心坐標時，由于不需要測量其高度坐標，因此只要保證球棱鏡5的球心O落在待測量圓孔6的中心軸線L上即可通過球棱鏡5的球心O的坐標獲得待測量圓孔6的中心坐標。本發(fā)明中采用全站儀測量來獲得球棱鏡5的球心O的坐標，通過全站儀接收由球棱鏡反射光線部分而得到的數(shù)據(jù)即為被測量球棱鏡5的球心O的坐標，從而通過球棱鏡的球心坐標得到待測量圓孔6的中心坐標。
[0020]由于本發(fā)明套座的半球形外表面I的球心到圓錐形內表面2的圓錐面的距離h與放入該套座內的球棱鏡5的半徑r的大小相同，因此放入該套座內的球棱鏡5的球心O與該套座的半球形外表面I的球心相重合。由于該套座的外表面I為半球形，因此該套座在以任意角度放置在待測量圓孔6內時，如圖4所示，該套座的球心均位于同一坐標處且落在該待測量圓孔6的中心軸線L上，此時放入該套座內的球棱鏡5的球心O也落在該待測量圓孔6的中心軸線L上，因此測量球棱鏡5的球心O坐標即得到了待測量圓孔6的中心坐標，而且本發(fā)明中的套座在任意角度使用都可以使球棱鏡5的球心O落在待測量圓孔6的中心軸線L上，無需對套座進行調平等操作，即可保證測量得到的球棱鏡坐標值為待測量圓孔6的中心坐標，操作簡單方便，且不會影響最終測量結果，精確度較高。
[0021]如圖3所示，使用時，將該用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座的下端伸入需測量中心坐標的圓孔6內，使圓孔6的上表面邊緣與該套座的外表面I充分接觸，然后將球棱鏡5放置在該用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座的內凹部分內，調整球棱鏡5，使球棱鏡5能夠反射光線的部分(圖中未示出)對準凹槽3，由于該套座的半球形外表面I的球心到圓錐形內表面2的圓錐面的距離與放入該套座內的球棱鏡5的半徑大小相同，則此時球棱鏡5的球心O與與該用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座的外表面I的球心相重合。然后使用全站儀對球棱鏡5反射出的光線進行測量，讀取數(shù)值，得到球棱鏡5的球心O的坐標，即為該待測量圓孔6的中心的實際坐標值，然后將測量出來的實際坐標值與設計值進行比較，當測量值和設計值一致時，完成對該點的調整測量工作；當測量值和設計值不一致時，對該設備進行移動，再次測量，直至該圓孔的中心坐標的測量值與設計值一致，對該點的調整測量工作完成。
【權利要求】
1.一種用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座，其特征在于，該用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座為開口朝上的內凹結構；所述套座的外表面為半球形，內表面為錐尖朝下的圓錐形，且所述套座內表面的中心軸線與外表面的中心軸線相重合；所述套座的半球形外表面的球心到圓錐形內表面的圓錐面的距離與放入該套座內的球棱鏡的半徑大小相同；所述套座的上端開設有凹槽，所述凹槽貫穿該套座的內、外表面且開口位于該套座的上表面。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座，其特征在于，所述圓錐形內表面的錐角為90°。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座，其特征在于，所述用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座內表面的底部設置有磁鐵。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座，其特征在于，所述用于測量圓孔中心坐標的球棱鏡套座內表面的底部設置有容納槽，所述磁鐵設置在所述容納槽內。
【文檔編號】G01B11/00GK103940338SQ201410177462
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權日:2014年4月29日
【發(fā)明者】赫海濤, 張永勝, 路宏杰 申請人:中國核工業(yè)二三建設有限公司