石油装备的三维测量检测

在石油装备制造业中，大型设备的制造精度和质量控制至关重要，直接关系到石油开采、运输和加工过程的安全与效率。传统的检测手段不易满足对于大尺寸复杂结构的高精度检测需求，往往容易造成测量精度难以保障、测量重复性较差、以及效率相对较低的情况，影响正常施工或作业进度。

Radian激光跟踪仪的应用

激光跟踪仪，作为大尺寸精密三维测量的代表性仪器，已经广泛应用于全球各高端制造产业的研发、设计、生产、质检等各个环节。在针对石油装备三维检测领域，其可充分满足在该领域中对于大型装备各孔、槽或部件位置度的检测确认、同轴度的检测分析与调整指导、平面度的快速检测评估为代表的各项形位公差的（GD&T）检测分析。

    Radian系列激光跟踪仪，是API品牌的代表性产品。其性能强大，对于大尺寸精密测量有着非常多的优势，具有微米级别（μm，1/1000mm）的测量精度、超过160m的测量范围、以及1000Hz（1000点/秒）的数据采集速率；其中Pro型号还集成有可溯源的IFM干涉激光、Plus和Core型号可实现完全无线测量操作，由此可在多种测量环境与要求下，满足石油装备的高精度三维检测。

图1：Radian系列激光跟踪仪

本应用案例背景及测量需求

本项目背景为南美某石油企业，需要对其设施部件进行校准和调平。由于长时间的使用，设施各部件出现偏移，该设施使用皮带轮驱动的电机，需要进行精准的三维检测，确定中心点击平行度，以确保皮带轮之间的平行度以及电机轴的对中效果。从而避免由于部件位置偏差造成的整套系统的运行不稳定、振动、加速磨损、以及后续的时间成本及经济损失。该项检测的精度要求在0.1mm。

图2：本案例中待检测的石油装备

测量实施

    测量工程师首先将Radian激光跟踪仪布设于待测石油机械设施的周边位置，随即开机开始测量。操作者手持内置棱镜的高精度SMR靶球，Radian激光跟踪仪射出激光至靶球中心并锁定跟踪。操作者随即在待测部位使用靶球进行触碰，激光跟踪仪即会以1000Hz的采数速率进行三维数据的实时采集，并将数据传输至笔记本电脑端的测量软件用于后续分析。

数据分析

在测量软件中，数据以点和点云的形式存在。选取相应点组，构建相应的线、面、体等，即可使用软件中的各分析功能实现诸如距离、垂直度、平行度、平面度、圆度、球心、等等各项的分析，也可以导入数模，将实测数据与理论数模进行比对分析误差，达到三维检测的目的。随后可根据设置的格式自动出具相应的报告。

图3：本案例测量现场

其它测量亮点

    基于Radian系列激光跟踪仪强大的动态测量性能，可使用“调装”功能，对部件进行实施调整落位指导。操作者将靶球吸附固定在工件上，通过实时的跟踪测量，该固定点的三维坐标可实时显示在屏幕中，并根据设置，提示操作者偏差方向以及偏差量，并指导实时调整工件位置，直至调整到合适的位置。

此外，除使用高精度靶球实施测量外，API还根据各行业测量应用场景需求，开发了一系列的功能拓展附件，可配合Radian激光跟踪仪实现隐藏点测量、深孔测量、扫描测量、轨迹测量、6自由度（6DoF）测量等等功能。

图4：Radian激光跟踪仪功能拓展附件

总结

API品牌的Radian系列激光跟踪仪，以精度高、集成便携、操作便捷、功能丰富等优势特点，充分满足了石油装备三维检测的各项需求，为石油装备生产制造、检验检测、使用检修领域的各环节提供了卓越的三维测量检测方案。

 图5：API公司总部大楼

关于API

API品牌由Kam Lau博士在1987年创立于美国马里兰州的罗克韦尔，是激光跟踪仪的发明者，同时持有多项全球领先测量科技的专利，是精密测量科技领域的引领者；API自成立以来，始终致力于机械制造领域精密测量仪器和高性能传感器的研发和生产，产品已广泛应用于世界各国的先进制造领域，并在坐标测量和机床性能测试的高精度标准方面处于领先地位。