本申请涉及腐蚀控制中的管道腐蚀检查技术领域，尤其涉及一种管道防腐层监测点角度定位方法、装置及监测设备。
背景技术：
电厂及其他工业领域大量使用管道输送海水、蒸汽、酸碱等介质，为了防止海水等介质腐蚀管道，往往会在管道内部增加相应的防腐层，如涂层、橡胶衬里、衬塑等。然而，随着服役时间的增长，管道内部防腐层往往会出现局部或者整体的老化现象，若在此过程中未对相关性能进行检测、检查、评估并跟踪分析，一旦防腐层在服役过程中出现异常老化现象，将会导致管道金属基体与介质直接接触，使金属管道发生腐蚀。当腐蚀到一定程度，金属管道会丧失完整性，出现破口，进而需要进行维修，由于现场施工条件的限制，这些维修防腐层的性能较出厂时的差；若修复后的管道无法满足性能要求，则需进行更换，而现场固有管道更换成本巨大。因此，对防腐层老化以及维修部位的持续跟踪，能够为防腐层更换窗口提供有力的依据。
现阶段管道防腐层老化趋势的数据包括：厚度、硬度以及附着力等参数，而目前获取这些数据的方式只是随机抽点进行测量并记录，由于防腐层原材料、施工人员技能以及不同部位的不同运行工况等条件会影响测量数据，所以历次测量的数据对老化趋势判断的意义有限。
因此，需要研制出一种能够对管道防腐层监测点进行准确定位的测量工具，将每次监测点进行固定，通过分析这些监测点的历次数据，分析防腐层的老化趋势，其中，长度定位可采取激光测距或超声波测距，然而角度定位还未有较为有效的定位方法。
为此，本申请急需提供一种管道防腐层监测点角度定位方法、装置及监测设备，以实现管道防腐层监测点准确的角度定位，便于跟踪管道防腐层的性能参数变化，进而实现管道防腐层老化监测数据的连续性和有效性。
技术实现要素：
本申请提供了一种管道防腐层监测点角度定位方法、装置及监测设备，目的在于用于实现管道防腐层监测点准确的角度定位，便于跟踪管道防腐层的性能参数变化，进而实现管道防腐层老化监测数据的连续性和有效性。
为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
一种管道防腐层监测点角度定位方法，应用于测试控制器，将监测设备的一条宽边边缘线以待监测点为基准，贴合在待监测管道内壁表面上，另一条宽边边缘线贴合在所述待监测管道内壁表面上，以所述监测设备的长边边缘线构成所述待监测管道的弦，该方法包括：
获取第一角度和第二角度，所述第一角度和所述第二角度分别为以所述待检测点为角点，所述监测设备的长边边缘线与铅垂线的夹角，所述监测设备的长边边缘线与所述待监测管道半径之间的夹角；
将所述第一角度和所述第二角度作为输入，根据预设公式计算第三角度，所述第三角度为所述待检测点与管道中心连线和所述待监测管道的竖直中心线之间的夹角；
将所述第三角度作为输出角度进行输出，以实现所述待监测点在所述待监测管道中的角度定位。
优选的，所述第二角度的计算过程，包括：
接收所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径；
根据所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径，按照三角函数计算公式计算所述第二角度，所述三角函数计算公式为
优选的，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，根据预设公式计算第三角度，包括：
监测所述第一角度的大小；
当所述第一角度的大小在第一预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第一预设公式计算所述第三角度，所述第一预设公式为α＝180° β-γ，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度；
当所述第一角度的大小在第二预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第二预设公式计算所述第三角度，所述第二预设公式为α＝β-γ-180°，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度。
一种管道防腐层监测点角度定位装置，应用于测试控制器，将监测设备的一条宽边边缘线以待监测点为基准，贴合在待监测管道内壁表面上，另一条宽边边缘线贴合在所述待监测管道内壁表面上，以所述监测设备的长边边缘线构成所述待监测管道的弦，该装置包括：
获取单元，用于获取第一角度和第二角度，所述第一角度和所述第二角度分别为以所述待检测点为角点，所述监测设备的长边边缘线与铅垂线的夹角，所述监测设备的长边边缘线与所述待监测管道半径之间的夹角；
计算单元，用于将所述第一角度和所述第二角度作为输入，根据预设公式计算第三角度，所述第三角度为所述待检测点与管道中心连线和所述待监测管道的竖直中心线之间的夹角；
输出单元，用于将所述第三角度作为输出角度进行输出，以实现所述待监测点在所述待监测管道中的角度定位。
优选的，所述获取单元具体用于：
接收所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径；
根据所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径，按照三角函数计算公式计算所述第二角度，所述三角函数计算公式为
优选的，所述计算单元具体用于：
监测所述第一角度的大小；
当所述第一角度的大小在第一预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第一预设公式计算所述第三角度，所述第一预设公式为α＝180° β-γ，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度；
当所述第一角度的大小在第二预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第二预设公式计算所述第三角度，所述第二预设公式为α＝β-γ-180°，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度。
一种监测设备，包括：壳体、设置在所述壳体上的输入装置和输出装置、设置在所述壳体下方的基座，在所述壳体中还包括：测试控制器，所述测试控制器执行上述所述的管道防腐层监测点角度定位方法，其中：
所述输入装置用于输入所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径；
所述输出装置用于输出根据所述管道防腐层监测点角度定位方法计算得到的第三角度，所述第三角度为所述待检测点与管道中心连线和所述待监测管道的竖直中心线之间的夹角。
优选的，所述输入装置为键盘。
优选的，所述输出装置为显示屏。
本申请所述的管道防腐层监测点角度定位方法、装置及监测设备，该方法应用于测试控制器，将监测设备的一条宽边边缘线以待监测点为基准，贴合在待监测管道内壁表面上，另一条宽边边缘线贴合在所述待监测管道内壁表面上，以所述监测设备的长边边缘线构成所述待监测管道的弦，该方法先获取第一角度和第二角度，所述第一角度和所述第二角度分别为以所述待检测点为角点，所述监测设备的长边边缘线与铅垂线的夹角，所述监测设备的长边边缘线与所述待监测管道半径之间的夹角；然后将所述第一角度和所述第二角度作为输入，根据预设公式计算第三角度，所述第三角度为所述待检测点与管道中心连线和所述待监测管道的竖直中心线之间的夹角；最终将所述第三角度作为输出角度进行输出，以实现所述待监测点在所述待监测管道中的角度定位。本申请通过对管道内某点的角度测量，从而确定腐蚀监测点位置，该设备的设计解决了腐蚀监测点角度无法定位的问题，实现管道防腐层缺陷的跟踪以及老化监测数据的连续性和有效性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种管道防腐层监测点角度定位方法流程图；
图2为本申请实施例提供的角度定位原理示意图；
图3为本申请实施例提供的一种管道防腐层监测点角度定位装置结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种监测设备结构示意图；
图5为本申请实施例提供的现场监测安装示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，本申请实施例提供了一种管道防腐层监测点角度定位方法流程图，该方法应用于测试控制器，在进行角度定位时，先将监测设备的一条宽边边缘线以待监测点为基准，贴合在待监测管道内壁表面上，另一条宽边边缘线贴合在所述待监测管道内壁表面上，以所述监测设备的长边边缘线构成所述待监测管道的弦，如图2所示，该方法具体包括如下步骤：
步骤s101：获取第一角度和第二角度，所述第一角度和所述第二角度分别为以所述待检测点为角点，所述监测设备的长边边缘线与铅垂线的夹角，所述监测设备的长边边缘线与所述待监测管道半径之间的夹角。
通过现有设备可以根据铅垂线始终垂直的原理，可以测量出监测设备的倾斜角，即第一角度，该角度为以待检测点为角点，所述监测设备的长边边缘线与铅垂线的夹角，如图2中所示的β角。
需要说明的是，本申请实施例中，待监测点的定位以监测设备端点的左端点为基准，以第一角度β＝0°的位置为起点，即监测设备处于左侧竖直位置，监测设备顺时针移动过程中，第一角度β不断增大。
本步骤中的第二角度为以所述待检测点为角点，所述监测设备的长边边缘线与所述待监测管道半径之间的夹角，如图2中所示的γ角。具体的，该第二角度的计算过程，包括：
接收所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径。
根据所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径，按照三角函数计算公式计算所述第二角度，所述三角函数计算公式为
本申请实施例中，以现场管道为例，待监测管道的直径为710mm，则其半径oa为710mm/2＝355mm，监测设备的长边边缘线的长度为100mm，根据图2所示的关系，可以通过三角函数计算公式为
即：计算公式如下：
由此可知，第二角度γ＝81.90°≈82°
需要说明的是，在监测过程中，如果监测设备和待监测管道已经确定，则该第二角度γ作为常数参与后续的计算过程。
步骤s102：将所述第一角度和所述第二角度作为输入，根据预设公式计算第三角度，所述第三角度为所述待检测点与管道中心连线和所述待监测管道的竖直中心线之间的夹角。
上述将所述第一角度和所述第二角度作为输入，根据预设公式计算第三角度，具体包括：
监测所述第一角度的大小。
当所述第一角度的大小在第一预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第一预设公式计算所述第三角度，所述第一预设公式为α＝180° β-γ，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度。
当所述第一角度的大小在第二预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第二预设公式计算所述第三角度，所述第二预设公式为α＝β-γ-180°，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度。
因此，在本申请实施例中，根据图2所示的角度关系图，给出第一预设公式为：α＝180° β-γ，由此可以得出：
当监测设备处于待监测管道最左侧竖直状态时，第一角度β＝0°，则根据上述第一预设公式可知：
α＝α1＝180° β-γ＝180° 0°-82°＝98°
当监测设备处于待监测管道最顶段水平状态时，第一角度β＝90°，则根据上述公式可知：
α＝α2＝180° β-γ＝180° 90°-82°＝188°
当监测设备处于待监测管道最右侧竖直状态时，第一角度β＝180°，则根据上述公式可知：
α＝α3＝180° β-γ＝180° 180°-82°＝278°
当监测设备处于待监测管道最低点水平状态时，第一角度β＝270°，则根据上述公式可知：
α＝180° β-γ＝180° 270°-82°＝368°
当第一角度β＝270°时，第三角度α大于360°，但是待监测点与管道中心连线和待监测管道竖直中心线的夹角小于90°，这是因为在第一角度β＝0°时，对应第三角度α＝98°，因此，当监测设备旋转到β＝262°时，待监测点位于待监测管道最低点，即第三角度α＝360°，为使第三角度α从0°开始增加，本申请实施例中规定：当第三角度α大于360°，对应的计算公式变更为第二预设公式：α＝180° β-γ-360＝β-γ-180°。
此时，当监测设备处于待监测管道最低点水平状态时，第一角度β＝270°，根据上述第二预设公式可知：
α＝α4＝β-γ-180°＝270°-82°-180°＝8°
当监测设备处于待监测管道最左侧竖直状态时，第一角度β＝360°，则根据上述第二预设公式可知：
α＝α1＝β-γ-180°＝360°-82°-180°＝98°
同样是在待监测管道最左侧竖直状态时，利用第一预设公式与利用第二预设公式计算相同位置的结果一致。
因此，可以得出下面的结论：
第一角度β从0°增加到262°时，则第三角度α对应从98°增加到360°，而第一角度β从262°增加到360°时，则第三角度α对应从0°增加到98°。
步骤s103：将所述第三角度作为输出角度进行输出，以实现所述待监测点在所述待监测管道中的角度定位。
本申请所述的管道防腐层监测点角度定位方法，该方法应用于测试控制器，将监测设备的一条宽边边缘线以待监测点为基准，贴合在待监测管道内壁表面上，另一条宽边边缘线贴合在所述待监测管道内壁表面上，以所述监测设备的长边边缘线构成所述待监测管道的弦，该方法先获取第一角度和第二角度，所述第一角度和所述第二角度分别为以所述待检测点为角点，所述监测设备的长边边缘线与铅垂线的夹角，所述监测设备的长边边缘线与所述待监测管道半径之间的夹角；然后将所述第一角度和所述第二角度作为输入，根据预设公式计算第三角度，所述第三角度为所述待检测点与管道中心连线和所述待监测管道的竖直中心线之间的夹角；最终将所述第三角度作为输出角度进行输出，以实现所述待监测点在所述待监测管道中的角度定位。本申请通过对管道内某点的角度测量，从而确定腐蚀监测点位置，该设备的设计解决了腐蚀监测点角度无法定位的问题，实现管道防腐层缺陷的跟踪以及老化监测数据的连续性和有效性。
请参阅图3，基于上述实施例公开的一种管道防腐层监测点角度定位方法，本实施例对应公开了一种管道防腐层监测点角度定位装置，应用于测试控制器，将监测设备的一条宽边边缘线以待监测点为基准，贴合在待监测管道内壁表面上，另一条宽边边缘线贴合在所述待监测管道内壁表面上，以所述监测设备的长边边缘线构成所述待监测管道的弦，该装置具体包括：获取单元301、计算单元302和输出单元303，其中：
获取单元301，用于获取第一角度和第二角度，所述第一角度和所述第二角度分别为以所述待检测点为角点，所述监测设备的长边边缘线与铅垂线的夹角，所述监测设备的长边边缘线与所述待监测管道半径之间的夹角。
计算单元302，用于将所述第一角度和所述第二角度作为输入，根据预设公式计算第三角度，所述第三角度为所述待检测点与管道中心连线和所述待监测管道的竖直中心线之间的夹角。
输出单元303，用于将所述第三角度作为输出角度进行输出，以实现所述待监测点在所述待监测管道中的角度定位。
优选的，所述获取单元301具体用于：
接收所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径；
根据所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径，按照三角函数计算公式计算所述第二角度，所述三角函数计算公式为
优选的，所述计算单元302具体用于：
监测所述第一角度的大小；
当所述第一角度的大小在第一预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第一预设公式计算所述第三角度，所述第一预设公式为α＝180° β-γ，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度；
当所述第一角度的大小在第二预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第二预设公式计算所述第三角度，所述第二预设公式为α＝β-γ-180°，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度。
在上述公开的管道防腐层监测点角度定位方法及装置的基础，如图4和图5所示，本申请实施例还公开了一种监测设备，该监测设备包括：壳体4、设置在所述壳体4上的输入装置2和输出装置1、设置在所述壳体4下方的基座3，在所述壳体4中还包括：测试控制器5，所述测试控制器执行上述所述的管道防腐层监测点角度定位方法，其中：
所述输入装置用于输入所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径；
所述输出装置用于输出根据所述管道防腐层监测点角度定位方法计算得到的第三角度，所述第三角度为所述待检测点与管道中心连线和所述待监测管道的竖直中心线之间的夹角。
优选的，所述输入装置2为键盘。
优选的，所述输出装置1为显示屏。
作为一个实施例，本申请实施例提供的监测设备，如图4和图5所示，该监测设备由显示屏1、键盘2、钢基座3、外壳4组成，其中，钢基座3采用不锈钢制造、显示屏1为电子数显显示屏，其余部件材质为高强度的工程塑料。该监测设备的壳体长10cm、宽3cm、高5cm。将待监测管道直径和刚基座3长边边缘线的长度通过键盘4输入测试控制器5中，然后将钢基座3两条宽边边缘线以监测点6为基准贴合在待监测管道7内壁表面上，通过显示屏1显示获得的角度数据。
本申请通过对待监测管道内某点的角度测量，从而确定腐蚀监测点位置。该监测设备的设计解决了腐蚀监测点角度无法定位的问题，实现待监测管道防腐层老化监测数据的连续性和有效性。此外，本申请提供的监测设备，结构灵巧，测量简单，对机组的正常运行影响较小。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种管道防腐层监测点角度定位方法，其特征在于，应用于测试控制器，将监测设备的一条宽边边缘线以待监测点为基准，贴合在待监测管道内壁表面上，另一条宽边边缘线贴合在所述待监测管道内壁表面上，以所述监测设备的长边边缘线构成所述待监测管道的弦，该方法包括：
获取第一角度和第二角度，所述第一角度和所述第二角度分别为以所述待检测点为角点，所述监测设备的长边边缘线与铅垂线的夹角，所述监测设备的长边边缘线与所述待监测管道半径之间的夹角；
将所述第一角度和所述第二角度作为输入，根据预设公式计算第三角度，所述第三角度为所述待检测点与管道中心连线和所述待监测管道的竖直中心线之间的夹角；
将所述第三角度作为输出角度进行输出，以实现所述待监测点在所述待监测管道中的角度定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二角度的计算过程，包括：
接收所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径；
根据所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径，按照三角函数计算公式计算所述第二角度，所述三角函数计算公式为
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，根据预设公式计算第三角度，包括：
监测所述第一角度的大小；
当所述第一角度的大小在第一预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第一预设公式计算所述第三角度，所述第一预设公式为α＝180° β-γ，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度；
当所述第一角度的大小在第二预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第二预设公式计算所述第三角度，所述第二预设公式为α＝β-γ-180°，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度。
4.一种管道防腐层监测点角度定位装置，其特征在于，应用于测试控制器，将监测设备的一条宽边边缘线以待监测点为基准，贴合在待监测管道内壁表面上，另一条宽边边缘线贴合在所述待监测管道内壁表面上，以所述监测设备的长边边缘线构成所述待监测管道的弦，该装置包括：
获取单元，用于获取第一角度和第二角度，所述第一角度和所述第二角度分别为以所述待检测点为角点，所述监测设备的长边边缘线与铅垂线的夹角，所述监测设备的长边边缘线与所述待监测管道半径之间的夹角；
计算单元，用于将所述第一角度和所述第二角度作为输入，根据预设公式计算第三角度，所述第三角度为所述待检测点与管道中心连线和所述待监测管道的竖直中心线之间的夹角；
输出单元，用于将所述第三角度作为输出角度进行输出，以实现所述待监测点在所述待监测管道中的角度定位。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述获取单元具体用于：
接收所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径；
根据所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径，按照三角函数计算公式计算所述第二角度，所述三角函数计算公式为
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述计算单元具体用于：
监测所述第一角度的大小；
当所述第一角度的大小在第一预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第一预设公式计算所述第三角度，所述第一预设公式为α＝180° β-γ，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度；
当所述第一角度的大小在第二预设范围内时，将所述第一角度和所述第二角度作为输入，按照第二预设公式计算所述第三角度，所述第二预设公式为α＝β-γ-180°，其中，α为第三角度，β为第一角度，γ为第二角度。
7.一种监测设备，其特征在于，包括：壳体、设置在所述壳体上的输入装置和输出装置、设置在所述壳体下方的基座，在所述壳体中还包括：测试控制器，所述测试控制器执行上述权利要求1-3任意一项中的管道防腐层监测点角度定位方法，其中：
所述输入装置用于输入所述监测设备的长边边缘线的长度和所述待监测管道的半径；
所述输出装置用于输出根据所述管道防腐层监测点角度定位方法计算得到的第三角度，所述第三角度为所述待检测点与管道中心连线和所述待监测管道的竖直中心线之间的夹角。
8.根据权利要求7所述的监测设备，其特征在于，所述输入装置为键盘。
9.根据权利要求7所述的监测设备，其特征在于，所述输出装置为显示屏。
技术总结