摘要：本文以消防管道安裝水平垂直度的自動(dòng)化檢驗(yàn)理論為基礎(chǔ)，以查閱資料的方式，獲取消防管道安裝水平垂直度的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)消防管道安裝水平垂直度的自動(dòng)化檢驗(yàn)理論進(jìn)行分析。經(jīng)過對(duì)消防管道安裝水平垂直度的自動(dòng)化檢驗(yàn)系統(tǒng)的分析，為消防管道的合理應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：消防管道；安裝水平；垂直度；自動(dòng)化；檢驗(yàn)；理論

引言

消防管道是消防工程實(shí)現(xiàn)消防用水運(yùn)送的管道。要保證消防管道的功能，消防管道的安裝精度十分重要，因此要做好消防管道安裝精度的控制。水平垂直度是衡量消防管道安裝質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。當(dāng)管道水平垂直度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后，可以有效避免管道內(nèi)水流不暢、水壓不穩(wěn)定等問題。水平垂直度不達(dá)標(biāo)，影響管道接口，造成接口應(yīng)力過大，火災(zāi)起泵時(shí)出現(xiàn)射水、漏水、部分位置揚(yáng)程大、揚(yáng)程不足等各類問題。自動(dòng)化校驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用可以減少人工操作，提高校驗(yàn)速度和精度。通過激光、微波、攝像頭等技術(shù)，能實(shí)時(shí)測(cè)量消防管道的水平垂直度，并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。同時(shí)，自動(dòng)化校驗(yàn)技術(shù)還能夠記錄校驗(yàn)數(shù)據(jù)，為管道后續(xù)維護(hù)提供依據(jù)?；诖?，對(duì)消防管道安裝水平垂直度的自動(dòng)化檢驗(yàn)理論進(jìn)行分析，通過自動(dòng)化檢驗(yàn)的順利進(jìn)行，能對(duì)消防管道安裝水平垂直度進(jìn)行控制，提高消防送水能力。

一、消防管道安裝水平垂直度的相關(guān)研究

（一）消防管道安裝水平垂直度檢測(cè)的重要性

消防管道是消防水系統(tǒng)的關(guān)鍵內(nèi)容，能為消防提供足夠的水資源，發(fā)揮消防作用。消防管道安裝時(shí)，水平垂直度對(duì)消防管道的影響相對(duì)較大。如果水平垂直度不合格，可能引起消防設(shè)備的應(yīng)用問題，甚至導(dǎo)致消防用水不能及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，使消防效果受到影響。因此，在消防管道安裝時(shí)，水平垂直度的檢測(cè)十分重要[1]。

（二）水平垂直度的相關(guān)要求

結(jié)合消防管道的基本情況，要對(duì)消防管道的垂直度進(jìn)行分析。在具體分析時(shí)，需要對(duì)水平垂直度的相應(yīng)要求進(jìn)行闡述，詳細(xì)內(nèi)容分析如下。

1.消防管道的水平垂直度誤差不要超過管道直徑的1/300，不能超過10mm。現(xiàn)假設(shè)管道的直徑為100mm，水平垂直度的誤差則不要超過0.33mm。需要注意誤差不要＞10mm，從而滿足水平垂直度的控制需求[2]。

2.在消防管道安裝時(shí)，消防管道如果穿越設(shè)備或建筑構(gòu)件，需要注意水平垂直度的誤差不能＞1/600，注意最大誤差不能＞20mm。

按照上述要求，能保證水平垂直度的控制，使消防管道安裝質(zhì)量實(shí)現(xiàn)提升，推動(dòng)消防工程的作用體現(xiàn)。

（三）水平垂直度的檢驗(yàn)方法

針對(duì)消防管道安裝精度的控制，需要采取適宜的水平垂直度檢驗(yàn)方法。

1.經(jīng)緯儀測(cè)量水平垂直度偏差。以經(jīng)緯儀為測(cè)定為基礎(chǔ)，先通過經(jīng)緯儀視線水平后置零或記錄讀數(shù)，再對(duì)消防管道的仰角進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)消防管道的高度進(jìn)行計(jì)算，如果高度已知?jiǎng)t可省略這一步工作。然后，再將十字線對(duì)準(zhǔn)消防管道的底端，找到參照物，實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作。完成后再進(jìn)行儀器的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)水平夾角的測(cè)定，并對(duì)這個(gè)數(shù)值進(jìn)行利用，獲取水平垂直度的偏差值[3]。

2.垂線測(cè)量法。借助垂線完成測(cè)定工作。因?yàn)闇y(cè)量工作中人為因素的影響相對(duì)較大，所以產(chǎn)生的誤差也相對(duì)明顯，控制難度相對(duì)較高[4]。

3.尺量。為了滿足水平垂直度的檢驗(yàn)，還可對(duì)尺量的方法進(jìn)行應(yīng)用。在應(yīng)用這種方法時(shí)，需要借助旋轉(zhuǎn)角度，完成偏差計(jì)算，可參考公式（1），實(shí)現(xiàn)相關(guān)計(jì)算工作。

α=（H/2）b（1）

按照上述公式，能實(shí)現(xiàn)對(duì)水平垂直度偏差的計(jì)算。其中，式中b為靠尺兩端連續(xù)和垂線的偏移程度，H為高度。

4.激光標(biāo)線儀。使用這個(gè)設(shè)備同樣能對(duì)水平垂直度進(jìn)行檢驗(yàn)。在使用時(shí)，以激光為基礎(chǔ)，配合條碼水準(zhǔn)尺，完成水平垂直度的檢驗(yàn)。工作中不需要人工讀數(shù)，能避免人為誤差的影響，還能提高檢驗(yàn)精度[5]。

結(jié)合上述方法，能完成對(duì)消防管道安裝水平垂直度的檢驗(yàn)。在實(shí)際檢驗(yàn)時(shí)，主要依靠人工檢測(cè)，會(huì)有檢測(cè)精度和檢測(cè)效率相對(duì)不高的情況，限制了消防管道安裝水平垂直度的檢驗(yàn)效率。因此，在檢驗(yàn)時(shí)，可對(duì)自動(dòng)化檢驗(yàn)理論進(jìn)行應(yīng)用。

二、自動(dòng)化檢驗(yàn)理論研究

為了滿足消防管道安裝水平垂直度的合理檢驗(yàn)，傳統(tǒng)方法雖能完成檢驗(yàn)，但是在檢驗(yàn)中仍舊存在一定不足。因此，可對(duì)消防管道安裝水平垂直度的自動(dòng)化檢驗(yàn)進(jìn)行研究，提高消防管道安裝精度的控制水平。

（一）自動(dòng)化檢驗(yàn)的相關(guān)理論

自動(dòng)化檢驗(yàn)在許多行業(yè)中都有重要的作用，主要依靠計(jì)算機(jī)的視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)消防管道安裝水平垂直度的自動(dòng)化檢驗(yàn)。在檢驗(yàn)期間，通過傳感器的使用，獲取消防管道安裝水平垂直度的相關(guān)信息，再由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的評(píng)判，保證檢驗(yàn)水平符合消防標(biāo)準(zhǔn)。通過自動(dòng)化檢驗(yàn)，能獲取大量數(shù)據(jù)信息，通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的分析，再由工作人員進(jìn)行相關(guān)安裝工藝的調(diào)整，保證消防管道安裝精度的控制效果。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢驗(yàn)，需要對(duì)消防管道水平垂直度自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，發(fā)揮系統(tǒng)功能，使檢驗(yàn)工作順利開展[6]。

（二）自動(dòng)化校驗(yàn)技術(shù)的特點(diǎn)

1.較高的工作效率。因?yàn)樾畔⒉杉陂g，依靠自動(dòng)化技術(shù)，能很大提升工作效率，并完成大規(guī)模數(shù)據(jù)處理，達(dá)到節(jié)省人力資源的目的。

2.提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。選擇數(shù)據(jù)的智能化處理，對(duì)無利用價(jià)值的信息進(jìn)行處理，進(jìn)而提高信息質(zhì)量。

3.節(jié)省時(shí)間。相較于傳統(tǒng)的檢驗(yàn)工作，選擇自動(dòng)化檢驗(yàn)技術(shù)，能在很大程度上縮短檢驗(yàn)所需的時(shí)間，促使工作人員能在第一時(shí)間接收消防管道水平垂直度的相關(guān)信息，便于對(duì)水平垂直度不合格問題的快速處理[7]。

三、消防管道水平垂直度自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)分析

（一）校驗(yàn)系統(tǒng)的整體架構(gòu)和功能

針對(duì)消防管道安裝水平垂直度的自動(dòng)化校驗(yàn)需求，本文設(shè)計(jì)了一套消防管道水平垂直度自動(dòng)化校驗(yàn)系統(tǒng)，旨在提高校驗(yàn)效率和精度，為消防管道的正常運(yùn)行提供可靠保障。該校驗(yàn)系統(tǒng)的整體架構(gòu)包括測(cè)量傳感器、信號(hào)采集與處理模塊、控制指令生成模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊等。測(cè)量傳感器采用高精度的水平儀和垂直儀，通過與管道接觸直接獲取管道的水平垂直度信息，并將其傳輸給信號(hào)采集與處理模塊。信號(hào)采集與處理模塊根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理和濾波，提取出水平和垂直度的關(guān)鍵特征參數(shù)，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)?？刂浦噶钌赡K根據(jù)這些特征參數(shù)生成相應(yīng)的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)校驗(yàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。數(shù)據(jù)顯示模塊用于實(shí)時(shí)顯示管道的水平垂直度情況，以便操作人員進(jìn)行觀察和判斷。

系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)主要包括自動(dòng)校正和數(shù)據(jù)記錄。自動(dòng)校正功能通過水平儀和垂直儀的校準(zhǔn)，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性和精度。數(shù)據(jù)記錄功能通過將測(cè)量結(jié)果實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，方便日后查詢和分析。同時(shí)，系統(tǒng)還提供了報(bào)警功能，當(dāng)管道的水平垂直度超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，提醒操作人員進(jìn)行處理[8]。

（二）硬件設(shè)備和傳感器的選擇

系統(tǒng)應(yīng)包括合適的硬件設(shè)備和傳感器。在選擇硬件設(shè)備和傳感器時(shí)，需要考慮其適用性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。硬件設(shè)備應(yīng)具備良好的性能和可靠性，能夠滿足校驗(yàn)系統(tǒng)的工作要求，如選擇高精度的水平儀和垂直儀，以確保校驗(yàn)過程的準(zhǔn)確性。傳感器的選擇應(yīng)根據(jù)管道的特性和校驗(yàn)需求進(jìn)行。例如，對(duì)于較長距離管道的校驗(yàn)，可以選擇使用激光水平放線儀進(jìn)行水平度的測(cè)量；對(duì)于垂直度的校驗(yàn)，可以選擇使用傾斜傳感器或者激光垂直放線儀等。傳感器應(yīng)具備高精度、高靈敏度和快速響應(yīng)的特點(diǎn)，以確保校驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[9]。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化，可以在校驗(yàn)系統(tǒng)中使用現(xiàn)代化的自動(dòng)控制器和數(shù)據(jù)采集裝置。自動(dòng)控制器可以對(duì)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，確保校驗(yàn)過程的自動(dòng)化。數(shù)據(jù)采集裝置可以實(shí)時(shí)記錄和保存校驗(yàn)結(jié)果，為后續(xù)分析和處理提供依據(jù)。

（三）軟件的開發(fā)

在校驗(yàn)系統(tǒng)的算法設(shè)計(jì)中，需要考慮消防管道安裝的精度和實(shí)際基準(zhǔn)點(diǎn)位，并將其與實(shí)際安裝管道進(jìn)行自動(dòng)化校驗(yàn)。需要根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定校驗(yàn)指標(biāo)，確定校驗(yàn)精度要求?？梢允褂眉す鉁y(cè)距等技術(shù)手段對(duì)管道進(jìn)行測(cè)量，獲取管道的實(shí)際位置。然后，通過與設(shè)計(jì)位置進(jìn)行比較，計(jì)算出管道的水平與垂直度誤差。

根據(jù)誤差值判斷管道是否符合要求。在軟件開發(fā)方面，可以采用圖像處理技術(shù)對(duì)激光測(cè)距數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提取出所需的水平垂直度信息。同時(shí)，根據(jù)相關(guān)管道特點(diǎn)，結(jié)合Excel表格可以開發(fā)出簡潔、易用的用戶界面，方便操作人員配置校驗(yàn)參數(shù)、啟動(dòng)校驗(yàn)任務(wù)，由激光投線儀輸出并查看校驗(yàn)結(jié)果。做好相關(guān)傳感器輸出數(shù)據(jù)與電腦Excel之間的API對(duì)接。

（四）應(yīng)用實(shí)例分析

在實(shí)際應(yīng)用案例分析中，選取一座大型創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園綜合體的消防管道安裝工程進(jìn)行驗(yàn)證。將傳感器安裝在消防管道的相關(guān)位置，通過數(shù)據(jù)采集和處理，實(shí)時(shí)獲取管道的水平和垂直度信息。系統(tǒng)根據(jù)事先設(shè)定的合格標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和分析，自動(dòng)判斷管道是否符合要求。該系統(tǒng)不僅能夠快速、準(zhǔn)確校驗(yàn)消防管道的水平垂直度，還能自動(dòng)調(diào)整管道位置和姿態(tài)，確保管道符合安裝標(biāo)準(zhǔn)。通過與傳統(tǒng)手工校驗(yàn)方法相比較，不僅提高了工作效率，還減少了人為誤差，提高了安全性和可靠性。

在自動(dòng)化檢驗(yàn)工作當(dāng)中，可按照相應(yīng)流程完成檢驗(yàn)工作。在BIM上標(biāo)定當(dāng)天安裝任務(wù)；確定兩側(cè)卡箍中段施工范圍；水平校準(zhǔn)點(diǎn)選擇（復(fù)測(cè)全站基準(zhǔn)點(diǎn)并引入工作區(qū)間）；儀器（雙線激光經(jīng)緯儀、單線激光水平儀）準(zhǔn)備，該部分儀器經(jīng)過改造；誤差設(shè)定；進(jìn)入工作狀態(tài)。水準(zhǔn)儀和放線儀會(huì)根據(jù)安裝部位傳感器反饋的信號(hào)與后臺(tái)自動(dòng)化裝置、BIM、誤差設(shè)定值進(jìn)行比較，輸出不同顏色的縱橫軸線或邊線。誤差超標(biāo)輸出紅線，反之為合格的綠線。

自動(dòng)控制系統(tǒng)由輸入輸出系統(tǒng)、數(shù)模轉(zhuǎn)換、邏輯運(yùn)算比較單元、智能化采樣系統(tǒng)等組成。接入輸出系統(tǒng)包括測(cè)量儀器、接入傳感器、A/D模塊，邏輯單元有BIM數(shù)據(jù)、運(yùn)算數(shù)據(jù)庫。測(cè)距傳感器選擇（精度與經(jīng)濟(jì)性、抗干擾能力，激光及波長）狹小空間的應(yīng)用，如泵房內(nèi)設(shè)備與管道連接、濕式報(bào)警閥間內(nèi)的應(yīng)用。

通過消防管道安裝水平垂直度自動(dòng)化檢驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用，能完成對(duì)消防管道安裝水平垂直度的檢驗(yàn)。在檢驗(yàn)期間，不僅能自動(dòng)完成檢驗(yàn)，還提高了檢驗(yàn)效率和數(shù)據(jù)的可靠性，符合消防管道安裝精度的控制標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語

本文以消防管道安裝技術(shù)為基礎(chǔ)，先對(duì)消防管道安裝水平垂直度的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，再對(duì)消防管道安裝水平垂直度自動(dòng)化檢驗(yàn)的關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行闡述。通過對(duì)消防管道安裝水平垂直度自動(dòng)化檢驗(yàn)系統(tǒng)的研究，結(jié)合實(shí)踐確保自動(dòng)化檢驗(yàn)的順利進(jìn)行，滿足對(duì)水平垂直度的合理控制，提高消防管道的安裝精度，使其滿足消防工程的消防用水運(yùn)輸需求。

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作者簡介：梁旭（1982- ），男，漢族，廣東德慶人，本科，工程師，研究方向：消防施工調(diào)試自動(dòng)化。