消防管道安裝水平垂直度的自動化校驗理論研究

摘要：本文以消防管道安裝水平垂直度的自動化檢驗理論為基礎，以查閱資料的方式，獲取消防管道安裝水平垂直度的相關標準，對消防管道安裝水平垂直度的自動化檢驗理論進行分析。經過對消防管道安裝水平垂直度的自動化檢驗系統的分析，為消防管道的合理應用奠定基礎。

關鍵詞：消防管道；安裝水平；垂直度；自動化；檢驗；理論

引言

消防管道是消防工程實現消防用水運送的管道。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量的重要指標之一。當管道水平垂直度達到規定標準后，可以有效避免管道內水流不暢、水壓不穩定等問題。水平垂直度不達標，影響管道接口，造成接口應力過大，火災起泵時出現射水、漏水、部分位置揚程大、揚程不足等各類問題。自動化校驗技術的應用可以減少人工操作，提高校驗速度和精度。通過激光、微波、攝像頭等技術，能實時測量消防管道的水平垂直度，并與標準數值進行比對，及時發現并解決問題。同時，自動化校驗技術還能夠記錄校驗數據，為管道后續維護提供依據。基于此，對消防管道安裝水平垂直度的自動化檢驗理論進行分析，通過自動化檢驗的順利進行，能對消防管道安裝水平垂直度進行控制，提高消防送水能力。

一、消防管道安裝水平垂直度的相關研究

（一）消防管道安裝水平垂直度檢測的重要性

消防管道是消防水系統的關鍵內容，能為消防提供足夠的水資源，發揮消防作用。消防管道安裝時，水平垂直度對消防管道的影響相對較大。如果水平垂直度不合格，可能引起消防設備的應用問題，甚至導致消防用水不能及時到達現場，使消防效果受到影響。因此，在消防管道安裝時，水平垂直度的檢測十分重要[1]。

（二）水平垂直度的相關要求

結合消防管道的基本情況，要對消防管道的垂直度進行分析。在具體分析時，需要對水平垂直度的相應要求進行闡述，詳細內容分析如下。

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。現假設管道的直徑為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，消防管道如果穿越設備或建筑構件，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，使消防管道安裝質量實現提升，推動消防工程的作用體現。

（三）水平垂直度的檢驗方法

針對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方法。

1.經緯儀測量水平垂直度偏差。以經緯儀為測定為基礎，先通過經緯儀視線水平后置零或記錄讀數，再對消防管道的仰角進行測定，并對消防管道的高度進行計算，如果高度已知則可省略這一步工作。然后，再將十字線對準消防管道的底端，找到參照物，實現測量工作。完成后再進行儀器的旋轉，實現水平夾角的測定，并對這個數值進行利用，獲取水平垂直度的偏差值[3]。

2.垂線測量法。借助垂線完成測定工作。因為測量工作中人為因素的影響相對較大，所以產生的誤差也相對明顯，控制難度相對較高[4]。

3.尺量。為了滿足水平垂直度的檢驗，還可對尺量的方法進行應用。在應用這種方法時，需要借助旋轉角度，完成偏差計算，可參考公式（1），實現相關計算工作。

α=（H/2）b（1）

按照上述公式，能實現對水平垂直度偏差的計算。其中，式中b為靠尺兩端連續和垂線的偏移程度，H為高度。

4.激光標線儀。使用這個設備同樣能對水平垂直度進行檢驗。在使用時，以激光為基礎，配合條碼水準尺，完成水平垂直度的檢驗。工作中不需要人工讀數，能避免人為誤差的影響，還能提高檢驗精度[5]。

結合上述方法，能完成對消防管道安裝水平垂直度的檢驗。在實際檢驗時，主要依靠人工檢測，會有檢測精度和檢測效率相對不高的情況，限制了消防管道安裝水平垂直度的檢驗效率。因此，在檢驗時，可對自動化檢驗理論進行應用。

二、自動化檢驗理論研究

為了滿足消防管道安裝水平垂直度的合理檢驗，傳統方法雖能完成檢驗，但是在檢驗中仍舊存在一定不足。因此，可對消防管道安裝水平垂直度的自動化檢驗進行研究，提高消防管道安裝精度的控制水平。

（一）自動化檢驗的相關理論

自動化檢驗在許多行業中都有重要的作用，主要依靠計算機的視覺和機器學習等技術，實現對消防管道安裝水平垂直度的自動化檢驗。在檢驗期間，通過傳感器的使用，獲取消防管道安裝水平垂直度的相關信息，再由計算機實現相關信息的評判，保證檢驗水平符合消防標準。通過自動化檢驗，能獲取大量數據信息，通過計算機實現數據信息的分析，再由工作人員進行相關安裝工藝的調整，保證消防管道安裝精度的控制效果。為了實現自動化檢驗，需要對消防管道水平垂直度自動化校驗系統進行構建，發揮系統功能，使檢驗工作順利開展[6]。

（二）自動化校驗技術的特點

1.較高的工作效率。因為信息采集期間，依靠自動化技術，能很大提升工作效率，并完成大規模數據處理，達到節省人力資源的目的。

2.提升數據質量。選擇數據的智能化處理，對無利用價值的信息進行處理，進而提高信息質量。

3.節省時間。相較于傳統的檢驗工作，選擇自動化檢驗技術，能在很大程度上縮短檢驗所需的時間，促使工作人員能在第一時間接收消防管道水平垂直度的相關信息，便于對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化校驗系統分析

（一）校驗系統的整體架構和功能

針對消防管道安裝水平垂直度的自動化校驗需求，本文設計了一套消防管道水平垂直度自動化校驗系統，旨在提高校驗效率和精度，為消防管道的正常運行提供可靠保障。該校驗系統的整體架構包括測量傳感器、信號采集與處理模塊、控制指令生成模塊和數據顯示模塊等。測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，并將其傳輸給信號采集與處理模塊。信號采集與處理模塊根據傳感器采集到的數據進行信號處理和濾波，提取出水平和垂直度的關鍵特征參數，并轉化為數字信號。控制指令生成模塊根據這些特征參數生成相應的控制指令，實現對校驗系統的自動控制。數據顯示模塊用于實時顯示管道的水平垂直度情況，以便操作人員進行觀察和判斷。

系統的功能設計主要包括自動校正和數據記錄。自動校正功能通過水平儀和垂直儀的校準，保證了測量的準確性和精度。數據記錄功能通過將測量結果實時存儲到數據庫中，方便日后查詢和分析。同時，系統還提供了報警功能，當管道的水平垂直度超出預設范圍時，系統會自動發出警報，提醒操作人員進行處理[8]。

（二）硬件設備和傳感器的選擇

系統應包括合適的硬件設備和傳感器。在選擇硬件設備和傳感器時，需要考慮其適用性、準確性和穩定性。硬件設備應具備良好的性能和可靠性，能夠滿足校驗系統的工作要求，如選擇高精度的水平儀和垂直儀，以確保校驗過程的準確性。傳感器的選擇應根據管道的特性和校驗需求進行。例如，對于較長距離管道的校驗，可以選擇使用激光水平放線儀進行水平度的測量；對于垂直度的校驗，可以選擇使用傾斜傳感器或者激光垂直放線儀等。傳感器應具備高精度、高靈敏度和快速響應的特點，以確保校驗結果的準確性和可靠性[9]。為了實現系統的自動化，可以在校驗系統中使用現代化的自動控制器和數據采集裝置。自動控制器可以對傳感器進行實時監測和控制，確保校驗過程的自動化。數據采集裝置可以實時記錄和保存校驗結果，為后續分析和處理提供依據。

（三）軟件的開發

在校驗系統的算法設計中，需要考慮消防管道安裝的精度和實際基準點位，并將其與實際安裝管道進行自動化校驗。需要根據國家相關標準制定校驗指標，確定校驗精度要求。可以使用激光測距等技術手段對管道進行測量，獲取管道的實際位置。然后，通過與設計位置進行比較，計算出管道的水平與垂直度誤差。

根據誤差值判斷管道是否符合要求。在軟件開發方面，可以采用圖像處理技術對激光測距數據進行處理和分析，提取出所需的水平垂直度信息。同時，根據相關管道特點，結合Excel表格可以開發出簡潔、易用的用戶界面，方便操作人員配置校驗參數、啟動校驗任務，由激光投線儀輸出并查看校驗結果。做好相關傳感器輸出數據與電腦Excel之間的API對接。

（四）應用實例分析

在實際應用案例分析中，選取一座大型創新產業園綜合體的消防管道安裝工程進行驗證。將傳感器安裝在消防管道的相關位置，通過數據采集和處理，實時獲取管道的水平和垂直度信息。系統根據事先設定的合格標準，對采集到的數據進行比對和分析，自動判斷管道是否符合要求。該系統不僅能夠快速、準確校驗消防管道的水平垂直度，還能自動調整管道位置和姿態，確保管道符合安裝標準。通過與傳統手工校驗方法相比較，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。

在自動化檢驗工作當中，可按照相應流程完成檢驗工作。在BIM上標定當天安裝任務；確定兩側卡箍中段施工范圍；水平校準點選擇（復測全站基準點并引入工作區間）；儀器（雙線激光經緯儀、單線激光水平儀）準備，該部分儀器經過改造；誤差設定；進入工作狀態。水準儀和放線儀會根據安裝部位傳感器反饋的信號與后臺自動化裝置、BIM、誤差設定值進行比較，輸出不同顏色的縱橫軸線或邊線。誤差超標輸出紅線，反之為合格的綠線。

自動控制系統由輸入輸出系統、數模轉換、邏輯運算比較單元、智能化采樣系統等組成。接入輸出系統包括測量儀器、接入傳感器、A/D模塊，邏輯單元有BIM數據、運算數據庫。測距傳感器選擇（精度與經濟性、抗干擾能力，激光及波長）狹小空間的應用，如泵房內設備與管道連接、濕式報警閥間內的應用。

通過消防管道安裝水平垂直度自動化檢驗系統的應用，能完成對消防管道安裝水平垂直度的檢驗。在檢驗期間，不僅能自動完成檢驗，還提高了檢驗效率和數據的可靠性，符合消防管道安裝精度的控制標準。

結語

本文以消防管道安裝技術為基礎，先對消防管道安裝水平垂直度的相關內容進行分析，再對消防管道安裝水平垂直度自動化檢驗的關鍵內容進行闡述。通過對消防管道安裝水平垂直度自動化檢驗系統的研究，結合實踐確保自動化檢驗的順利進行，滿足對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輸需求。

參考文獻

[1]張行.消防管道安裝技術重點研究[J].科技創新導報，2022，19（21）：49-51.

[2]廖兵兵，田利，包榮才，等.復雜環境下消防水管道泄漏綜合檢測技術研究[J].中國特種設備安全，2024，40（01）：47-50.

[3]楊杰，呂蘭軍.消防管道安裝技術重點分析[J].居業，2023（02）：142-144.

[4]李委軒.建筑工程消防安裝施工的要點分析[J].門窗，2023（08）：34-36.

[5]消防行業標準-消防工程施工及驗收規范[S].國家質檢總局，2009.

[6]李圓圓，周明.消防管道安裝水平垂直度自動化校驗研究[J].城市建筑，2020（12）：45-49.

[7]王軍，劉鵬.消防管道水平垂直度自動校驗儀的設計[J].石河子大學學報（自然科學版），2020，38（01）：20-22.

[8]張曉飛，王磊.激光測距在消防管道安裝水平垂直度校驗中的應用[J].工程施工，2019（06）：87-90.

[9]陳宇明，劉波.消防管道水平垂直度自動化校驗技術的研究與應用[J].消防科學與技術，2019，38（10）：105-108.

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