CN102507617A - 一种管排焊缝x射线数字成像检测装置 - Google Patents

Abstract

一种管排焊缝X射线数字成像检测装置，属于检测装置领域。本发明包括射线防护装置、管排输送料架、管头调节机构、探测器调节机构、激光视频导航装置、计算机图像处理系统和主控台，射线防护装置包括置物部分和实体部分，探测器调节机构包括射线探测器；射线防护装置两端为管排输送料架；管头调节机构下部为激光视频导航装置，二者均安装在射线防护装置置物部分上部；探测器调节机构安装在射线防护装置置物部分下部；计算机图像处理系统安装在主控台上，计算机图像处理系统通过通讯电缆连接射线探测器。

Description

一种管排焊缝X射线数字成像检测装置

技术领域

本发明涉及一种管排焊缝X射线数字成像检测装置，属于检测装置领域。

背景技术

蛇形管排和莫氏壁管屏是锅炉的主要受压部件，对其焊缝质量的要求甚高，生产过程中非常重视质量检验。管排上需要检测的焊缝大都是小直径管子对接环焊缝，这些焊缝分布的随机性较大，当前只能采用X射线胶片照相法进行焊缝质量检测。

由于管排体积可达到长度20米、宽度4.5米以上的几何尺寸，重量达到数吨，经常需要专门的运送车将管屏运送至探伤室进行检测。检测过程中，每次只能对一个焊口进行曝光照相，工序复杂，检测准备工作时间较长，检测人员劳动强度大、检测效率低、成本高。其次，由于是胶片成像，底片加工所需的大量化学药剂容易产生化学垃圾和造成环境污染。

发明内容

本发明针对现有X射线胶片照相法存在的工序复杂，检测准备工作时间较长，检测人员劳动强度大、检测效率低、成本高还易造成环境污染的问题，提供一种检测效率高环保性好并且无需耗用检测人员大量劳动的管排焊缝X射线数字成像检测装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种管排焊缝X射线数字成像检测装置，包括射线防护装置、管排输送料架、管头调节机构、探测器调节机构、激光视频导航装置、计算机图像处理系统和主控台，所述射线防护装置包括置物部分和实体部分，探测器调节机构包括射线探测器；所述射线防护装置两端为管排输送料架；

所述管头调节机构下部为激光视频导航装置，二者均安装在射线防护装置置物部分上部；

所述探测器调节机构安装在射线防护装置置物部分下部；

所述计算机图像处理系统安装在主控台上，所述计算机图像处理系统通过通讯电缆连接射线探测器。

作为优选，所述射线防护装置前、后各安装有一个电控开关门，左、右均设一对防护铅屏风，所述一对防护铅屏风中间设有防护通道，所述防护通道上端设置有柔性铅帘。

作为优选，所述管排输送料架包括输送辊轮、联轴器、链条和调速电机，所述输送辊轮之间采用联轴器连接，所述输送辊轮上均设有链条，所述链条连接调速电机；

所述管排输送料架一端伸入防护通道并固定在防护通道底面上，所述管排输送料架另一端安装在地面上。

作为优选，所述管头调节机构包括管头Y向直线运动单元、管头Y向导轨、管头X向直线运动单元、管头旋转机构和射线管头，所述管头X向直线运动单元滑动连接Y向直线运动单元和管头Y向导轨，所述管头旋转机构和射线管头齿轮连接后作为整体滑动安装在管头X向直线运动单元上。

作为优选，所述激光视频导航装置包括激光十字光标发射器、视频摄像机和视频显示器；所述激光十字光标发射器包括两个一字光标，所述两个一字光标安装在射线管头侧面且互成90°，所述视频摄像机安装在射线管头上，所述视频显示器安装在主控台上。

作为优选，所述探测器调节机构包括Y向直线运动单元、探测器Y向导轨、X向直线运动单元、垂直升降直线运动单元、射线探测器旋转机构和电控光栅；所述Y向直线运动单元和探测器Y向导轨均与X向直线运动单元一侧滑动连接，所述垂直升降直线运动单元一端滑动连接X向直线运动单元另一侧，所述垂直升降直线运动单元另一端连接旋转机构一端，所述旋转机构另一端连接射线探测器底部，所述射线探测器顶部安装电控光栅。

本发明由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有以下优点和特点：

1、检测效率高，大量减小劳动强度。

2、本发明的技术采用全自动数字成像，检测过程实现一体化快速操作，每个焊缝检测不超过20秒。操作简便、不耗费原材料成本低。采用铅防护、上下准直器限束、铅帘遮挡和距离防护等一系列辐射屏蔽技术，有效地将辐射剂量控制在相关标准规定的安全范围之内，从而可以将设备安装在任意不需要防护的场所，也不会对工作人员及环境构成辐射污染。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明装置工作系统结构示意图；

图2为本发明射线防护装置结构示意图；

图3为本发明管排输送料架结构示意图；

图4为本发明管头调节机构示意图；

图5为本发明探测器调节机构示意图；

图6为本发明激光视频导航机构安装示意图；

图7为本发明主控台示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本发明的目的是为管排焊缝质量检测提供一种自动化程度高、检测速度快、劳动强度低的X射线数字成像检测装置。       

工作原理如下：在射线防护装置的左右两端各安装一组电控管排输送料架，输送待检测管排进入或退出射线防护装置，形成管排长度方向的扫描运动。射线防护装置的顶部安装有管头调节机构，射线防护装置的底部安装有探测器调节机构，二者的组合形成扫描探测系统。管头调节机构下设置有激光视频导航装置，激光视频导航装置包括激光十字光标发射器、视频摄像机和视频显示器，射线管头随着管头调节机构的运动而同步运动，激光十字光标发射器照射在管排上的激光十字光标通过视频摄像机将电信号传输到主控台上由视频显示器进行观察。通过主控台手柄将激光十字光标对准被检测焊缝，打开射线源控制器发射射线，探测器调节机构中的射线探测器即可接收到当前位置的检测图像信号并传输到安装在主控台上的计算机图像处理系统，然后在图像显示器上由操作人员进行在线观察、评定、保存等。

本发明具体结构如下：

1、管排焊缝X射线数字成像检测装置，包含一套射线防护装置1、两组管排输送料架2、一套管头调节机构3、一套探测器调节机构4、一套激光视频导航装置5、一套计算机图像处理系统6、主控台30等七部分组成。

2、射线防护装置1的前部和后部各安装有一个电控开关门7，左、右各有一个防护通道8和一组防护铅屏风10。防护通道的两端安装的柔性铅帘9用于遮挡散射线，其高度和宽度设计为保证被检测的管排能自由通过而不发生碰撞。防护通道8和铅屏风10的长度须保证外部无射线泄漏。

3、管排输送料架2，前端伸入到防护通道8内并安装在其底面上，后端安装在地面上。组成管排输送料架的输送辊轮11由两段构成，中间采用联轴器12支撑和连接，防止辊轮受压变形。用链条在各辊轮之间传递动力，调速电机13控制。管排输送料架可以由多个构成，以满足不同长度的管排放置和输送要求，管排14放置在输送辊轮11上，可移动。

4、管头调节机构3，安装在射线防护装置1的顶部。主要由管头Y向直线运动单元15和管头Y向导轨16、管头X向直线运动单元17和管头旋转机构18组成。管头旋转机构18采用齿轮传动，可调节射线管头19围绕Y向做±45°的旋转，可实现垂直透照和倾斜透照方式检测。管头旋转机构18安装在X向直线运动单元17的滑块上，X向直线运动单元17安装在Y向直线运动单元15和管头Y向导轨16的滑块上。

5、探测器调节机构4，安装在射线防护装置1的底部。主要由Y向直线运动单元20和探测器Y向导轨21、X向直线运动单元22、垂直升降直线运动单元23、探测器旋转机构24、射线探测器25、电控光栅26等组成。电控光栅26安装在射线探测器25的上方，射线探测器25安装在旋转机构24上，旋转机构24通过滑块与垂直升降直线运动单元23连接，垂直升降直线运动单元23的一端安装在X向直线运动单元22的滑块上，X向直线运动单元22安装在Y向直线运动单元20和探测器Y向导轨21的滑块上。射线探测器22可绕垂直轴旋转±45°，保证管排14放置倾斜时电控光栅23能够有效遮挡散射线。射线探测器22通过通讯电缆与安装在主控台30上的计算机图像处理系统6连接。

探测器调节机构4设计为可自动跟踪射线管头19主射线并保持在射线管头运动过程中主射线的中心始终照射在射线探测器22敏感区域的中心位置上。

6、激光视频导航装置5，主要由激光十字光标发射器27、视频摄像机28和视频监视器29等组成。其中，激光十字光标发射器27是由两个一字光标组成的安装在射线管头19发射窗口的侧边，互成90°，十字中心调节为主射线的中心；视频摄像机28安装在管头19上，能够摄取十字光标的完整影像，视频电信号通过电缆传输到主控台30上的视频监视器29上进行十字光标影像显示。在视屏导航区域内，鼠标点击待检焊口，利用机器视觉技术，自动控制系统可以自动调节射线管头19和射线探测器22的位置，自动将激光十字光标移动到焊口位置而不须人工干预。

7、计算机图像处理系统6，安装在主控台30上。主要由工业PC计算机、系统软件和打印机组成，完成图像采集、图像处理、图像评估、图像存储、报告打印等工作。

8、主控台30，用于整个装置的操控。安装有机械装置的操作按钮和手柄31、射线源控制器32、计算机图像处理系统6等。

工作过程描述

      1、操作人员可采用任何合适的方式，将管排14放置在管排输送料架2上，管排直接与输送辊轮11接触，通过操作按钮和手柄31将管排14通过防护通道8送入检测区域。

 2、打开激光视频导航装置5，激光十字光标和检测管排14的影像将同时显示在视频监视器29上。

3、操作人员通过操作按钮和手柄31控制管头调节机构3、探测器调节机构4和管排14的位置，将十字激光光标照射到被检测焊口上。

4、通过射线源控制器32开始发射射线，根据管排14中管子的直径和壁厚，通过操作按钮和手柄31控制管头旋转机构18带动管头19旋转到相应角度，使得计算机图像处理系统6的显示器上能够观察到的对应焊口能满足椭圆成像的要求。

5、计算机图像处理系统6开始图像采集，采集的图像在显示器上立即显示，检测人员即可进行质量评估并存储检测图像，然后开始下一个焊口检测。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种管排焊缝X射线数字成像检测装置，其特征在于：包括射线防护装置、管排输送料架、管头调节机构、探测器调节机构、激光视频导航装置、计算机图像处理系统和主控台，所述射线防护装置包括置物部分和实体部分，探测器调节机构包括射线探测器；所述射线防护装置两端为管排输送料架；

所述管头调节机构下部为激光视频导航装置，二者均安装在射线防护装置置物部分上部；

所述探测器调节机构安装在射线防护装置置物部分下部；

所述计算机图像处理系统安装在主控台上，所述计算机图像处理系统通过通讯电缆连接射线探测器。

2.根据权利要求1所述的一种管排焊缝X射线数字成像检测装置，其特征在于：所述射线防护装置前、后各安装有一个电控开关门，左、右均设一对防护铅屏风，所述一对防护铅屏风中间设有防护通道，所述防护通道上端设置有柔性铅帘。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的一种管排焊缝X射线数字成像检测装置，其特征在于：所述管排输送料架包括输送辊轮、联轴器、链条和调速电机，所述输送辊轮之间采用联轴器连接，所述输送辊轮上均设有链条，所述链条连接调速电机；

所述管排输送料架一端伸入防护通道并固定在防护通道底面上，所述管排输送料架另一端安装在地面上。

4.根据权利要求1所述的一种管排焊缝X射线数字成像检测装置，其特征在于：所述管头调节机构包括管头Y向直线运动单元、管头Y向导轨、管头X向直线运动单元、管头旋转机构和射线管头，所述管头X向直线运动单元滑动连接Y向直线运动单元和管头Y向导轨，所述管头旋转机构和射线管头齿轮连接后作为整体滑动安装在管头X向直线运动单元上。

5.根据权利要求1和权利要求4所述的一种管排焊缝X射线数字成像检测装置，其特征在于：所述激光视频导航装置包括激光十字光标发射器、视频摄像机和视频显示器；所述激光十字光标发射器包括两个一字光标，所述两个一字光标安装在射线管头侧面且互成90°，所述视频摄像机安装在射线管头上，所述视频显示器安装在主控台上。

6.根据权利要求1所述的一种管排焊缝X射线数字成像检测装置，其特征在于：所述探测器调节机构包括Y向直线运动单元、探测器Y向导轨、X向直线运动单元、垂直升降直线运动单元、射线探测器旋转机构和电控光栅；所述Y向直线运动单元和探测器Y向导轨均与X向直线运动单元一侧滑动连接，所述垂直升降直线运动单元一端滑动连接X向直线运动单元另一侧，所述垂直升降直线运动单元另一端连接旋转机构一端，所述旋转机构另一端连接射线探测器底部，所述射线探测器顶部安装电控光栅。

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