CN103267476B - 一种检测铁基封闭容器附着层缺陷的装置 - Google Patents

Abstract

一种检测铁基封闭容器附着层缺陷的装置。主要目的在于提供一种可以对铁基封闭容器内外壁附着层是否存在缺陷进行自动化无损检测的装置。其特征在于：装置由外壳体、行走机构、附着层检测机构和控制机构组成；行走机构、附着层检测机构和控制机构均固定于外壳体中，外壳体的前端开有凹槽，履带式行走轮穿出外壳体；附着层检测机构包括直流干式阀用电磁铁、铁芯顶杆以及检测臂；控制机构由STC12C5A60S2核心单片机、上位机、无线传输模块、码盘测速模块、驱动回路电流检测模块、附着层厚度检测模块、电机与直流干式阀用电磁铁驱动模块等连接后组成。所述装置可代替人在高危险环境下完成对铁基类封闭容器内外壁上的附着层缺陷进行无损检测。

Description

一种检测铁基封闭容器附着层缺陷的装置

技术领域：

本发明涉及一种可以对铁基封闭容器内、外壁附着层是否存在缺陷进行自动化无损检测的装置。

背景技术：

在工矿、化工企业以及石油企业中大量使用的作为贮油或贮水用途的封闭罐，大多是铁基封闭容器。这些铁基封闭容器的内壁和外壁要视其所在的工作环境和内容物化学性质的不同而附着有不同的涂层。由此使得涂层附着质量的好坏变为影响铁基封闭容器寿命和安全的重要因素，而涂层厚度成为考查涂层附着质量好坏的一项关键性参数。目前对于涂层厚度的检测方法，一般来说仍然是通过人工检测，对具有相当高度的壁面涂层质量检查，大部分是通过搭设高台架子，由检测人员携带仪器攀登在高台架上来进行。这种检测方法不但存在着操作者劳动强度大、操作危险和效率低等缺点，而且抽检本身就会对铁基封闭容器的内、外壁附着层造成损害。此外，由于这种人工检测方法根本不可能随机检测到铁基封闭容器内的任意一点的涂层厚度，因此其检测结果的可信度较低。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的现有技术问题，本发明提供了一种检测铁基封闭容器附着层缺陷的装置，该种装置采用双电机控制的履带式行走结构，利用涡流检测原理通过电磁式传感器感应铁基容器基体距离电磁式传感器的距离，从而获知附着层厚度。该装置能够实现对铁基封闭容器附着层厚度的远程控制自动化无损检测，既提高了检测效率，又增强了检测结果的可信度，避免了操作者在危险状态下的高空作业。

本发明的技术方案是：该种检测铁基封闭容器附着层缺陷的装置，由外壳体、行走机构、附着层检测机构和控制机构组成。

其中，所述行走机构包括矩形框架、二对由永磁材料制成的履带式行走轮以及两台驱动电机；所述履带式行走轮通过齿轮轴固定在矩形框架的两侧，齿轮轴通过齿轮轴支撑块固定在矩形框架上，在矩形框架的前后两端分别固定有前端电机连接板和后端电机连接板，所述驱动电机的传动轴分别通过对应的电机连接板实现与齿轮轴的连接；在矩形框架的中部固定有一对由压带轮固定轴、压带轮内支撑板、压带轮外支撑板以及压带轮连接后构成的压带轮调整单元，所述履带式行走轮上的履带通过压带轮压紧；在所述履带式行走轮的转轴上固定有测速码盘。

所述附着层检测机构包括直流干式阀用电磁铁、铁芯顶杆、垫块、检测臂固定旋转支架以及由1号传动杆、2号传动杆、3号传动杆和探头卡座连接后构成的检测臂，在探头卡座上固定电磁式传感器探头；其中，所述铁芯顶杆位于直流干式阀用电磁铁的中心内，直流干式阀用电磁铁固定在垫块上，垫块上开有一个中央通孔以供铁芯顶杆穿过；所述附着层检测机构固定在矩形框架的上平面板，检测臂固定旋转支架与1号传动杆之间通过位于传动杆中部的转轴连接，1号传动杆的始端与铁芯顶杆相触，两者之间的夹角呈90度，1号传动杆的尾端下方固定有一根压缩弹簧，所述压缩弹簧的底部固定在矩形框架的上平面板上。

所述控制机构由STC12C5A60S2核心单片机、上位机、上位端无线传输模块、下位端无线传输模块、码盘测速模块、电池电压检测模块、驱动回路电流检测模块、附着层厚度检测模块、电机与直流干式阀用电磁铁驱动模块、电源模块以及外部电路连接后组成。

所述STC12C5A60S2核心单片机内，具有无线接收模块、无线发送模块、中断系统采集模块、AD电压采集模块、AD电流采集模块、核心微处理器、存储器、检测数据采集模块、系统时钟、PWM调速模块、电源调整模块、定时模块以及数据存储模块。

其中，所述上位端无线传输模块和上位机之间通过USB端口相连接，用于实时传送所述上位机发送的运动控制指令以及接收所述STC12C5A60S2核心单片机传送过来的检测数据；所述下位端无线传输模块与STC12C5A60S2核心单片机内的无线接收模块和无线发送模块实现双向数据连接。

所述码盘测速模块的信号输出端连接至STC12C5A60S2核心单片机内的中断系统采集模块的计数信号输入端，测速码盘的信号输出端连接至码盘测速模块的信号输入端。

所述电池电压检测模块的信号输出端连接至STC12C5A60S2核心单片机内的AD电压采集模块的信号输入端。

驱动回路电流检测模块的信号输出端连接至STC12C5A60S2核心单片机内的AD电流采集模块的信号输入端。

所述附着层厚度检测模块由高频信号发生器、信号功率放大器、整流器、差分放大器以及模数转化器组成，其中，所述高频信号发生器所产生的高频信号经过信号功率放大器放大后输入到所述电磁式传感器探头的高频信号输入端，所述电磁式传感器探头的感应信号输出端连接至整流器的整流信号输入端，整流器输出的信号经差分放大器以及模数转化器依次处理后输入到STC12C5A60S2核心单片机(19)内的检测数据采集模块的信号输入端；

所述电机与直流干式阀用电磁铁驱动模块由二块PWM调速芯片、四块与门以及一个三极管驱动的继电器组成；其中，四块与门的4个输入端分别接入来自于STC12C5A60S2核心单片机的4个I/O引脚信号用以实现电平信号的调节，四块与门的另4个输入端短接后接入来自于STC12C5A60S2核心单片机的CCAP0引脚信号用以实现占空比的调节；所述与门的信号输出端分别对应连接到PWM调速芯片中输入P3插头的1、2号引脚中，所述PWM调速芯片中输出P2插头的1、2号引脚作为所述行走机构内驱动电机的控制电压输出端。

所述三极管驱动的继电器的控制电流输入端连接至STC12C5A60S2核心单片机的P05引脚，所述继电器的触点作为所述直流干式阀用电磁铁的通电控制节点。

所述控制机构中的上位机和上位端无线传输模块位于所述外壳体外部，而其余的全部行走机构、附着层检测机构和控制机构均固定于所述外壳体中，外壳体的前端开有供所述检测臂伸出和上下动作的凹槽，所述外壳体的内壁与行走机构的矩形框架作固定连接，所述履带式行走轮穿出外壳体。

本发明具有如下有益效果：本装置利用涡流检测原理通过电磁式传感器感应铁基容器基体距离电磁式传感器的距离，从而获知附着层厚度。本装置构造了一个可以接收远程遥控指令和发送检测数据的驱动行走机构，该机构可吸附在铁基封闭容器的内、外壁上，通过上位机进行路径规划后发出远程指令，本机接收指令后控制检测机构开始检测，这样可以实现在铁基封闭容器的内外壁沿任意路径点进行均匀的检测和数据采集，此外，本装置进行的这种采集对容器不会造成任何损伤。经采集后，本装置还能通过无线数据模块将采集到的附着层厚度数据实时返回给上位机，及时进行数据分析。综上所述，本装置能够实现对铁基封闭容器附着层厚度的远程控制自动化无损检测，既提高了检测效率，又增强了检测结果的可信度，避免了操作者在危险状态下的高空作业。

附图说明：

图1是本发明打开外壳体后显示行走机构、附着层检测机构的内部结构示意图。

图2是本发明所述控制机构的构成原理图。

图3是本发明所采用的STC12C5A60S2核心单片机引脚图。

图4本发明具体实施时所采用的STC12C5A60S2核心单片机通过对端口编程而构造的内部模块组成图。

图5是本发明具体实施时应用到的码盘中断计数原理图。

图6是本发明具体实施时下位端无线传输模块和单片机的接线图。

图7是本发明具体实施时，所采用的作为电机驱动器的IBT-2型PWM调速芯片的电气原理图。

图8是本发明所述附着层厚度检测模块的组成示意图。

图9是本发明所述附着层厚度检测模块中高频交流信号发生和功率放大电路的电路图。

图10是本发明所述电磁式传感器的原理图。

图11是本发明所述附着层厚度检测模块中整流差分放大电路的电路图。

图12是本发明所述附着层厚度检测模块中模数转换电路的电路图。

图13是本发明具体实施时控制板电源电路与附着层检测机构中采集电路连接图。

图14是本发明具体实施时，STC12C5A60S2单片机的基本外围电路图。

图15是本发明具体实施时，位于外壳体内的控制板上的整体电路图。

图16是本发明具体实施时，通过预存于单片机内的程序控制装置工作的流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

首先介绍本发明的检测原理：本发明的检测原理为涡流检测，涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，适用于容器基体为铁基的情况下。当在由电磁式传感器构成的探头上通过交变电流后，高频交流信号在探测头线圈中产生电磁场，探测头靠近导体时，就在其中形成涡流。探测头离导电基体愈近，则涡流愈大，反射阻抗也愈大。这个反馈作用量表征了探测头与导电基体之间距离的大小，也就是导电基体上非导电覆层厚度的大小。由于导体自身各种因素的变化会导致感应电流的变化，例如外壁附着层的厚度发生变化就会影响到感应电流的变化。利用这种现象就可判断得知铁基容器内基体的性质完成对附着层完好状态的检测。

由图1所示，是本发明打开外壳体后显示行走机构、附着层检测机构的内部结构示意图，该种检测铁基封闭容器附着层缺陷的装置，由外壳体、行走机构、附着层检测机构和控制机构组成。

其中，所述行走机构包括矩形框架13、二对由永磁材料制成的履带式行走轮以及两台驱动电机；所述履带式行走轮通过齿轮轴8固定在矩形框架13的两侧，齿轮轴8通过齿轮轴支撑块7固定在矩形框架13上，在矩形框架13的前后两端分别固定有前端电机连接板30和后端电机连接板15，所述驱动电机的传动轴分别通过对应的电机连接板实现与齿轮轴8的连接；在矩形框架13的中部固定有一对由压带轮固定轴9、压带轮内支撑板10、压带轮外支撑板14以及压带轮11连接后构成的压带轮调整单元。所述履带式行走轮上的履带通过压带轮11压紧；在所述履带式行走轮的转轴上固定有测速码盘。

本种行走机构采用双电机控制的履带式结构，前端电机连接板和后端电机连接板为对应电机而设计的，先把电机固定在矩形框架车体上，电机外放上永磁轮。把码盘固定在永磁轮同轴的转轴上，码盘采集装置固定在车体上，用以做码盘转速采集。外部供电电池放在车体底部固定。齿轮轴支撑块用来固定支撑齿轮轴的，齿轮轴用来支撑固定齿轮的，压带轮固定轴、压带轮内支撑板和压带轮外支撑板的作用是相同的，是用来固定支撑压带轮。压带轮用来压带的，调节同步带的松紧度的。

所述附着层检测机构包括直流干式阀用电磁铁、铁芯顶杆5、垫块6、检测臂固定旋转支架12以及由1号传动杆1、2号传动杆2、3号传动杆3和探头卡座4连接后构成的检测臂。在探头卡座4上固定电磁式传感器探头；其中，所述铁芯顶杆5位于直流干式阀用电磁铁的中心内，直流干式阀用电磁铁固定在垫块6上，垫块6上开有一个中央通孔以供铁芯顶杆5穿过；所述附着层检测机构固定在矩形框架13的上平面板，检测臂固定旋转支架12与1号传动杆1之间通过位于传动杆中部的转轴连接，1号传动杆1的始端与铁芯顶杆5相触，两者之间的夹角呈90度，1号传动杆1的尾端下方固定有一根压缩弹簧，所述压缩弹簧的底部固定在矩形框架13的上平面板上。

检测臂是负责附着层信息采集的，由检测臂固定旋转支架固定后作为杠杆，当直流阀用电磁铁通电时，产生磁场，对在直流阀用电磁铁中的顶杆产生力的作用，向上运动。这时带动相连的1号传动杆向上运动，作为杠杆，1号传动杆的另一端向下运动，带动其它联动部分向下运动，这时探头卡座内固定的电磁式传感器探头接触到待检测物的表面，采集到数据。当直流阀用电磁铁断电时，直流阀用电磁铁中的顶杆没有向上力的作用，开始下落，这时由于弹簧被压缩对传动杆产生向上力的作用，带动相连的机械结构动作，使电磁式传感器探头离开接触到的电磁式传感器探头表面。

图2是本发明所述控制机构的构成原理图。所述控制机构由STC12C5A60S2核心单片机19、上位机24、上位端无线传输模块25-1、下位端无线传输模块25-2、码盘测速模块16、电池电压检测模块17、驱动回路电流检测模块18、附着层厚度检测模块20、电机与直流干式阀用电磁铁驱动模块21、电源模块22以及外部电路23连接后组成。

图3是本发明所采用的STC12C5A60S2核心单片机引脚图。图4是本发明具体实施时所采用的STC12C5A60S2核心单片机通过对端口编程而构造的内部模块组成图。由图可知，所述STC12C5A60S2核心单片机19内，具有无线接收模块19-1、无线发送模块19-2、中断系统采集模块19-3、AD电压采集模块19-4、AD电流采集模块19-5、核心微处理器19-6、存储器19-7、检测数据采集模块19-8、系统时钟19-9、PWM调速模块19-10、电源调整模块19-11、定时模块19-12以及数据存储模块19-13。

其中，无线接收模块、无线发送模块是STC12C5A60S2核心单片机系统和外部无线传输模块信息传递的通道，进行到STC12C5A60S2核心单片机信息正常的发送和接收。无线接收模块19-1、无线发送模块19-2是由STC12C5A60S2核心单片机的串行口的两个独立的串口数据缓冲寄存器SBUF、发送控制器、接收控制器、输入移位寄存器及若干控制门电路组成实现的，无线接收模块19-1是由接收缓冲寄存器完成，无线发送模块19-2是由发送缓冲寄存器完成。无线模块完成的是半双工通信，通过软件编程，完成固定时间的数据传输。

中断系统采集模块19-3是外部码盘测速模块和STC12C5A60S2核心单片机的核心计数系统。外部码盘采集到一个不被挡住的光束，产生一个外部中断信号，形成了中断计数。STC12C5A60S2核心单片机的外部中断系统采用的下跳沿触发，中断计数。

AD电压采集模块是STC12C5A60S2核心单片机和外部电池在电源电路中经过分压的信号采集引脚相连，STC12C5A60S2核心单片机的AD采集引脚采集电压信号。STC12C5A60S2核心单片机)中8路10位高速A/D转换器，速度可达到250KHZ。

AD电流采集模块是STC12C5A60S2核心单片机和驱动回路电流检测中的1欧姆电阻相连，STC12C5A60S2核心单片机的AD采集引脚采集1欧姆电阻上的电压信号。核心处理器是STC12C5A60S2核心单片机内负责各种信息处理的单元，存储器是STC12C5A60S2核心单片机接收附着层厚度检测信息的中间缓存系统。

检测数据采集模块和附着层厚度检测模块相连，进行信息传递。

PWM调速模块19-10可以调节驱动模块的输出电压，从而控制电机的运行速度。STC12C5A60S2核心单片机的四个IO口输出电平，CCAP引脚调节占空比，从而实现PWM调速。定时模块19-12应用STC12C5A60S2核心单片机19的定时器，进行程序程序定时，从而实现，每次行走指令的时间控制。数据存储模块负责中断系统采集模块、AD电压采集模块、AD电流采集模块的信息存放。

图6是本发明具体实施时下位端无线传输模块和单片机的接线图。其中，所述上位端无线传输模块25-1和上位机24之间通过USB端口相连接，用于实时传送所述上位机发送的运动控制指令以及接收所述STC12C5A60S2核心单片机19传送过来的检测数据；所述下位端无线传输模块25-2与STC12C5A60S2核心单片机19内的无线接收模块19-1和无线发送模块19-2实现双向数据连接。所述电池电压检测模块17的信号输出端连接至STC12C5A60S2核心单片机19内的AD电压采集模块19-4的信号输入端；驱动回路电流检测模块18的信号输出端连接至STC12C5A60S2核心单片机19内的AD电流采集模块19-5的信号输入端。

其中，上位机发送运动控制指令通过无线模块连接到STC12C5A60S2核心单片机，上位机进行指令分析，中断系统采集模块采集码盘的转速，AD电压采集模块采集电池电压、AD电流采集模块采集电机回路电流，PWM调速模块进行调速，STC12C5A60S2核心单片机接收厚度采集指令后，将采集到的数据通过采集模块传到STC12C5A60S2核心单片机中，STC12C5A60S2核心单片机将采集到的数据通过无线发送模块返给上位机进行分析。

所述码盘测速模块16的信号输出端连接至STC12C5A60S2核心单片机19内的中断系统采集模块19-3的计数信号输入端，测速码盘的信号输出端连接至码盘测速模块16的信号输入端。图5是本发明具体实施时应用到的码盘中断计数原理图。码盘固定在永磁履带式行走轮的共轴轮上，码盘随着永磁轮进行，同轴转动，角速度相等，码盘接收装置固定在车体上，进行码盘采集信息的接收。码盘测速模块应用光栅计数原理，码盘有很多栅格挡板组成，光束被挡住的地方通过STC12C5A60S2核心单片机的中断控制系统计数加1，在装置行走的过程中，电机带动码盘转动，码盘接收装置上的信息传输线接在STC12C5A60S2核心单片机的INT0引脚上，STC12C5A60S2核心单片机进行中断计数，进而可以计算出采集的码盘同轴轮的转数，即码盘的转数＝记录的栅格数/码盘的栅格数，得出爬壁机器人在管壁行走的距离。利用两个码盘同时进信息采集，根据两个轮转速，可以判断本装置转过的角度。

如图8至图12所示，所述附着层厚度检测模块20由高频信号发生器、信号功率放大器、整流器、差分放大器以及模数转化器组成。其中，所述高频信号发生器所产生的高频信号经过信号功率放大器放大后输入到所述电磁式传感器探头的高频信号输入端，所述电磁式传感器探头的感应信号输出端连接至整流器的整流信号输入端，整流器输出的信号经差分放大器以及模数转化器依次处理后输入到STC12C5A60S2核心单片机19内的检测数据采集模块19-8的信号输入端。

交流信号发生器主要是来产生正弦振荡波，输出稳定频率和赋值的正弦波。电路中的低通滤波器是用来滤掉系统非线性产生的谐波。信号发生器的信号，功率比较低，不能驱动电感式传感器的线圈，所以设计了一级信号功率放大器。整流电路是将交流电转换成脉动直流电，滤波电路将脉动直流电中的交流成分滤除。整流后输出的信号不能满足幅值的要求，所以加入一级输入放大器，OP-07具有很低的输入失调电压和漂移，适用于放大微弱信号。AD620仪表放大电路精密度较高，放大增益高，电路简单易懂。AD620完成了采集涡流检测信息的放大、模拟量到数字量的装换，最终把数字量通过采集引脚传输给STC12C5A60S2核心单片机，通过无线模块传给上位机进行数据分析。

所述电机与直流干式阀用电磁铁驱动模块21由二块PWM调速芯片、四块与门以及一个三极管驱动的继电器K组成；其中，四块与门的4个输入端分别接入来自于STC12C5A60S2核心单片机19的4个I/O引脚信号用以实现电平信号的调节，四块与门的另4个输入端短接后接入来自于STC12C5A60S2核心单片机19的CCAP0引脚信号用以实现占空比的调节；所述与门的信号输出端分别对应连接到PWM调速芯片中输入P3插头的1、2号引脚中，所述PWM调速芯片中输出P2插头的1、2号引脚作为所述行走机构内驱动电机的控制电压输出端。图7是本发明具体实施时，所采用的作为电机驱动器的IBT-2型PWM调速芯片的电气原理图。STC12C5A60S2的CCAP0引脚可以设置脉宽调制，占空比的设置，STC12C5A60S2的4个I/O引脚和STC12C5A60S2的CCAP0引脚分别进行与操作，与门输出信号直接连接到驱动模块的输入P3的1、2引脚中，输入L-PWM信号或高电平电机正转，输入R-PWM信号或高电平电机反转，P3的3、4是驱动使能引脚，引脚短路并接5V电平，驱动器可以工作，VCC接STC12C5A60S2的5V电源，GND接STC12C5A60S2的GND。通过对寄存器的设置，调节占空比，在驱动模块输出的电压随着占空比的调节而变化，从而实现PWM调速。P1电源电压输入端，控制板电源12V电压输入。P2是可调电压输出端，输出PWM调速过后的电压，去驱动电机，从而实现改变脉冲宽度控制输出电压，进行PWM调速。

所述三极管驱动的继电器K的控制电流输入端连接至STC12C5A60S2核心单片机19的P05引脚，所述继电器的触点作为所述直流干式阀用电磁铁的通电控制节点。当开继电器，相当于电池和干式阀用电磁铁串联通路，直流干式阀用电磁铁通电；当关继电器，相当于电池和干式阀用电磁铁串联断开，直流干式阀用电磁铁断电。三极管在电路中实现扩流的作用。

所述控制机构中的上位机24和上位端无线传输模块25-1位于所述外壳体外部，而其余的全部行走机构、附着层检测机构和控制机构均固定于所述外壳体中，外壳体的前端开有供所述检测臂伸出和上下动作的凹槽，所述外壳体的内壁与行走机构的矩形框架13作固定连接，所述履带式行走轮穿出外壳体。

具体实现时，如图13和图14所示，驱动电机和控制板的供电电池用的是额定电压12V的外部电池。STC12C5A60S2的额定电压5V，需要对外部电压进行降压，应用7809和7805连用，将12V的外部电压转换到5V。外部电池给控制板电源供电，电池输入的信号接到VCC节点，输入到LM7809芯片上，经LM7805芯片输出的Vcc为5V，给STC12C5A60S2单片机及其他的外围电路供电。J1、J2分别给电机对应的两个模块供电12V。

利用本装置进行附着层厚度检测时，如图16所示，为预存于单片机内的程序控制装置工作的流程图，该流程包括以下步骤：

步骤一：由上位机模拟待检测容器，为了均匀采集容器的附着层厚度信息，先在待检测容器上找到一些采集点，对这些采集点进行最短路径规划，实时接收到相连的无线模块的行驶距离、速度信息、时时进行路径规划检测装置行走的速度、方向调整，通过无线模块15-1发送给STC12C5A60S2核心单片机。

步骤二：STC12C5A60S2核心单片机接收到上位机运动控制指令，经过判断分析后，在通过I/O口相连驱动模块驱动电机做相应的运动。

步骤三：运动到采集点后，行走机构停止运动，上位机发送厚度采集指令，通过无线模块发送到STC12C5A60S2核心单片机，STC12C5A60S2核心单片机驱动IO口相连的继电器打开，继电器带动打开的同时直流干式阀用电磁铁通电，产生磁力，使得在电磁中心处的铁心上顶，把和检测模块的探头相连的杠杆顶起，同时探头接触储油罐管壁，采集到数据数据传给STC12C5A60S2核心单片机，STC12C5A60S2核心单片机把数据传给上位机。

步骤四：STC12C5A60S2核心单片机定时把运动过程中采集到的装置的电池电压、回路电流、码盘转速的信息通过无线模块传给上位机进行计算、分析。

Claims (1)

1.一种检测铁基封闭容器附着层缺陷的装置，由外壳体、行走机构、附着层检测机构和控制机构组成；

其中，所述行走机构包括矩形框架（13）、二对由永磁材料制成的履带式行走轮以及两台驱动电机；所述履带式行走轮通过齿轮轴（8）固定在矩形框架（13）的两侧，齿轮轴（8）通过齿轮轴支撑块（7）固定在矩形框架（13）上，在矩形框架（13）的前后两端分别固定有前端电机连接板（30）和后端电机连接板（15），所述驱动电机的传动轴分别通过对应的电机连接板实现与齿轮轴（8）的连接；在矩形框架（13）的中部固定有一对由压带轮固定轴（9）、压带轮内支撑板（10）、压带轮外支撑板（14）以及压带轮（11）连接后构成的压带轮调整单元，所述履带式行走轮上的履带通过压带轮（11）压紧；在所述履带式行走轮的转轴上固定有测速码盘；

所述附着层检测机构包括直流干式阀用电磁铁、铁芯顶杆（5）、垫块（6）、检测臂固定旋转支架（12）以及由1号传动杆（1）、2号传动杆（2）、3号传动杆（3）和探头卡座（4）连接后构成的检测臂，在探头卡座（4）上固定电磁式传感器探头；其中，所述铁芯顶杆（5）位于直流干式阀用电磁铁的中心内，直流干式阀用电磁铁固定在垫块（6）上，垫块（6）上开有一个中央通孔以供铁芯顶杆（5）穿过；所述附着层检测机构固定在矩形框架（13）的上平面板，检测臂固定旋转支架（12）与1号传动杆（1）之间通过位于传动杆中部的转轴连接，1号传动杆（1）的始端与铁芯顶杆（5）相触，两者之间的夹角呈90度，1号传动杆（1）的尾端下方固定有一根压缩弹簧，所述压缩弹簧的底部固定在矩形框架（13）的上平面板上；

所述控制机构由STC12C5A60S2核心单片机（19）、上位机（24）、上位端无线传输模块（25-1）、下位端无线传输模块（25-2）、码盘测速模块（16）、电池电压检测模块（17）、驱动回路电流检测模块（18）、附着层厚度检测模块（20）、电机与直流干式阀用电磁铁驱动模块（21）、电源模块（22）以及外部电路（23）连接后组成；

所述STC12C5A60S2核心单片机（19）内，具有无线接收模块（19-1）、无线发送模块（19-2）、中断系统采集模块（19-3）、AD电压采集模块（19-4）、AD电流采集模块（19-5）、核心微处理器（19-6）、存储器（19-7）、检测数据采集模块（19-8）、系统时钟（19-9）、PWM调速模块（19-10）、电源调整模块（19-11）、定时模块（19-12）以及数据存储模块（19-13）；

其中，所述上位端无线传输模块（25-1）和上位机（24）之间通过USB端口相连接，用于实时传送所述上位机发送的运动控制指令以及接收所述STC12C5A60S2核心单片机（19）传送过来的检测数据；所述下位端无线传输模块（25-2）与STC12C5A60S2核心单片机（19）内的无线接收模块（19-1）和无线发送模块（19-2）实现双向数据连接；

所述码盘测速模块（16）的信号输出端连接至STC12C5A60S2核心单片机（19）内的中断系统采集模块（19-3）的计数信号输入端，测速码盘的信号输出端连接至码盘测速模块（16）的信号输入端；

所述电池电压检测模块（17）的信号输出端连接至STC12C5A60S2核心单片机（19）内的AD电压采集模块（19-4）的信号输入端；

驱动回路电流检测模块（18）的信号输出端连接至STC12C5A60S2核心单片机（19）内的AD电流采集模块（19-5）的信号输入端；

所述附着层厚度检测模块（20）由高频信号发生器、信号功率放大器、整流器、差分放大器以及模数转化器组成，其中，所述高频信号发生器所产生的高频信号经过信号功率放大器放大后输入到所述电磁式传感器探头的高频信号输入端，所述电磁式传感器探头的感应信号输出端连接至整流器的整流信号输入端，整流器输出的信号经差分放大器以及模数转化器依次处理后输入到STC12C5A60S2核心单片机（19）内的检测数据采集模块（19-8）的信号输入端；

所述电机与直流干式阀用电磁铁驱动模块（21）由二块PWM调速芯片、四块与门以及一个三极管驱动的继电器（K）组成；其中，四块与门的4个输入端分别接入来自于STC12C5A60S2核心单片机（19）的4个I/O引脚信号用以实现电平信号的调节，四块与门的另4个输入端短接后接入来自于STC12C5A60S2核心单片机（19）的CCAP0引脚信号用以实现占空比的调节；所述与门的信号输出端分别对应连接到PWM调速芯片中输入P3插头的1、2号引脚中，所述PWM调速芯片中输出P2插头的1、2号引脚作为所述行走机构内驱动电机的控制电压输出端；

所述三极管驱动的继电器（K）的控制电流输入端连接至STC12C5A60S2核心单片机（19）的P05引脚，所述继电器的触点作为所述直流干式阀用电磁铁的通电控制节点；

所述控制机构中的上位机（24）和上位端无线传输模块（25-1）位于所述外壳体外部，而其余的全部行走机构、附着层检测机构和控制机构均固定于所述外壳体中，外壳体的前端开有供所述检测臂伸出和上下动作的凹槽，所述外壳体的内壁与行走机构的矩形框架（13）作固定连接，所述履带式行走轮穿出外壳体。