CN103341832A

CN103341832A - 一种储罐底板缺陷在线检测的立式传感器夹持装置

Info

Publication number: CN103341832A
Application number: CN2013102602580A
Authority: CN
Inventors: 黄志强; 马亚超; 李琴; 周已; 敬爽; 王明波; 曾其科
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2033-06-27
Also published as: CN103341832B

Abstract

本发明涉及一种储罐底板缺陷在线检测的立式传感器夹持装置，它主要包括支撑机构、驱动吸附机构和传感器夹持机构。所述支撑机构主要由把手、上部U型架、上部U型连接架、中部支撑架、下部U型连接架、下部U型架、固定安装架、连接板、行走轮支撑架、滚轮组成；所述驱动吸附机构主要由上部步进电机、上部同步轮机构、下部步进电机、下部同步轮机构和变速箱组成；所述传感器夹持机构主要由第一传感器夹持器、第二传感器夹持器、传感器、传感器夹持架、传感器高度调整机构、摆动机构、安装架组成；所述驱动吸附机构主要为整个装置提供行走动力。本发明能适应多种检测工况，自动化程度高、操作简单效率高，搬运方便。

Description

一种储罐底板缺陷在线检测的立式传感器夹持装置

技术领域

本发明涉及一种储罐底板缺陷在线检测的立式传感器夹持装置，属于自动化检测及机械夹具装置领域。

背景技术

石油储罐在工业生产和国家战略石油储备中应用广泛。国内石油、化工、航空、港口等企业拥有的容量为5000m³以上的大型储油罐数量超过2万座。这些储罐在长期服役过程中，底板受诸多因素影响容易发生腐蚀，导致原油泄漏和结构失效。据有关资料分析，在油罐腐蚀中，底板腐蚀占80%左右，其中，罐底边缘板的腐蚀约占60%。因此，生产中常对储罐底板进行定期检测。它对于防止油罐泄露，保证安全生产，降低经济损失具有重要的意义。

用于储罐底板缺陷检测的常规技术有漏磁检测、磁致伸缩、C-扫描等。常规检测技术需要进行离线，检测前需开罐并对储罐进行清空、清洁处理，检测费时费力，成本高。而超声导波检测技术可以对储罐实施在线检测，并且检测时不要求对储油罐进行清空和清洁。该技术可以对底板进行直接评估，非常适用于储罐底板和罐壁的大面积在线无损检测。

超声导波检测技术需要保证检测探头与储罐边缘板具有一定的压紧力，以使其充分接触，现在的超声导波检测装置多靠人工施力的方法来保证探头对边缘板的压紧力，此外，我国储罐底板外露边缘板平均周长约41米，若要实现一个油罐底板的完全检测，需要不断的移动超声导波检测装置在外露边缘板的位置。现有的超声导波检测装置自动化程度低，效率低，若人为操作不当，还可能导致测量精度不高的问题，目前的超声导波检测装置已难以适应大型储罐缺陷检测的需求。本发明基于上述问题，研制了一种自动化程度高、效率高、适用于储罐底板缺陷在线检测的立式传感器夹持装置。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术不足，提供一种储罐底板缺陷在线检测的立式传感器夹持装置，能实现可连续检测、传感器角度可自适应调整、可同时携带至少3个不同种类传感器的立式储罐底板缺陷在线检测。

本发明的技术方案：

本发明一种储罐底板缺陷在线检测的立式传感器夹持装置，主要包括支撑机构、驱动吸附机构和传感器夹持机构。所述支撑机构主要由把手、上部U型架、上部U型连接架、中部支撑架、下部U型连接架、下部U型架、固定安装架、连接板、行走轮支撑架、滚轮组成；所述驱动吸附机构主要由上部步进电机、上部同步轮机构、下部步进电机、下部同步轮机构和变速箱组成；所述传感器夹持机构主要由第一传感器夹持器、第二传感器夹持器、传感器、传感器夹持架、传感器高度调整机构、摆动机构、安装架组成。

所述支撑机构是驱动吸附机构、传感器夹持机构的载体，并可使整个机构立在储罐外边缘板上，所述上部U型架上端的一侧通过螺栓与把手相连接，另一侧通过螺栓与上部U型连接架连接，上部U型架下端与中部支撑架相连接，通过螺栓在上部U型架滑槽孔中的不同安装位置可调节整个装置的高度，也为驱动机构的安装定位留出调节余量；所述下部U型架与下部U型连接架、中部支撑架的连接方式同上部U型架与上部U型连接架、中部支撑架的连接方式；所述左连接板和右连接板通过沉头螺钉装配在固定安装架上，在右连接板上安装了传感器夹持机构，左连接板为另一个传感器夹持机构的预留安装位置。所述行走支撑架通过螺栓连接与固定安装架固定在一起，通过螺栓在行走支撑架的滑槽内的不同安装位置可调节整个行走机构的重心，也可以调节检测探头机构与行走机构的相对位置，使探头与储罐底板可以有更好的接触面。滚轮采用塑料材质，为行走机构提供绝缘保护。

所述驱动吸附机构主要为整个装置提供行走动力，同时可使该装置紧紧吸附在储罐外边缘板上。所述上部步进电机和下部步进电机分别通过螺纹联接方式对称安装在变速箱的两侧，上部步进电机和下部步进电机转速同步，输出的动力经变速箱调速后传递给同步轮机构；所述的同步轮机构通过孔轴配合方式对称安装在变速箱的两侧。所述同步轮机构中的传动轴把两同步轮、两深沟球轴承连接起来构成了同步轮机构的传动部分，动力通过同步轮作用于同步带，从而带动磁轮机构运动。所述的磁轮机构通过两深沟球轴承安装在同步轮机构外壳上，磁轮机构的磁轮轴上安装有深沟球轴承、固定套、磁轮、磁轮挡圈、同步轮，其中磁轮为永磁铁材质，可紧紧吸附在储罐外边缘上，同步带的动力通过同步轮带动磁轮旋转运动，从而带动整个装置运动起来。

所述传感器夹持机构的传感器安装架通过自身的滑槽与右连接板相配合，并采用螺栓连接将两个零件紧固在一起构成滑槽机构，可粗调传感器夹持机构垂直方向的位置。所述的摆动机构主要由摆动机构锁死螺母、固定摆动片、活动片和转动轴组成。所述固定摆动片通过螺栓与传感器机构安装架安装在一起，活动片通过转动轴与固定摆动片相连接。活动片的滑槽可以在固定摆动片的固定轴内滑动，当活动片调节到适当位置后锁紧摆动机构锁死螺母，就可以使固定摆动片与活动片的位置相对固定。所述传感器高度调整机构主要由高度调节盒、连接架、限位条、销轴、压板、上部弹簧、下部弹簧、盖板连接架固定连接零件组成。所述高度调节盒是一个长方体盒，在两侧面对称设计了大小不一的滑槽，另外两侧面设计了反向对称的F型滑槽，顶部设计了定位孔。高度调节盒的滑槽通过螺栓连接安装在活动片的安装孔上。高度调节盒的底端通过螺纹联接有盖板，所述高度调节盒的定位孔和盖板的定位孔之间配合安装了带定位斜肩的销轴。销轴自下至上依次装配有下部弹簧、连接架、上部弹簧、压板，其中上部弹簧和下部弹簧处于压缩状态，压板的转动柄分别穿过高度调节盒的F型滑槽。通过旋转转动柄在F型滑槽中的位置调节连接架的高度。连接架上固定连接有传感器夹持架，连接架与传感器夹持架之间可以相对转动，连接架上的限位条限制了传感器夹持架的转动范围。传感器夹持架通过螺纹与传感器的螺孔相配合。传感器夹持架与传感器之间能相对转动。所述传感器呈长方体形状，在两侧面开了螺孔。只需根据不同传感器外形尺寸加工相对应的传感器夹持架就可以与本装置相配合使用。

本发明具有以下优点：1.本发明在支撑结构处设计了多个预留安装位置，可用于多种传感器组合方式的检测技术，实现了一机多用的目的；2.本发明装置多个部位设计为滑槽、滑轨连接，增加了装置各项参数的可调节性能，使其能更加灵活的组装并适应更多种类的检测工况；3.本发明装置自动化程度高、操作简单效率高、形状较小搬运方便。

附图说明

图1为本发明一种储罐底板缺陷在线检测的立式传感器夹持装置结构示意图；

图2为本发明的上部U型架结构示意图；

图3为本发明上部U型连接架结构示意图；

图4为本发明中部支撑架结构示意图；

图5为本发明右连接板结构示意图；

图6为本发明固定安装架结构示意图；

图7为本发明行走轮支撑架结构示意图；

图8为本发明驱动吸附机构结构示意图；

图9为本发明同步轮机构剖视图；

图10为本发明磁轮机构剖视图；

图11为本发明同步轮机构外壳示意图；

图12为本发明传感器安装架示意图；

图13为本发明摆动机构结构示意图；

图14为本发明传感器高度调整机构示意图；

图15为本发明传感器高度调整机构局部视图；

图16为本发明高度调节盒示意图；

图17为本发明盖板示意图；

图18为本发明压板结构示意图；

图19为本发明传感器结构示意图。

图中：1.把手；2.上部U型架；3.上部U型连接架；4.上部同步轮机构；5.上部步进电机；6.中部支撑架；7.下部步进电机；8.下部同步轮机构；9.左连接板；10.行走轮支撑架；11.滚轮；12.固定安装架；13.下部U型架；14.下部U型连接架；15.第一传感器夹持器；16.第二传感器夹持器；17.传感器；18.传感器夹持架；19.传感器高度调整机构；20.摆动机构；21.右连接板；22.传感器机构安装架；23.变速箱；24.传动轴；25.同步轮；26.深沟球轴承；27.深沟球轴承；28.同步轮；29.磁轮机构；30.同步带；31.固定套；32.深沟球轴承；33.磁轮轴；34.磁轮；35.磁轮挡圈；36.同步轮；37.磁轮挡圈；38.磁轮；39.固定套；40.深沟球轴承；41.同步轮机构外壳；42.滑槽；43.锁死螺母；44.固定摆动片；45.活动片；46.转动轴；47.高度调节盒；48.连接架；49.限位条；50.销轴；51.压板；52.上部弹簧；53.下部弹簧；54.盖板；55.连接架固定连接；56.定位孔；57.左F型滑槽；58.滑槽；59.螺纹；60.右F型滑槽；61.滑槽；62.定位孔；63.转动柄；64.螺孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明一种储罐底板缺陷在线检测的立式传感器夹持装置，主要包括支撑机构、驱动吸附机构和传感器夹持机构。所述支撑机构主要由把手1、上部U型架2、上部U型连接架3、中部支撑架6、下部U型连接架14、下部U型架13、固定安装架12、左连接板9、右连接板21、行走轮支撑架10、滚轮11组成。所述驱动吸附结构主要由上部步进电机5、上部同步轮机构4、下部步进电机7、下部同步轮机构8和变速箱23组成。所述传感器夹持机构主要由第一传感器夹持器15、第二传感器夹持器16、传感器17、传感器夹持架18、传感器高度调整机构19、摆动机构20、传感器机构安装架22组成。

如图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，所述支撑机构是驱动吸附机构、传感器夹持机构的载体，并可使整个机构立在储罐外边缘板上，所述上部U型架2上端的一侧通过螺栓与把手1相连接，另一侧通过螺栓与上部U型连接架3连接，上部U型架2下端与中部支撑架6相连接，通过螺栓在上部U型架2滑槽孔中的不同安装位置可调节整个装置的高度，也为驱动机构的安装定位留出调节余量。所述下部U型架13与下部U型连接架14、中部支撑架6的连接方式同上部U型架2与上部U型连接架3、中部支撑架6的连接方式。所述左连接板9和右连接板21通过沉头螺钉装配在固定安装架12上，右连接板21已经安装了传感器夹持机构，左连接板9为另一个传感器夹持机构的预留安装位置。所述行走支撑架10通过螺栓连接与固定安装架12固定在一起，通过螺栓在行走支撑架10的滑槽内的不同安装位置可调节整个行走机构的重心，也可以调节检测探头机构与行走机构的相对位置，使探头与罐底板可以有更好的接触面。滚轮11采用塑料材质，为行走机构提供绝缘保护。

如图8所示，所述驱动吸附机构主要为整个装置提供行走动力，同时可使该装置紧紧吸附在储罐外边缘板上，所述上部步进电机5和下部步进电机7分别通过螺纹联接方式对称安装在变速箱23的两侧，上部步进电机5和下部步进电机7转速同步，输出的动力经变速箱23调速后传递给上部同步轮机构4和下部同步轮机构8，所述的上部同步轮机构4和下部同步轮机构8分别通过孔轴配合方式对称安装在变速箱23的两侧。如图9所示，所述上部同步轮机构4中的传动轴24把两同步轮（25、28）、两深沟球轴承（26、27）连接起来构成了同步轮机构的传动部分，动力通过同步轮28作用于同步带30，从而带动磁轮机构29运动；如图10、11所示，所述磁轮机构29通过深沟球轴承（32、40）安装在同步轮机构外壳41上，磁轮机构29的磁轮轴33上安装有深沟球轴承（32、40）、固定套（31、39）、磁轮（34、38）、磁轮挡圈（35、37）、同步轮36，其中磁轮（34、38）为永磁铁材质，可紧紧吸附在储罐外边缘上，同步带30的动力通过同步轮36带动磁轮（34、38）旋转运动，从而带动整个装置运动起来。

如图12所示，所述传感器夹持机构的传感器安装架22通过自身的滑槽42与右连接板21相配合，并采用螺栓连接将两个零件紧固在一起构成滑槽机构，可粗调传感器夹持机构垂直方向的位置。如图13所示，为本发明传感器夹持机构的摆动机构20，摆动机构20主要由摆动机构20锁死螺母43、固定摆动片44、活动片45和转动轴46组成。所述固定摆动片44通过螺栓与传感器机构安装架22安装在一起，活动片45通过转动轴46与固定摆动片44相连接。活动片45的滑槽可以在固定摆动片44的固定轴内滑动，当活动片45调节到适当位置后锁紧摆动机构锁死螺母43，就可以使固定摆动片44与活动片45的位置相对固定。如图14、图15所示，所述传感器高度调整机构19主要由高度调节盒47、连接架48、限位条49、销轴50、压板51、上部弹簧52、下部弹簧53、盖板54连接架固定连接55零件组成。如图16所示，所述高度调节盒47是一个长方体盒，在两侧面对称设计了大小不一的滑槽58、滑槽61，另外两侧面设计了反向对称的左F型滑槽57、右F型滑槽60，顶部设计了定位孔56。高度调节盒47的滑槽58通过螺栓连接安装在活动片45的安装孔上。如图16,图17所示，高度调节盒47的底端通过螺纹59联接有盖板54，高度调节盒47的定位孔56和盖板54的定位孔62之间配合安装了带定位斜肩的销轴50。销轴50自下至上依次装配有下部弹簧53、连接架48、上部弹簧52、压板51，其中上部弹簧52和下部弹簧53处于压缩状态，压板51的转动柄63分别穿过高度调节盒47的左F型滑槽57和右F型滑槽60。通过旋转转动柄63在左F型滑槽57和右F型滑槽60中的位置调节连接架48的高度。连接架48上固定连接有传感器夹持架18，连接架48与传感器夹持架18之间可以相对转动，连接架48上的限位条49限制了传感器夹持架18的转动范围。传感器夹持架18通过螺纹与传感器17的螺孔64相配合。传感器夹持架18与传感器17之间能相对转动。所述传感器17呈长方体形状，在两侧面开了螺孔64。只需根据不同传感器外形尺寸加工相对应的传感器夹持架18就可以与本装置相配合使用。所述第一传感器夹持器15、第二传感器夹持器16的结构及安装方式同传感器17的夹持结构及安装方式。

Claims

1.一种储罐底板缺陷在线检测的立式传感器夹持装置，主要由支撑机构、驱动吸附机构、传感器夹持机构组成，其特征在于：所述支撑机构主要由把手（1）、上部U型架（2）、上部U型连接架（3）、中部支撑架（6）、下部U型连接架（14）、下部U型架（13）、固定安装架（12）、左连接板（9）、右连接板（21）、行走轮支撑架（10）、滚轮（11）组成；所述驱动吸附结构主要由上部步进电机（5）、上部同步轮机构（4）、下部步进电机（7）、下部同步轮机构（8）和变速箱（23）组成；所述传感器夹持机构主要由第一传感器夹持器（15）、第二传感器夹持器（16）、传感器（17）、传感器夹持架（18）、传感器高度调整机构（19）、摆动机构（20）、传感器机构安装架（22）组成；所述驱动吸附机构主要为整个装置提供行走动力，同时可使该装置紧紧吸附在储罐外边缘板上，所述上部步进电机（5）和下部步进电机（7）分别通过螺纹联接方式对称安装在变速箱（23）的两侧，上部步进电机（5）和下部步进电机（7）转速同步，输出的动力经变速箱（23）调速后传递给上部同步轮机构（4）和下部同步轮机构（8）；所述的上部同步轮机构（4）和下部同步轮机构（8）分别通过孔轴配合方式对称安装在变速箱（23）的两侧；所述上部同步轮机构（4）中的传动轴（24）把两同步轮（25、28）、两深沟球轴承（26、27）连接起来构成了同步轮机构的传动部分，动力通过同步轮（28）作用于同步带（30），从而带动磁轮机构（29）运动；所述磁轮机构（29）通过深沟球轴承（32，40）安装在同步轮机构外壳（41）上，磁轮机构（29）的磁轮轴（33）上安装有深沟球轴承（32、40）、固定套（31、39）、磁轮（34、38）、磁轮挡圈（35、37）、同步轮36，其中磁轮（34、38）为永磁铁材质，可紧紧吸附在储罐外边缘上，同步带（30）的动力通过同步轮（36）带动磁轮（34、38）旋转运动，从而带动整个装置运动。

2.根据权利要求1所述的一种储罐底板缺陷在线检测的立式传感器夹持装置，其特征在于：所述高度调节盒（47）是一个长方体盒，在两侧面对称设计了大小不一的滑槽（58）、滑槽（61），另外两侧面设计了反向对称的左F型滑槽（57）、右F型滑槽（60），顶部设计了定位孔（56）；高度调节盒（47）的滑槽（58）通过螺栓连接安装在活动片（45）的安装孔上，所述高度调节盒（47）的底端通过螺纹（59）联接有盖板（54），高度调节盒（47）的定位孔（56）和盖板（54）的定位孔（62）之间配合安装了带定位斜肩的销轴（50），销轴（50）自下至上依次装配有下部弹簧（53）、连接架（48）、上部弹簧（52）、压板（51），其中上部弹簧（52）和下部弹簧（53）处于压缩状态；压板（51）的转动柄（63）分别穿过高度调节盒（47）的左F型滑槽（57）和右F型滑槽（60），通过旋转转动柄（63）在左F型滑槽（57）和右F型滑槽（60）中的位置调节连接架（48）的高度。