CN103712066A - 一种适于在用工业管道的管外漏磁检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于在用工业管道的管外漏磁检测装置，包括爬行单元、漏磁检测单元、远端信号处理与控制单元以及本地控制单元，其中爬行单元包括主动模块和从动模块，主动和从动模块通过磁化模块相连且通过链传动实现动力传动；漏磁检测单元通过调节板与爬行单元连接；远端信号处理与控制单元包括信号预处理模块、第一无线模块和第二无线模块，并通过把手与爬行模块连接在一起；本地控制单元包括无线路由器模块和遥控模块，并与远端信号处理与控制单元构成双路控制。通过本发明，能够很好地适应工业现场情况，同时具备无需搭架、便于操控、检测效率高等特点，因而尤其适用于在用工业管道的高精度检测用途。

Description

一种适于在用工业管道的管外漏磁检测装置

技术领域

本发明属于电磁无损检测技术领域，更具体地，涉及一种适于在用工业管道的管外漏磁检测装置。

背景技术

工业管道往往处于恶劣的工作环境中，在长期运行过程中容易受到输送介质、温度和应力等多种因素的影响，并产生腐蚀和材料退化等缺陷；由此引发的管道泄漏或爆炸事故会给企业带来严重经济损失，并造成极恶劣的环境污染。因此，必须定期对工业管道进行检测维护。

与其他常规管道检测方法相比，漏磁检测法速度快，穿透力强、不受油水影响，对管道内部缺陷具有较高灵敏度，由此在工业管道检测方面应用广泛。例如，CN102323331A中公开了一种在役缆索缺陷检测装置，其中通过采用检测爬行器且其具有对称分别在待检测缆索周向上的多个检测模块，由此在沿着缆索表面的爬升运动中来获得缆索内部检测信号。此外，程顺峰等在“工业管道漏磁无损检测传感器的研制”一文（参见《无损检测》，2002年12月，第24卷第12期）中提出一种工业管道漏磁无损检测仪器，其中将检测部件由相互独立的检测单元铰接而成，由此可适应工业管道的各类规格和工况，提高了应用灵活性和可扩展性。

然而，进一步的研究表明，上述现有技术仍然存在以下的缺陷或不足：首先，现有的磁漏检测装置均采用有线信号传输方式，但在工业现场管道的走向非常复杂，导致了使用不方便甚至无法检测的问题；其次，尽管能够实现在待测管道表面上的行走，但探头未能实现灵活调节，相应对探测精度和适用性产生约束；其三，现有的检测装置整体结构复杂，体积庞大，有必要对其整体结构布局进一步优化。相应地，在本领域亟需寻找更为完善地适于在用工业管道的检测方案，以便克服现有技术中的以上缺陷。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适于在用工业管道的管外漏磁检测装置，其中通过结合工业管道以及漏磁检测工艺自身的特点和应用需求，构建特定的检测装置并对其执行沿管爬行、漏磁检测和双路控制等功能的关键组件的设置方式进行设计，测试表明能够很好地适应工业现场情况，同时具备无需搭架、便于操控、检测效率高等特点，因而尤其适用于在用工业管道的高精度检测用途。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种适于在用工业管道的管外漏磁检测装置，其特征在于，该装置包括爬行单元、漏磁检测单元、远端信号处理与控制单元，以及本地控制单元，其中：

所述爬行单元包括主动V型轮、减速器、从动V型轮、衔铁和永磁铁，其中主动V型轮通过主动轮轴连接在主动轮支架的下方，并且该主动轮轴端同轴安装有第一链轮随其同步转动；减速器直接固定在主动V型轮支架的上方且由电机予以驱动，该减速器的输出轴端安装有第二链轮，由此使得减速器与主动V型轮之间通过所述第一、第二链轮的链传动连接；所述主动轮支架的水平侧还设置有从动轮支架，从动V型轮通过从动轮轴连接在从动轮支架的下方，从动轮支架的上方安装有从动拉手；此外，在主动V型轮与从动V型轮之间还设置有衔铁，该衔铁的两端分别通过螺钉固定在主动轮支架和从动轮支架的下侧，并且所述衔铁的下部两侧左右对称地安装有极性相反的两个永磁铁；

所述漏磁检测单元包括调节板和安装在调节板下侧的探头，该调节板具备腰形槽，并通过可沿着腰形槽上下滑动的螺钉设置在衔铁的下部中央位置且处于两个永磁体之间，由此可执行上下移动以适应不同管径的待测管道；

所述远端信号处理与控制单元包括信号预处理模块、第一无线模块、第二无线模块和电池模块，其中信号预处理模块通过信号线接收来自漏磁检测单元的漏磁检测信号，并对其执行放大滤波处理；第一无线模块采集预处理之后的信号，然后通过无线方式将其输送至本地控制单元，与此同时，该第一无线模块还用于接收来自本地控制单元的无线控制指令，并依照此指令来相应控制所述电机的转动；该第二无线模块同样用于接收来自本地控制单元的无线控制指令，并依照此指令来相应控制所述电机的转动；电池模块则用于对所述爬行单元、远端信号处理与控制单元分别提供工作电能；

所述本地控制单元包括无线路由模块和遥控模块，其中遥控模块所发出的控制指令经由无线路由模块转换后，彼此互不干扰地分别传输至所述第一、第二无线模块，相应执行对电机转动的控制操作，以此方式，为整个漏磁检测装置提供双路控制功能。

作为进一步优选地，所述电机通过电机连接板横向布置在主动轮支架的上方，且处于所述减速器的水平一侧，然后通过联轴器来驱动减速器。

作为进一步优选地，所述远端信号处理与控制单元优选整体封装在仪器箱内并安放在所述从动拉手之上。

作为进一步优选地，所述远端信号处理与控制单元优选还包括电池模块，并用于对所述爬行单元、远端信号处理与控制单元分别提供工作电能。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、通过对管外漏磁检测装置中用于执行沿管爬行、磁化和驱动等关键功能的组成部件如主从动轮、主动轮支架、从动轮支架、电机、电机支架等在其具体设置方式进行改进，同时在全局结构上予以布局设计，相应能够以结构紧凑、便于操控的方式沿着待测管道的表面灵活执行爬行动作，同时便于漏磁检测的高精度执行和探头的高度可调；

2、通过对漏磁检测单元以及主动轮和从动轮的结构及设置方式进行改进，相应可以在尽可能小的空间内实现高度可调和探头的上下移动，且便于适应不同管径的待测管道；

3、通过采用无线方式来执行对在用工业管道的漏磁检测过程并对其远程信号处理与控制单元的设置方式进行研究，能够在各类复杂作业现场方便地执行漏磁检测，同时极大提高管道检测的效率；此外，由于具备双路硬件控制模式，即便在发生故障或意外时，也能保证漏磁检测的顺利进行，同时便于检测装置的收回；

4、通过直接采用电池模块来为爬行单元、远端信号处理与控制单元提供工作电能，能够适应各类检测场合，进一步提高管道检测效率。

附图说明

图1是按照本发明优选实施例所构建的的管外漏磁检测装置的总体构造示意图；

图2是图1中所示漏磁检测单元的结构剖视图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

Ⅰ-爬行单元 Ⅱ-漏磁检测单元 Ⅲ-远程信号处理与控制单元 Ⅳ-本地控制单元 1-主动轮支架 2-减速器 3-第二链轮 4-联轴器 5-电机支架 6-衔铁拉手 7-电机连接板 8-电机 9-衔铁 10-从动轮支架 11-从动拉手 12-仪器箱 13-编码器盒 14-从动V型轮 15-永磁铁15-永磁铁 16-调节板 17-探头 18-第一链轮 19-主动V型轮 20-主动轮轴 21-减速器输出轴

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明优选实施例所构建的的管外漏磁检测装置的总体构造示意图，图2是图1中所示漏磁检测单元的结构剖视图。如图1和图2中所示，该管外漏磁检测装置主要包括爬行单元Ⅰ、漏磁检测单元Ⅱ、远端信号处理与控制单元Ⅲ，以及本地控制单元Ⅳ，其中通过对其关键组成部分的结构布局改进及无线控制设计，相应能够很好地适应工业现场情况，同时具备无需搭架、便于操控、检测效率高等特点，因而尤其适用于在用工业管道的高精度检测用途。

具体而言，所述爬行单元Ⅰ包括主动V型轮19、减速器2、从动V型轮14、衔铁9和永磁铁15、15＇，其中主动V型轮19通过主动轮轴20连接在主动轮支架1的下方，并且该主动轮轴端同轴安装有第一链轮18随其同步转动；减速器2直接固定在主动轮支架1的上方且由电机8予以驱动，该减速器的输出轴端安装有第二链轮3，由此使得减速器2与主动V型轮19之间通过所述第一、第二链轮18、3的链传动连接；主动轮支架1的水平侧还设置有从动轮支架10，从动V型轮14通过从动轮轴连接在从动轮支架10的下方，从动轮支架10的上方安装有从动拉手11，以便在磁引力较大时仍然能够方便地予以调节；此外，在主动V型轮19与从动V型轮14之间还设置有衔铁9，该衔铁9的两端分别通过螺钉固定在主动轮支架11）和从动轮支架10的下侧，并且所述衔铁9的下部两侧左右对称地安装有极性相反的两个永磁体15，15＇。在使用时，永磁铁15、15＇可直接吸附在待测管道上，主动模块和从动模块通过衔铁9固定并连接。此外，在从动轮支架10的侧面，还可安装有编码器盒13，该编码器盒用于记录漏磁检测单元在执行检测过程中的爬行距离。

所述漏磁检测单元Ⅱ包括调节板16和安装在调节板下侧的探头17，该调节板16具备腰形槽，并通过可沿着腰形槽上下滑动的螺钉设置在衔铁9的下部中央位置且处于两个永磁铁15，15＇之间，由此可执行上下移动以适应不同管径的待测管道。以此方式，能够在尽可能小的空间内实现高度可调和探头的上下移动，且便于适应不同管径的待测管道。

所述远端信号处理与控制单元Ⅲ譬如可整体封装在仪器箱内并安放在所述从动拉手11之上，包括信号预处理模块、第一无线模块和第二无线模块，其中信号预处理模块通过信号线接收来自漏磁检测单元的漏磁检测信号，并对其执行放大滤波处理；第一无线模块采集预处理之后的信号，然后通过无线方式将其输送至本地控制单元，与此同时，该第一无线模块还用于接收来自本地控制单元的无线控制指令，并依照此指令来相应控制所述电机的转动；该第二无线模块同样用于接收来自本地控制单元的无线控制指令，并依照此指令来相应控制所述电机的转动。此外，按照本发明的一个优选实施方式，所述远端信号处理与控制单元Ⅲ还可以包括电池模块，用于对所述爬行单元、远端信号处理与控制单元分别提供工作电能，这样能够适应各类检测场合，进一步提高管道检测效率。

所述本地控制单元包括无线路由模块和遥控模块，其中遥控模块所发出的控制指令经由无线路由模块转换后，彼此互不干扰地分别传输至所述第一、第二无线模块，相应执行对电机转动的控制操作。

通过以上设置，能够为整个漏磁检测装置提供双路控制功能，这样即便在发生故障或意外时，也能保证漏磁检测的顺利进行，同时便于检测装置的收回。具体而言，一方面，本地单元的遥控模块可操控远端信号处理与控制单元的控制模块，通过电路直接控制电机的转动；另一方面，利用无线采集模块如无线采集卡的两个I/O口接驱动器，可以用无线协议控制无线采集卡，进而通过驱动器控制电机的转动；信号经信号预处理模块放大滤波后，通过无线网协议，由无线采集模块将信号传输到本地单元。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适于在用工业管道的管外漏磁检测装置，其特征在于，该装置包括爬行单元、漏磁检测单元、远端信号处理与控制单元，以及本地控制单元，其中：

所述爬行单元包括主动V型轮（19）、减速器（2）、从动V型轮（14）、衔铁（9）和永磁铁（15，15＇），其中主动V型轮（19）通过主动轮轴（20）连接在主动轮支架（1）的下方，并且该主动轮轴端同轴安装有第一链轮（18）随其同步转动；减速器（2）直接固定在主动轮支架（1）的上方且由电机（8）予以驱动，该减速器的输出轴端安装有第二链轮（3），由此使得减速器（2）与主动V型轮（19）之间通过所述第一、第二链轮（18,3）的链传动连接；所述主动轮支架（1）的水平侧还设置有从动轮支架（10），从动V型轮（14）通过从动轮轴连接在从动轮支架（10）的下方，从动轮支架（10）的上方安装有从动拉手（11）；此外，在主动V型轮（19）与从动V型轮（14）之间还设置有衔铁（9），该衔铁（9）的两端分别通过螺钉固定在主动轮支架（1）和从动轮支架（10）的下侧，并且所述衔铁（9）的下部两侧左右对称地安装有极性相反的两个永磁体（15，15＇）；

所述漏磁检测单元包括调节板（16）和安装在调节板下侧的探头（17），该调节板（16）优选具备腰形槽，并通过可沿着腰形槽上下滑动的螺钉设置在衔铁（9）的下部中央位置且处于两个永磁体（15，15＇）之间，由此可执行上下移动以适应不同管径的待测管道；

所述远端信号处理与控制单元包括信号预处理模块、第一无线模块和第二无线模块，其中信号预处理模块通过信号线接收来自漏磁检测单元的漏磁检测信号，并对其执行放大滤波处理；第一无线模块采集预处理之后的信号，然后通过无线方式将其输送至本地控制单元，与此同时，该第一无线模块还用于接收来自本地控制单元的无线控制指令，并依照此指令来相应控制所述电机的转动；该第二无线模块同样用于接收来自本地控制单元的无线控制指令，并依照此指令来相应控制所述电机的转动；

所述本地控制单元包括无线路由模块和遥控模块，其中遥控模块所发出的控制指令经由无线路由模块转换后，彼此互不干扰地分别传输至所述第一、第二无线模块，相应执行对电机转动的控制操作，以此方式，为整个漏磁检测装置提供双路控制功能。

2.如权利要求1所述的管外漏磁检测装置，其特征在于，所述电机（8）优选通过电机连接板（7）横向布置在主动轮支架（1）的上方，且处于所述减速器（2）的水平一侧，然后通过联轴器（4）来驱动减速器。

3.如权利要求1或2所述的管外漏磁检测装置，其特征在于，所述远端信号处理与控制单元优选整体封装在仪器箱内并安放在所述从动拉手（11）之上。

4.如权利要求1-3任意一项所述的管外漏磁检测装置，其特征在于，所述远端信号处理与控制单元优选还包括电池模块，并用于对所述爬行单元、远端信号处理与控制单元分别提供工作电能。

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