CN103837550B - 一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪 - Google Patents

Abstract

一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，由加固笔记本、控制盒、图像信号电缆、操作手柄、检测插入管和综合信号电缆组成，检测插入管由长方体、电缆、不锈钢弹簧、不锈钢钢丝绳与插入管头组成，长方体和插入管头内部上下贯穿安装不锈钢弹簧和不锈钢钢丝绳，不锈钢弹簧和不锈钢钢丝绳将长方体、插入管头连接组成一体化弹性检测插入管。采用基于弹性力的弹性检测插入管，解决了多弯道波导管内部的现场无损检测技术难题；并且采用超低功耗器件，功耗低，操作简单方便，工作可靠，检测诊断数据准确，可广泛应用于小口径的多弯道波导管内表面缺损的现场检测诊断，特别是小口径的多弯道矩形波导管内表面缺损现场检测诊断。

Description

一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种用于小口径波导管内部缺损诊断的无损检测设备。

背景技术

在弹性结构波导管检测仪中，弹性检测插入管能够无阻无损地完成多弯道波导管的检测，从而得到被检测对象内部缺损的图像信息。波导管是雷达高频系统中传输高频能量的唯一“渠道”，其工作状态的好坏直接关系到雷达能力的强弱，其内部口径小，只有内表面光滑度高、镀层一致性好的波导管才能实现内部电磁波信号的正常传递，而当波导管内部发生缺损时，电磁波信号因漫射而使信号传递发生衰减。如何又好又快、准确无误、低成本地完成多弯道波导管内部的检测诊断是无损检测设备设计与研发过程中难题。

目前，国内外市面上出售的检测仪器主要分为超声检测仪与内窥镜检测仪，前者主要采用超声波技术进行检测，检测精度与准确度较低；而后者主要利用圆形主软插入管对波导管内部进行检测，能较好方便地完成直线型波导管内部的检测，对于有单个弯道的波导管能够勉强进行检测，但是由于在弯道处圆形主软插入管与波导管内表面产生摩擦而难以通过，且对波导管弯道处的内表面造成检测时的二次损伤，对于2个以上弯道的多弯道波导管根本无法进行检测。因此，多弯道波导管主要是指由2个以上不同弯曲度波导管构成，使得组成的整体波导管走向复杂，常规检测仪根本无法对其内部完成检测诊断。因此对于多弯道波导管的内部检测只能采用将波导管拆卸下来，在专业检测实验室通过专业大型设备进行检测诊断，费时费力费财。

发明内容

为了克服传统超声检测仪与内窥镜检测仪不能应用于多弯道波导管检测的问题，本发明提供了一种可以柔性无阻地完成小口径、多弯道的复杂结构的波导管内表面检测诊断的弹性结构检测仪。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，由加固笔记本、控制盒、图像信号电缆、操作手柄、检测插入管和综合信号电缆组成，加固笔记本通过图像信号电缆连接控制盒，控制盒通过综合信号电缆连接操作手柄，操作手柄前部安装检测插入管，检测插入管检测到的波导管内部的图像信息信号经过操作手柄处理后由综合信号电缆输入控制盒，图像信息信号经过控制盒处理后由图像信号电缆输入加固笔记本，检测插入管由长方体、电缆、不锈钢弹簧、不锈钢钢丝绳与插入管头组成，长方体和插入管头内部上下贯穿安装不锈钢弹簧和不锈钢钢丝绳，不锈钢弹簧和不锈钢钢丝绳将长方体、插入管头连接组成一体化弹性检测插入管，长方体与长方体之间、长方体和插入管头之间设有微小自然间距。

所述检测插入管的插入管头内部前端安装光学镜头，光学镜头内侧安装摄像模组，摄像模组连接摄像驱动板，经过摄像模组和摄像驱动板将光学镜头所获取的图像光信号转换成电信号，通过电缆输送到操作手柄进行图像信息处理，光学镜头处设有LED照明灯，光学镜头外侧设有钢化保护玻璃。

所述操作手柄的防护壳体内部设有电源控制板和图像信号处理板，图像信号处理板通过电缆连接插入管头。

所述控制盒由控制盒壳体、充电式锂电池、控制开关、视频控制板、电量指示灯和充电控制板组成，视频控制板将综合信号电缆中的视频信号经过控制处理后通过同轴图像信号电缆输送到加固笔记本进行检测数据处理。

所述长方体长宽与被检波导管内径横截面长宽比例：波导管内径为矩形时，长比例值为0.40-0.42，宽比例值为0.41-0.43；波导管内径为圆形时，长比例值为0.40-0.42，宽比例值为0.19至0.21，高5mm，四周倒角，表面光滑。

所述插入管头的长宽与长方体一致，高不超过波导管内径窄边的宽度，插入管头为密封结构。

所述加固笔记本为便携式加固三防笔记本。

所述光学镜头为凸凹不同的透镜组合而成透镜系统。

所述LED照明灯由4片LED贴片组成。

所述图像信号电缆由屏蔽同轴电缆组成，综合信号电缆为带屏蔽防护的多芯电缆。

本发明的波导管检测仪，采用基于弹性力的弹性检测插入管，解决了检测仪镜头在波导管内部向前推入过程中力的柔性无阻传递问题，能够完成具有多弯道的波导管内表面检测诊断，解决了多弯道波导管内部的现场无损检测技术难题；弹性结构波导管检测仪采用加固型主机，防水级别采用IP67标准，适应野外较恶劣环境要求；采用超低功耗器件，功耗低，操作简单方便，工作可靠，检测诊断数据准确，可广泛应用于小口径的多弯道波导管内表面缺损的现场检测诊断。

附图说明

图1是本发明波导管检测仪组成结构原理图。

图2是本发明波导管检测仪的弹性检测插入管结构图。

图中：1、加固笔记本，2、控制盒，3、图像信号电缆，4、操作手柄，5、检测插入管，6、综合信号电缆，7、充电式锂电池，8、控制开关，9、视频控制板，10、电量指示灯，11、充电控制板，12、控制盒壳体，13、电源控制板，14、图像信号处理板，15、防护壳体，16、长方体，17、电缆，18、不锈钢弹簧，19、不锈钢钢丝绳，20、插入管头部，21、摄像驱动板，22、摄像模组，23、光学镜头，24、LED照明灯，25、钢化保护玻璃。

具体实施方式

本发明的波导管检测仪组成如图1所示，由加固笔记本1、控制盒2、图像信号电缆3、操作手柄4、检测插入管5和综合信号电缆6组成，加固笔记本1通过图像信号电缆3连接控制盒2，控制盒2通过综合信号电缆6连接操作手柄4，操作手柄4前部安装检测插入管5，检测插入管5检测到的波导管内的图像信息信号经过操作手柄4处理后由综合信号电缆6输入控制盒2，图像信息信号经过控制盒2处理后由图像信号电缆3输入加固笔记本1。

加固笔记本1采用适合现场恶劣环境使用的便携式加固三防笔记本，用于完成图像传感器采集的图像信息通过信号电缆传输到加固笔记本进行观察、储存与数据处理。

控制盒2由大容量可充电式锂电池7、控制开关8、视频控制板9、电量指示灯10、充电控制板11与控制盒壳体12组成，锂电池7主要是向操作手柄4与弹性检测插入管5提供3.6V至5V的初次电源，控制开关8控制操作手柄4与弹性检测插入管5的工作状态，控制开关8接通检测仪开始工作，否则停止工作。视频控制板9将综合信号电缆6中的视频信号经过控制处理后通过同轴图像信号电缆转送到加固笔记本1进行检测数据处理，在加固笔记本1中将获取的被检波导管内表面缺损检测信息，经过专用软件完成对被检测波导管内部的缺损面积计算、内表面缺损率与位置标示等各种量化检测数据处理。电量指示灯10采用多色集成LED灯，主要用于显示锂电池剩余电量，绿灯表示电池剩余电量满足使用要求与电池充电时已充好，红灯表示电量不足，需要充电，黄灯用于充电指示。

操作手柄4主要由电源控制板13、图像信号处理板14与防护壳体15组成，电源控制板13是将输入的电源转换成图像信号处理板14、弹性检测插入管5所需的不同电源；图像信号处理板14主要是将光学镜头23所获取的波导管内表面的微信号进行滤波、整形与放大处理，形成初始图像信号。

弹性检测插入管5结构如图2所示，主要由长方体16、电缆17、不锈钢弹簧18、不锈钢钢丝绳19与插入管头20组成，插入管头20由摄像驱动板21、摄像模组22、光学镜头23、LED照明灯24与钢化保护玻璃25组成一个密封头部，检测插入管5的插入管头20内部前端安装光学镜头23，光学镜头23外侧设有钢化保护玻璃35，光学镜头23内侧安装摄像模组22，摄像模组22连接摄像驱动板21，经过摄像模组22和摄像驱动板21将光学镜头23所获取的图像光信号转换成电信号，通过电缆17输送到操作手柄4进行图像信息处理，光学镜头23处设有LED照明灯24。长方体横截面与矩形波导管内径横截面成合适比例才能较好地通过多弯道的波导管，只要长方体16大小与波导管内径横截面的比例在合适范围内，弹性检测插入管5在多弯道波导管内部向前检测时才能实现力的柔性传递，不会对被检波导管内表面造成检测损伤，长方体16长宽与被检波导管内径横截面长宽比例：波导管内径为矩形时，长比例值为0.40-0.42，宽比例值为0.41-0.43；波导管内径为圆形时，长比例值为0.40-0.42，宽比例值为0.19-0.21，厚5mm，四周倒角。插入管头20的长宽与长方体一致，高不得超过波导管内径窄边的宽度，插入管头部光学镜头23由许多片凸凹不同的透镜组合而成透镜系统，采用近焦距、大视场光学镜头，被摄对象经过光学系统透镜的折射形成光学图像；摄像模组22把景物光像通过光学镜头的光学图像在摄像模组22的靶面上由光信号转变为电信号；摄像驱动板21将微弱的电信号经过放大处理后形成初始图像信号；LED照明灯24由4片LED贴片组成，LED灯光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小；钢化保护玻璃采用透光率接近100%的高透明钢化玻璃。弹性检测插入管5通过4个LED照明灯24给被检波导管内部提供照明，照度范围为700-1200Lux，LED照明灯24采用超低功耗的电光功率转换接近100%、显色性≥80的微型LED贴片，钢化保护玻璃25保护光学镜头23在使用过程中不被损坏。通过光学镜头23获取被检波导管内表面缺损信息，镜头物镜焦距F2.8，图像失真度<1%，经过摄像模组22、摄像驱动板21将光学镜头23所获取的图像光信号转换成电信号，通过电缆17送入操作手柄4中的图像信号处理板14进行图像信息处理，形成NTSC或PAL制式信号，电源控制板13提供弹性检测插入管5与图像信号处理板14所需的各种电源，防护壳体15给电源控制板13与图像信号处理板14提供防护。

图像信号电缆3由屏蔽同轴电缆组成，综合信号电缆6为带屏蔽防护的多芯电缆。

检测仪工作时，启动加固笔记本1进入检测仪专用软件，接通控制盒2控制开关8，检测仪开始工作，弹性检测插入管5中LED照明灯24发光，弹性检测插入管5在被检波导管内部柔性地向前移动，光学镜头23获取波导管内表面图像光信号，经处理后得到电信号，电信号转换成视频图像信号送入加固笔记本1，通过配套的专用软件对数据处理后获取被检波导管内表面缺损的各种数据。该检测仪采用超低功耗器件，功耗低，操作简单方便，工作可靠，检测诊断数据准确；可广泛应用于小口径的多弯道波导管内表面缺损的现场检测诊断，特别是小口径的多弯道矩形波导管内表面缺损的现场检测诊断。

本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，由加固笔记本（1）、控制盒（2）、图像信号电缆（3）、操作手柄（4）、检测插入管（5）和综合信号电缆（6）组成，加固笔记本（1）通过图像信号电缆（3）连接控制盒（2），控制盒（2）通过综合信号电缆（6）连接操作手柄（4），操作手柄（4）前部安装检测插入管（5），检测插入管（5）检测到的波导管内部的缺损图像信息信号经过操作手柄（4）处理后由综合信号电缆（6）输入控制盒（2），图像信息信号经过控制盒（2）处理后由图像信号电缆（3）输入加固笔记本（1），其特征在于：检测插入管（5）由长方体（16）、电缆（17）、不锈钢弹簧（18）、不锈钢钢丝绳（19）与插入管头（20）组成，长方体（16）和插入管头（20）内部上下贯穿安装不锈钢弹簧（18）和不锈钢钢丝绳（19），不锈钢弹簧（18）和不锈钢钢丝绳（19）将长方体（16）、插入管头（20）连接组成一体化弹性检测插入管（5），长方体（16）与长方体（16）之间、长方体（16）和插入管头（20）之间设有微小自然间距。

2.根据权利要求1所述的一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，其特征在于：所述检测插入管（5）的插入管头（20）内部前端安装光学镜头（23），光学镜头（23）内侧安装摄像模组（22），摄像模组（22）连接摄像驱动板（21），经过摄像模组（22）和摄像驱动板（21）将光学镜头（23）所获取的图像光信号转换成电信号，通过电缆（17）输送到操作手柄（4）进行图像信息初次处理，光学镜头（23）处设有LED照明灯（24），光学镜头（23）外侧设有钢化保护玻璃（25）。

3.根据权利要求1所述的一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，其特征在于：所述操作手柄（4）的防护壳体（15）内部设有电源控制板（13）和图像信号处理板（14），图像信号处理板（14）通过电缆（17）连接插入管头（20）。

4.根据权利要求1所述的一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，其特征在于：所述控制盒（2）由控制盒壳体（12）、充电式锂电池（7）、控制开关（8）、视频控制板（9）、电量指示灯（10）和充电控制板（11）组成，视频控制板（9）将综合信号电缆（6）中的视频信号经过控制处理后通过同轴图像信号电缆（3）输送到加固笔记本（1）进行检测数据处理。

5.根据权利要求4所述的一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，其特征在于：所述长方体（16）长宽与被检波导管内径横截面长宽比例：波导管内径为矩形时，长比例值为0.40-0.42，宽比例值为0.41-0.43；波导管内径为圆形时，长比例值为0.40-0.42，宽比例值为0.19至0.21，厚5mm，四周倒角。

6.根据权利要求5所述的一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，其特征在于：所述插入管头（20）的长宽与长方体（16）一致，高不超过波导管内径窄边的宽度，插入管头（20）为密封结构。

7.根据权利要求1所述的一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，其特征在于：所述加固笔记本（1）为便携式加固三防笔记本。

8.根据权利要求2所述的一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，其特征在于：所述光学镜头（23）为凸凹不同的透镜组合而成透镜系统。

9.根据权利要求2所述的一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，其特征在于：所述LED照明灯（24）由4片LED贴片组成。

10.根据权利要求1所述的一种用于多弯道波导管内部检测的波导管检测仪，其特征在于：所述图像信号电缆（3）由屏蔽同轴电缆组成，综合信号电缆（6）为带屏蔽防护的多芯电缆。