CN104374350B - 轮式管道检测器用测厚探头 - Google Patents

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杨金生
张元�
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曹延鹏
杨博霖
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    • G01B17/02—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness

Abstract

本发明公开了一种轮式管道检测器用测厚探头，是为精确检测管道壁厚的而设计的。本测厚探头的测厚轮、支撑轮、滑环座和端盖通过轴连接于与检测器骨架连接的支撑臂上，随检测器一同在管道内运行；滑环座固定于端盖内，随测厚轮和支撑轮一起转动，滑环固定在滑环座内，与碳刷装置紧密接触；测厚轮内装有超声波探头，用于实现超声波探头与管壁之间的声场耦合；支撑轮内嵌入金属块，与支撑臂上的接近开关共同作用，激励超声波信号的发生。本探头适于在管道变形、腐蚀及裂纹检测器上使用，支撑臂长度可调，便于与检测器集成，能适用于不同口径管道检测的要求，保证检测信号精确、持续和稳定，支撑性好，适应性、抗冲击性及耐磨性强，使用寿命长。

Description

轮式管道检测器用测厚探头
技术领域
本发明涉及一种轮式管道检测器用测厚探头，属于管道检测技术领域。
背景技术
目前，油气管道已进入高压和大输量的输送时代，管道在高压、高速及腐蚀介质的环境下易发生局部腐蚀，使管壁逐渐变薄，由此降低管道运行的安全性。管道的完整性管理需要掌握每一段管道的、精确的壁厚数据，而现役多数管道的壁厚资料缺失，从而影响管理质量，因此，开发管道壁厚的测量装置具有重要意义。
在役管道进行定期内检测时，一般将管道壁厚测量装置搭载在检测器上，这样可以提升检测器的性能指标和数据分析质量，不需要制造单独的壁厚测量节，即在进行管道内检测的同时测量管道壁厚。但是，现有的管道壁厚测量装置适用管道口径的范围小，不便于与检测器集成，测量装置单独组成一节，设备笨重，成本高，测厚轮材质较软，易发生歪斜变形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轮式管道检测器用测厚探头，其与检测器集成在一起，对管道壁厚进行精确检测。
本发明的具体技术内容如下：
本测厚探头的测厚轮、支撑轮、滑环座和端盖通过轴连接于长度可调的、与检测器骨架连接的支撑臂上，随检测器一同在管道内运行；滑环座固定于端盖内，随测厚轮和支撑轮一起转动，滑环固定在滑环座内，与碳刷装置紧密接触；测厚轮内装有超声波探头，用于实现超声波探头与管壁之间的声场耦合；支撑轮内嵌入金属块，与支撑臂上的接近开关共同作用，激励超声波信号的发生。
本探头适于在管道变形、腐蚀及裂纹检测器上使用，支撑臂长度可调，便于与检测器集成，能适用于不同口径管道检测的要求，保证检测信号精确、持续和稳定，支撑性好，适应性、抗冲击性及耐磨性强，使用寿命长。
附图说明
图1为轮式管道检测器用测厚探头示意图。
图2为轮式管道检测器用测厚探头局部放大图。
图3、4为测厚轮示意图。
图5为支撑轮示意图。
图6、7为端盖示意图。
图8为碳刷装置示意图。
图9为本测厚探头工作示意图。
具体实施方式
实施例：
参照图1至9对本发明的实施例进一步说明：
本测厚探头包括支撑臂1、轴2、端盖3、支撑轮4、测厚轮5、金属块6、固定座7、接近开关8、碳刷装置9、滑环10、滑环座11、密封圈12、轴承13、间隔套14和螺钉15：
固定接近开关8的固定座7连接在两平行的、长度可调的支撑臂1之间，轴2连接在两支撑臂1端部之间。测厚轮5通过其中心孔内的间隔套14套在轴2上，其轮毂周面上对称的凹槽内均设有超声波探头52，轮毂两端面上各设有对称的凸键，轮毂外缘为测厚轮弹性浇注体51。
两个支撑轮4通过轴承13套在轴2上，分别位于测厚轮5两侧，支撑轮4轮毂周面上对称的凹槽内均设有金属块6，轮毂两端面上各设有对称的键槽，其中一端面键槽与测厚轮5凸键和配合，轮毂外缘为支撑轮弹性浇注体41。
端盖3由轮筒和框体构成。两个端盖3通过其轮筒固定在轴2上，分别位于两个支撑轮4外侧，轮筒轴上套装有滑环座11。滑环座11端面上设有对称的、配合支撑轮4端面键槽的凸键，周面环槽内装有两个滑环10，滑环10上设有对称的槽口。端盖3框体内设有碳刷装置9，碳刷装置9的顶板91通过螺钉15固定于框体端面，顶板91上连接底座92，底座92上固定有两根设有限位板96的导向柱93，导向柱93上套有滑筒95和弹簧94，滑筒95端部连接对应滑环10的碳刷97。
滑环座11与端盖3框体端面间设有密封圈12；轴承13由间隔套14和端盖3轮筒端面定位。
本测厚探头的工作原理如下：
本测厚探头通过支撑臂1与检测器骨架连接，在管道内运行时，测厚轮5受支撑臂1的支撑和下压时刻接触管壁，滑环座11通过槽键配合，随测厚轮5和支撑轮4一同转动。
当接近开关8转动并探测到金属块6后，碳刷装置9和滑环10将信号传输给超声波探头52，此时，两超声波探头52的连线恰好垂直于管壁，激励、接收超声波信号，并根据回波时间差确定管壁厚度。测厚轮5每转一周，接近开关8两次探测到金属块6，两个超声波探头52分别激励、接收一次超声波信号。
碳刷装置9的滑筒95在碳刷97磨损后，在弹簧94作用下上移，补偿磨损量，保证碳刷97始终紧密接触滑环10。支撑轮4的弹性浇铸体41为硬聚氨酯或硬橡胶制作，能辅助支撑测厚轮5，防止其歪斜，还能赋予支撑轮4一定的变形能力，增强对管道壁厚变化及小变形变化的适应性，提高抗冲击性能，延长支撑轮4的使用寿命。

Claims (2)

1.一种轮式管道检测器用测厚探头，其特征在于：
本测厚探头的测厚轮(5)、支撑轮(4)、滑环座(11)和端盖(3)通过轴(2)连接于长度可调的、与检测器骨架连接的支撑臂(1)上，随检测器一同在管道内运行；滑环座(11)固定于端盖(3)内，随测厚轮(5)和支撑轮(4)一起转动，滑环(10)固定在滑环座(11)内，与碳刷装置(9)紧密接触；测厚轮(5)内装有超声波探头(52)，用于实现超声波探头与管壁之间的声场耦合；支撑轮(4)内嵌入金属块(6)，与支撑臂(1)上的接近开关(8)共同作用，激励超声波信号的发生，所述支撑轮(4)的轮毂外缘为支撑轮弹性浇注体(41)，且所述支撑轮弹性浇注体(41)由硬聚氨酯或硬橡胶制作形成。
2.根据权利要求1所述的轮式管道检测器用测厚探头，其特征在于：
本测厚探头固定接近开关(8)的固定座(7)连接在两平行的、长度可调的支撑臂(1)之间，轴(2)连接在两支撑臂(1)端部之间；测厚轮(5)通过其中心孔内的间隔套(14)套在轴(2)上，其轮毂周面上对称的凹槽内均设有超声波探头(52)，轮毂两端面上各设有对称的凸键，轮毂外缘为测厚轮弹性浇注体(51)；
两个支撑轮(4)通过轴承(13)套在轴(2)上，分别位于测厚轮(5)两侧，支撑轮(4)轮毂周面上对称的凹槽内均设有金属块(6)，轮毂两端面上各设有对称的键槽，其中一端面键槽与测厚轮(5)凸键和配合；
端盖(3)由轮筒和框体构成；两个端盖(3)通过其轮筒固定在轴(2)上，分别位于两个支撑轮(4)外侧，轮筒轴上套装有滑环座(11)；滑环座(11)端面上设有对称的、配合支撑轮(4)端面键槽的凸键，周面环槽内装有两个滑环(10)，滑环(10)上设有对称的槽口；
端盖(3)框体内设有碳刷装置(9)，碳刷装置(9)的顶板(91)通过螺钉(15)固定于框体端面，顶板(91)上连接底座(92)，底座(92)上固定有两根设有限位板(96)的导向柱(93)，导向柱(93)上套有滑筒(95)和弹簧(94)，滑筒(95)端部连接对应滑环(10)的碳刷(97)；
滑环座(11)与端盖(3)框体端面间设有密封圈(12)；轴承(13)由间隔套(14)和端盖(3)轮筒端面定位。
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