CN104749252B - 一种异形油气管道超声检测装置 - Google Patents

一种异形油气管道超声检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种异形油气管道超声检测装置，包括固定支架、轴向运动机构、周向运动机构、探头架；固定支架支撑轴向运动机构；轴向运动机构安装于固定支架上；周向运动机构安装于轴向运动机构上，控制探头架沿管道周向运动；探头架包括探头架基座、高度调节弹簧、探头夹具，探头架基座通过横杆固定于周向运动机构的滚珠丝杠螺母座上，探头基座中间具有销孔，活柱通过销孔并与连接板固定连接，探头基座与连接板之间的活柱套有高度调节弹簧，连接板与下方的探头夹具铰接，并且连接板与探头夹具之间安装有四个探头调节弹簧。本发明能够很好的检测异形管道，漏检率低。

Description

一种异形油气管道超声检测装置
技术领域
本发明涉及一种异形油气管道超声检测装置。
背景技术
石油天然气已成为当今社会最重要的能源战略物资。管道运输作为石油天然气最经济，最有效的运输手段，发展迅猛。但是随着管线的增多，管龄的增长，以及高温高压的运输环境，管道内的缺陷很容易导致泄漏事故的发生，造成严重的安全事故。所以，定时对油气管道进行无损检测，具有显著的经济效益与社会效益，目前对于异形管道比如椭圆管道，一些特殊的无规则弧形管道，一般的超声波检测装置无法达到自动检测的目的，只能通过手动排查，很容易出现漏检的情况。
发明内容
针对上述现有问题，本发明提供一种异形油气管道超声检测装置，可以对异形管道进行自动超声波检测。。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种异形油气管道超声检测装置，包括固定支架、轴向运动机构、周向运动机构、探头架；固定支架支撑轴向运动机构，固定扫查装置于待测管道外表面；轴向运动机构安装于固定支架上，控制周向运动机构沿管道轴向运动；周向运动机构安装于轴向运动机构上，控制探头架沿管道周向运动；探头架夹持超声探头，使超声探头与管道外表面保持密切接触；
所述的固定支架由两条对称的钢梁组成；所述的钢梁由一块主梁，两块侧梁构成，侧梁安装于主梁两侧，侧梁与主梁之间的角度可变，每块主梁及侧梁与管道直接接触的下表面有防滑橡胶垫，所述的防滑橡胶垫的下表面设有若干吸盘； 防滑橡胶垫的下表面的边缘处设有一圈定位凸条，所述定位凸条的底面向内凹陷形成喇叭状的槽；
所述的周向运动机构安装于轴向运动机构的支撑座上，周向运动机构的底座一端与支撑座铰接，另一端安装有2个相同的角度调节弹簧，角度调节弹簧可以调节角度，并具有压紧与复位功能；
周向运动机构由底座、第二步进电机、第二滚珠丝杠、第二滚珠丝杠螺母座构成，第二滚珠丝杠固定在底座上，第二步进电机控制第二滚珠丝杠转动，从而带动滚珠丝杠螺母座沿第二滚珠丝杠的轴向进行直线运动；
所述的探头架包括探头架基座、高度调节弹簧、探头夹具，探头架基座通过横杆固定于周向运动机构的滚珠丝杠螺母座上，探头基座中间具有销孔，活柱通过销孔并与连接板固定连接，探头基座与连接板之间的活柱套有高度调节弹簧，连接板与下方的探头夹具铰接，并且连接板与探头夹具之间安装有四个探头调节弹簧。
所述的轴向运动机构安装于固定支架的主梁上，由第一步进电机、第一滚珠丝杠、导轨、支撑座组成，第一步进电机控制第一滚珠丝杠转动，从而带动支撑座沿导轨运动。
所述的第一步进电机，第二步进电机均为带编码器的步进电机。
所述的探头夹具与超声探头直接接触表面粘贴有探头保护橡胶垫。
所述的钢梁的端部具有带卡扣的弹性橡胶带固定于待检测管道外表面。
本发明的有益效果：首先具备了普通圆形管道的径向检测和轴向检测的能力，通过轴向运动机构和周像运动机构的移动配合超声探头来完成检测，而且本发明还具有了异形管道的检测，特别是椭圆形管道周向的超声检测，“周向运动机构的底座一端与支撑座铰接，另一端安装有2个相同的角度调节弹簧”，这种结构能够确保探头架在一个实时调整的位置，当异形管道的弧度变化，其角度调节弹簧也会跟着伸缩调节支撑座，确保探头架与管道表面保持一定的固定角度，而且“探头架包括探头架基座、高度调节弹簧、探头夹具，探头架基座通过横杆固定于周向运动机构的滚珠丝杠螺母座上，探头基座中间具有销孔，活柱通过销孔并与连接板固定连接，探头基座与连接板之间的活柱套有高度调节弹簧，连接板与下方的探头夹具铰接，并且连接板与探头夹具之间安装有四个探头调节弹簧”使得超声探头的调节能力更好，异形管道曲面的变化会使得高度调节弹簧和探头调节弹簧实时的伸缩变化，确保了超声探头能够与管道的表面密切接触，而且角度不会发生改变，而且本发明结构简单，成本低廉。
本发明主梁及侧梁与管道直接接触的下表面有防滑橡胶垫不但设有吸盘，而且周围的一圈定位凸条的底面也向内凹陷形成喇叭状的槽，吸盘和喇叭状槽在受到压力之后，能够牢牢地紧贴底面，吸附性好。而由于在防滑橡胶垫的上表面还设有与定位凸条配合的定位凹槽，因此若是需要较厚的防滑橡胶垫时，只需要将多片防滑橡胶垫叠加在一起就能使用，且上一片的吸盘会吸住下一片的上表面，保证了单片防滑橡胶垫不会掉落，特别在异形管道不规则处增减防滑橡胶垫，增强整个检测装置的稳定性。
附图说明
图1为扫查装置整体结构示意图；
图2为固定支架结构示意图；
图3为探头架结构示意图；
图4为防滑橡胶垫结构图；
图5为防滑橡胶垫凸条的侧视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的描述。
本发明提供一种异形油气管道超声检测装置。该装置可以控制超声探头沿异形管道外表面轴向或周向精确自动移动，利用超声信号进行无损探伤扫查，有利于超声信号的采集与缺陷的识别。
一种异形油气管道超声检测装置，如图1到图3所示包括固定支架1、轴向运动机构2、周向运动机构3、探头架4；固定支架1支撑轴向运动机构2，固定扫查装置于待测管道外表面；轴向运动机构2安装于固定支架1上，控制周向运动机构3沿管道轴向运动；周向运动机构3安装于轴向运动机构2上，控制探头架4沿管道周向运动；探头架4夹持超声探头5，使超声探头5与管道外表面保持密切接触；
所述的固定支架1由两条对称的钢梁组成；所述的钢梁的端部具有带卡扣的弹性橡胶带1-3固定于待检测管道外表面；
所述的钢梁由一块主梁1-1，两块侧梁1-2构成，侧梁1-2安装于主梁1-1两侧，侧梁1-2与主梁1-1之间的角度可变，每块主梁1-1及侧梁1-2与管道直接接触的下表面有防滑橡胶垫1-4，如图4和图5所示，防滑橡胶垫1-4的下表面设有若干吸盘1-5； 防滑橡胶垫1-4的下表面的边缘处设有一圈定位凸条1-6，所述定位凸条1-6的底面向内凹陷形成喇叭状的槽1-7；
所述的周向运动机构3安装于轴向运动机构2的支撑座2-4上，周向运动机构3的底座3-1一端与支撑座2-4铰接，另一端安装有2个相同的角度调节弹簧2-5，角度调节弹簧2-5可以调节角度，并具有压紧与复位功能；够确保探头架在一个实时调整的位置，当异形管道的弧度变化，其角度调节弹簧也会跟着伸缩调节支撑座，确保探头架与管道表面保持一定的角度。
周向运动机构3由底座3-1、第二步进电机3-2、第二滚珠丝杠3-3、第二滚珠丝杠螺母座3-4构成，第二滚珠丝杠3-3固定在底座3-1上，第二步进电机3-2控制第二滚珠丝杠3-3转动，从而带动滚珠丝杠螺母座3-4沿第二滚珠丝杠3-3的轴向进行直线运动；
所述的探头架4包括探头架基座4-1、高度调节弹簧4-2、探头夹具4-3，探头架基座4-1通过横杆固定于周向运动机构3的滚珠丝杠螺母座3-4上，探头基座4-1中间具有销孔，活柱6-1通过销孔并与连接板6-2固定连接，探头基座4-1与连接板6-2之间的活柱6-1套有高度调节弹簧4-2，可以通过弹簧的张力自适应的调整探头架基座4-1与连接板6-2之间的高度距离，连接板6-2与下方的探头夹具4-3铰接，并且连接板6-2与探头夹具4-3之间安装有四个探头调节弹簧4-4，能够微调探头夹具4-3的角度，当管道曲面不平整时，四个探头调节弹簧4-4的伸缩长度也不一致，保证了探头夹具4-3的平整角度，进而保证了超声探头5的探测角度。
所述的轴向运动机构2安装于固定支架的主梁1-1上，由第一步进电机2-1、第一滚珠丝杠2-2、导轨2-3、支撑座2-4组成，第一步进电机2-1控制第一滚珠丝杠2-2转动，从而带动支撑座2-4沿导轨2-3运动。
所述的第一步进电机2-1，第二步进电机3-2均为带编码器的步进电机。
所述的探头夹具4-3与超声探头5直接接触表面粘贴有探头保护橡胶垫4-5可以保护超声探头5与增大接触摩擦力。
简述一下本异形油气管道超声检测装置的控制方法。
本装置的运动控制可以由运动控制机箱与控制软件联合完成。扫查装置与控制机箱连接，控制机箱与计算机连接，控制软件安装在计算机上，控制软件需要有良好的人机交互界面。
使用时，由操作人员按照现场检测需求，通过软件界面，对扫查装置下达指令。比如控制超声探头5以某个速度沿管道轴向运动扫查一段距离，或者控制超声探头5以某个速度沿管道周向运动扫查一段距离，如果同时下达两个方向的指令，就可以实现某倾斜角度的扫查。由于扫查过程全部由扫查装置按照命令自动完成，所以减小了环境干扰，有利于检测信号的采集与缺陷的识别。

Claims (5)

1.一种异形油气管道超声检测装置，其特征在于：包括固定支架（1）、轴向运动机构（2）、周向运动机构（3）、探头架（4）；固定支架（1）支撑轴向运动机构（2），固定扫查装置于待测管道外表面；轴向运动机构（2）安装于固定支架（1）上，控制周向运动机构（3）沿管道轴向运动；周向运动机构（3）安装于轴向运动机构（2）上，控制探头架（4）沿管道周向运动；探头架（4）夹持超声探头（5）， 所述的固定支架（1）由两条对称的钢梁组成；所述的钢梁由一块主梁（1-1），两块侧梁（1-2）构成，侧梁（1-2）安装于主梁（1-1）两侧，侧梁（1-2）与主梁（1-1）之间的角度可变，每块主梁（1-1）及侧梁（1-2）与管道直接接触的下表面有防滑橡胶垫（1-4），所述的防滑橡胶垫（1-4）的下表面设有若干吸盘（1-5）； 防滑橡胶垫（1-4）的下表面的边缘处设有一圈定位凸条（1-6），所述定位凸条（1-6）的底面向内凹陷形成喇叭状的槽（1-7）； 所述的周向运动机构（3）安装于轴向运动机构（2）的支撑座（2-4）上，周向运动机构（3）的底座（3-1）一端与支撑座（2-4）铰接，另一端安装有2个相同的角度调节弹簧（2-5），角度调节弹簧（2-5）可以调节角度，并具有压紧与复位功能； 周向运动机构（3）由底座（3-1）、第二步进电机（3-2）、第二滚珠丝杠（3-3）、第二滚珠丝杠螺母座（3-4）构成，第二滚珠丝杠（3-3）固定在底座（3-1）上，第二步进电机（3-2）控制第二滚珠丝杠（3-3）转动，从而带动滚珠丝杠螺母座（3-4）沿第二滚珠丝杠（3-3）的轴向进行直线运动； 所述的探头架（4）包括探头架基座（4-1）、高度调节弹簧（4-2）、探头夹具（4-3），探头架基座（4-1）通过横杆固定于周向运动机构（3）的滚珠丝杠螺母座（3-4）上，探头基座（4-1）中间具有销孔，活柱（6-1）通过销孔并与连接板（6-2）固定连接，探头基座（4-1）与连接板（6-2）之间的活柱（6-1）套有高度调节弹簧（4-2），连接板（6-2）与下方的探头夹具（4-3）铰接，并且连接板（6-2）与探头夹具（4-3）之间安装有四个探头调节弹簧（4-4）。
2.根据权利要求1所述的异形油气管道超声检测装置，其特征在于：所述的轴向运动机构（2）安装于固定支架的主梁（1-1）上，由第一步进电机（2-1）、第一滚珠丝杠（2-2）、导轨（2-3）、支撑座（2-4）组成，第一步进电机（2-1）控制第一滚珠丝杠（2-2）转动，从而带动支撑座（2-4）沿导轨（2-3）运动。
3.根据权利要求2所述的异形油气管道超声检测装置，其特征在于：所述的第一步进电机（2-1），第二步进电机（3-2）均为带编码器的步进电机。
4.根据权利要求1所述的异形油气管道超声检测装置，其特征在于：所述的探头夹具（4-3）与超声探头（5）直接接触表面粘贴有探头保护橡胶垫（4-5）。
5.根据权利要求1所述的异形油气管道超声检测装置，其特征在于：所述的钢梁的端部具有带卡扣的弹性橡胶带（1-3）固定于待检测管道外表面。
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