CN107843649A - 一种管道内置旋转超声检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种管道内置旋转超声检测系统，包括：超声检测仪、计算机、管道、连接电线、超声检测探头、管壁、传感器、声反射镜、水驱动转子、主CPU模块、通信模块、存储模块、高速存储模块、DMA控制器、高速A/D模块、模拟量输入模块、主从CPU通信模块与从CPU模块，其特征在于：计算机设置在超声检测仪的上端，计算机与超声检测仪相互连接，超声检测探头设置在超声检测仪的一端，超声检测探头通过连接电线与超声检测仪相互连接。本发明可作为可以通过超声检测仪控制超声检测探头对管道内进行旋转超声检测，检测数据便于判读，可以在计算机的屏幕上进行缺陷识别和壁厚测量，具有适用范围广，自动化程度高，检测效率高的优点。

Description

一种管道内置旋转超声检测系统
技术领域
本发明涉及超声检测设备技术领域，尤其涉及一种管道内置旋转超声检测系统。
背景技术
目前，内旋转检测系统(IRIS)主要用途是对在役的换热器管道进行壁厚测量，通过计算机软件的相关处理，因而也可以检测到一些壁厚减薄类的缺陷，包括表面的腐蚀、介质冲刷造成的冲蚀、管道振动造成的表面损伤等，最早应用于石化行业换热器的超声波检测，其超声检测探头及装置系统发展于上世纪50年代晚期壳牌石油公司为检测鳍片风冷换热器(铝鳍碳钢管)，后来陆续也被应用到其它行业如锅炉管道，特别是一些重要装置的换热器管道、有色金属管道等。目前的管式换热器作为一种传统的标准换热设备，在化工、炼油、石油化工、医学工业、动力、电力、核能和其他工业装置中得到普遍采用，特别是在高温高压和大型换热器中相比其它换热器类型的应用上占据绝对优势。管式换热器由于管道成管束状与管板固定，因此很难直接通过目视来检测管道的内外表面，在役检测中一般只能通过内窥镜和涡流测厚技术来检测，但内窥镜一般只能观察到管道内表面的状态，会受到管道内表面洁净程度的影响，管道外壁或内部缺陷更无法检测，而且其结果受管道材质差异、缺陷形状等因素影响较大，而且存在着检测自动化程度较与检测精度与效率较低的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种管道内置旋转超声检测系统，本发明在超声检测探头上设置有超声检测探头支架，起到了方便超声检测探头固定的作用，本发明可作为一种独立的管道检测工具，可以通过超声检测仪控制超声检测探头对管道内进行旋转超声检测，检测数据便于判读，可以在计算机的屏幕上进行缺陷识别和壁厚测量，所有的数据可存储到硬盘用于存档或将来分析，本发明可以检测和可以测量以下缺陷:内部/外部的腐蚀和侵蚀膨胀、弯曲、通孔<1.5mm，蚀坑<1.5mm直径，挡板磨损,管板缺陷沟槽，焊缝侵蚀测量剩余壁厚沾污，具有适用范围广，自动化程度高，检测效率高的优点。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种管道内置旋转超声检测系统，包括：超声检测仪、计算机、管道、连接电线、超声检测探头、管壁、传感器、声反射镜、水驱动转子、主CPU模块、通信模块、存储模块、高速存储模块、DMA控制器、高速A/D模块、模拟量输入模块、主从CPU通信模块与从CPU模块，其特征在于：所述计算机设置在所述超声检测仪的上端，所述计算机与所述超声检测仪相互连接，所述超声检测探头设置在所述超声检测仪的一端，所述超声检测探头通过所述连接电线与所述超声检测仪相互连接，所述超声检测探头位于所述管壁的内部，所述传感器设置在所述超声检测探头的内部，所述水驱动转子设置在所述传感器的一侧，所述水驱动转子与所述超声检测探头相互连接，所述声反射镜设置在所述水驱动转子的一侧，所述声反射镜与水驱动转子相互固定连接，所述主CPU模块、通信模块、存储模块、高速存储模块、DMA控制器、高速A/D模块、模拟量输入模块、主从CPU通信模块、从CPU模块与示波管探伤波形探测结果处理显示模块均设置在所述超声检测仪的内部，所述通信模块设置在所述主CPU模块的一侧，通信模块与主CPU模块相互电连接，所述通信模块与所述计算机相互连接，所述主从CPU通信模块设置在主CPU模块的一侧，主从CPU通信模块与主CPU模块相互电连接，所述从CPU模块设置在主从CPU通信模块的一侧，从CPU模块与主从CPU通信模块相互电连接，所述DMA控制器设置在所述主CPU模块的一侧，所述DMA控制器与主CPU模块相互电连接，所述高速A/D模块设置在DMA控制器的一侧，所述高速A/D模块与DMA控制器相互电连接，所述模拟量输入模块设置在高速A/D模块的一侧，模拟量输入模块与高速A/D模块相互电连接，所述存储模块设置在主CPU模块的一侧，存储模块与主CPU模块相互电连接，所述高速存储模块设置在高速A/D模块的一侧，高速存储模块的一侧与高速A/D模块相互电连接，高速存储模块的另一侧与存储模块相互电连接。
进一步，所述超声检测探头上设置有超声检测探头支架，超声检测探头支架与超声检测探头相互为可拆卸连接。
进一步，所述超声检测仪的内部设置有打印模块，打印模块与所述主CPU模块相互电连接。
进一步，所述超声检测仪的内部设置有键盘管理模块，键盘管理模块与所述主CPU模块相互电连接。
进一步，所述从CPU模块的一侧连接有示波管探伤波形探测结果处理显示模块。
进一步，所述声反射镜的反射角度为45°。
进一步，所述超声检测探头的检测管口范围为8.6mm～600mm。
本发明的优点在于：本发明提供了一种管道内置旋转超声检测系统，本发明在超声检测探头上设置有超声检测探头支架，起到了方便超声检测探头固定的作用，本发明可作为一种独立的管道检测工具，可以通过超声检测仪控制超声检测探头对管道内进行旋转超声检测，检测数据便于判读，可以在计算机的屏幕上进行缺陷识别和壁厚测量，所有的数据可存储到硬盘用于存档或将来分析，本发明可以检测和可以测量以下缺陷:内部/外部的腐蚀和侵蚀膨胀、弯曲、通孔<1.5mm，蚀坑<1.5mm直径，挡板磨损,管板缺陷沟槽，焊缝侵蚀测量剩余壁厚沾污，具有适用范围广，自动化程度高，检测效率高的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的工作原理结构示意图。
图3为本发明超声检测仪的系统功能模块示意图。
其中：
1-超声检测仪； 2-计算机； 3-管道；
4-连接电线； 5-超声检测探头支架； 6-超声检测探头；
7-管壁； 8-传感器； 9-声反射镜；
10-水驱动转子； 11-主CPU模块； 12-通信模块；
13-打印模块； 14-键盘管理模块； 15-存储模块；
16-高速存储模块； 17-DMA控制器； 18-高速A/D模块；
19-模拟量输入模块； 20-主从CPU通信模块； 21-从CPU模块；
22-示波管探伤波形探测结
果处理显示模块
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的工作原理结构示意图，图3为本发明超声检测仪的系统功能模块示意图，如图1，图2与图3所示的一种管道内置旋转超声检测系统，包括：超声检测仪1、计算机2、管道3、连接电线4、超声检测探头5、超声检测探头6、管壁7、传感器8、声反射镜9、水驱动转子10、主CPU模块11、通信模块12、打印模块13、键盘管理模块14、存储模块15、高速存储模块16、DMA控制器17、高速A/D模块18、模拟量输入模块19、主从CPU通信模块20、从CPU模块21与示波管探伤波形探测结果处理显示模块22，其特征在于：所述计算机2设置在所述超声检测仪1的上端，所述计算机2与所述超声检测仪1相互连接，所述超声检测探头6设置在所述超声检测仪1的一端，所述超声检测探头6通过所述连接电线4与所述超声检测仪1相互连接，所述超声检测探头6位于所述管壁7的内部，所述传感器8设置在所述超声检测探头6的内部，所述水驱动转子10设置在所述传感器8的一侧，所述水驱动转子10与所述超声检测探头6相互连接，所述声反射镜9设置在所述水驱动转子10的一侧，所述声反射镜9与水驱动转子10相互固定连接，所述主CPU模块11、通信模块12、打印模块13、键盘管理模块14、存储模块15、高速存储模块16、DMA控制器17、高速A/D模块18、模拟量输入模块19、主从CPU通信模块20、从CPU模块21与示波管探伤波形探测结果处理显示模块22均设置在所述超声检测仪1的内部，所述通信模块12设置在所述主CPU模块11的一侧，通信模块12与主CPU模块11相互电连接，所述通信模块12与所述计算机2相互连接，所述主从CPU通信模块20设置在主CPU模块11的一侧，主从CPU通信模块20与主CPU模块11相互电连接，所述从CPU模块21设置在主从CPU通信模块20的一侧，从CPU模块21与主从CPU通信模块20相互电连接，所述DMA控制器17设置在所述主CPU模块20的一侧，所述DMA控制器17与主CPU模块11相互电连接，所述高速A/D模块18设置在DMA控制器17的一侧，所述高速A/D模块18与DMA控制器17相互电连接，所述模拟量输入模块19设置在高速A/D模块18的一侧，模拟量输入模块19与高速A/D模块18相互电连接，所述存储模块15设置在主CPU模块11的一侧，存储模块15与主CPU模块11相互电连接，所述高速存储模块16设置在高速A/D模块18的一侧，高速存储模块16的一侧与高速A/D模块18相互电连接，高速存储模块16的另一侧与存储模块15相互电连接。
工作方式：本发明为一种从管道内部进行脉冲回波式超声水浸检测的技术，检测过程中管道内部充满水，超声检测探头在管道内部移动，超声穿过内壁进行检测。检测过程中操作人员可以在屏幕上实时观察到扫查数据，数据将存储到计算机硬盘上。超声检测探头位于一个水驱动转子，水驱动转子上带有一个45度声反射镜，水驱动转子沿管道轴向对中放置。发射的脉冲信号与管道轴向平行，然后在45度声反射镜上产生反射，垂直入射到管壁，从管道内壁和外壁得到的反射信号沿相同的路径被超声检测探头接收。通过测量内壁和外壁回波之间的时间间隔获得管道壁厚。当声反射镜旋转时，超声波束扫查管道的整个周向范围，每旋转一周获得360度的数据。每旋转一周扫查的范围是1.5mm。水驱动转子旋转速度PRF可调，检测速度可达5米/分钟。水作为水驱动转子旋转的动力和超声检测探头耦合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种管道内置旋转超声检测系统，包括：超声检测仪、计算机、管道、连接电线、超声检测探头、管壁、传感器、声反射镜、水驱动转子、主CPU模块、通信模块、存储模块、高速存储模块、DMA控制器、高速A/D模块、模拟量输入模块、主从CPU通信模块与从CPU模块，其特征在于：所述计算机设置在所述超声检测仪的上端，所述计算机与所述超声检测仪相互连接，所述超声检测探头设置在所述超声检测仪的一端，所述超声检测探头通过所述连接电线与所述超声检测仪相互连接，所述超声检测探头位于所述管壁的内部，所述传感器设置在所述超声检测探头的内部，所述水驱动转子设置在所述传感器的一侧，所述水驱动转子与所述超声检测探头相互连接，所述声反射镜设置在所述水驱动转子的一侧，所述声反射镜与水驱动转子相互固定连接，所述主CPU模块、通信模块、存储模块、高速存储模块、DMA控制器、高速A/D模块、模拟量输入模块、主从CPU通信模块、从CPU模块与示波管探伤波形探测结果处理显示模块均设置在所述超声检测仪的内部，所述通信模块设置在所述主CPU模块的一侧，通信模块与主CPU模块相互电连接，所述通信模块与所述计算机相互连接，所述主从CPU通信模块设置在主CPU模块的一侧，主从CPU通信模块与主CPU模块相互电连接，所述从CPU模块设置在主从CPU通信模块的一侧，从CPU模块与主从CPU通信模块相互电连接，所述DMA控制器设置在所述主CPU模块的一侧，所述DMA控制器与主CPU模块相互电连接，所述高速A/D模块设置在DMA控制器的一侧，所述高速A/D模块与DMA控制器相互电连接，所述模拟量输入模块设置在高速A/D模块的一侧，模拟量输入模块与高速A/D模块相互电连接，所述存储模块设置在主CPU模块的一侧，存储模块与主CPU模块相互电连接，所述高速存储模块设置在高速A/D模块的一侧，高速存储模块的一侧与高速A/D模块相互电连接，高速存储模块的另一侧与存储模块相互电连接。
2.根据权利要求1所述的一种管道内置旋转超声检测系统，其特征在于：所述超声检测探头上设置有超声检测探头支架，超声检测探头支架与超声检测探头相互为可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的一种管道内置旋转超声检测系统，其特征在于：所述超声检测仪的内部设置有打印模块，打印模块与所述主CPU模块相互电连接。
4.根据权利要求1所述的一种管道内置旋转超声检测系统，其特征在于：所述超声检测仪的内部设置有键盘管理模块，键盘管理模块与所述主CPU模块相互电连接。
5.根据权利要求1所述的一种管道内置旋转超声检测系统，其特征在于：所述从CPU模块的一侧连接有示波管探伤波形探测结果处理显示模块。
6.根据权利要求1所述的一种管道内置旋转超声检测系统，其特征在于：所述声反射镜的反射角度为45°。
7.根据权利要求1所述的一种管道内置旋转超声检测系统，其特征在于：所述超声检测探头的检测管口范围为8.6mm～600mm。
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