CN108801185A - 一种适用于小型管道的超声波测厚仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于小型管道的超声波测厚仪，包括主机、连接杆、检测板、固定机构和检测机构，固定机构包括移动环和两个固定组件，固定组件包括夹板、支杆、侧板和平移单元，检测机构包括升降组件、升降板、伸缩组件、伸缩板、调向组件、调向板、探头和两个检测组件，升降组件包括第一电机、轴承、第一驱动轴、支撑架和两个升降单元，该适用于小型管道的超声波测厚仪通过固定机构带动两个夹板转动夹住管道，使得检测板与管道相对固定，便于调整探头角度，实现精确测量，不仅如此，通过检测机构调整探头角度，使其对准管道后，通过上下移动使探头对管道各处检测，防止管道内有沉积物时影响测量结果，从而提高了设备的检测精度。

Description

一种适用于小型管道的超声波测厚仪

技术领域

本发明涉及超声波检测设备领域，特别涉及一种适用于小型管道的超声波测厚仪。

背景技术

超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体达到材料分界面时，脉冲被发射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间，来确定被测材料的厚度。超声波测厚仪可以对生产设备中各种管道和压力容器进行厚度测量，检测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度，也可以对各种板材和各种加工零件做精确测量。

现有的超声波测厚仪在对一些小型管道测量时，无法使探头精准对准管道，探头与管道的轴线存在偏差，导致测量不精准，不仅如此，当管道内有沉积物且沉积物与工件声阻抗相差不大时，测厚仪显示值为壁厚加沉积物的厚度，从而导致测量值出现偏差，进而降低了现有的超声波测厚仪的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种适用于小型管道的超声波测厚仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于小型管道的超声波测厚仪，包括主机、连接杆、检测板、固定机构和检测机构，所述主机上设有显示屏和若干按键，所述主机内设有PLC，所述按键和显示屏均与PLC电连接，所述检测板通过连接杆与主机固定连接，所述检测机构位于检测板的远离主机的一侧；

所述固定机构包括移动环和两个固定组件，所述移动环套设在连接杆上，两个固定组件分别位于固定环的两侧，所述固定组件包括夹板、支杆、侧板和平移单元，所述平移单元与侧板传动连接，所述侧板的一端固定在移动环上，所述侧板的另一端通过支杆与夹板铰接，所述夹板与检测板铰接；

所述检测机构包括升降组件、升降板、伸缩组件、伸缩板、调向组件、调向板、探头和两个检测组件，所述升降组件、升降板、伸缩组件、伸缩板、调向组件、调向板和探头依次设置在检测板的远离主机的一侧，所述升降组件与升降板传动连接，所述调向组件与调向板传动连接，所述探头固定在调向板的远离伸缩板的一端，两个探测组件分别位于探头的两侧，所述探头与PLC电连接；

所述升降组件包括第一电机、轴承、第一驱动轴、支撑架和两个升降单元，所述支撑架的形状为U形，所述支撑架的两端、第一电机和轴承均固定在检测板上，所述第一电机与PLC电连接，所述第一驱动轴位于第一电机和轴承之间，所述第一电机与第一驱动轴传动连接，所述支撑架位于第一驱动轴的下方，两个升降单元分别位于升降板的两端，所述升降单元包括驱动轮、从动轮和皮带，所述驱动轮套设在第一驱动轴上，所述从动轮套设在支撑架上，所述驱动轮和从动轮分别位于皮带的内侧的两端，所述皮带与升降板固定连接。

作为优选，为了实现侧板的移动，所述平移单元包括第二电机、缓冲块和第二驱动轴，所述第二电机和缓冲块分别固定在检测板和主机上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二驱动轴位于第二电机和缓冲块之间，所述第二电机与第二驱动轴传动连接，所述侧板套设在侧板上，所述侧板的与第二驱动轴的连接处设有与第二驱动轴匹配的螺纹。

作为优选，为了带动伸缩板移动，所述伸缩组件包括两个伸缩单元，两个伸缩单元分别位于升降板的两侧，所述伸缩单元包括第三电机、第一连杆和第二连杆，所述第三电机固定在升降板上，所述第三电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与伸缩板铰接，所述第三电机与PLC电连接。

作为优选，为了调节调向板的方向，所述调向组件包括铰接单元、气泵、气缸、活塞和调向杆，所述气缸固定在伸缩板上，所述气泵与气缸连通，所述气泵与PLC电连接，所述活塞的底端设置在气缸内，所述活塞的顶端通过调向杆与调向板铰接。

作为优选，为了便于调向板转动，所述铰接单元包括中心杆和两个插管，所述插管固定在伸缩板上，所述中心杆的两端分别设置在两个插管内，所述中心杆与调向板固定连接。

作为优选，为了使探头与管道垂直，所述检测组件包括滚动单元、滑杆、压板、弹簧、压力传感器和限位单元，伸缩式滚动单元与滑杆的一端连接，所述滑杆的另一端与压板固定连接，所述压板通过弹簧与压力传感器连接，所述压力传感器固定在调向板上，所述压力传感器与PLC电连接。

作为优选，为了减小滑杆与管道的摩擦，所述滚动单元包括支架、滚轴和滚轮，所述支架的形状为U形，所述支架固定在滑杆上，所述滚轴的两端分别与支架的两端固定连接，所述滚轮套设在滚轴上。

作为优选，为了实现滑杆的平稳移动，所述限位单元包括限位板和两个限位杆，所述限位板的两端分别通过两个限位杆与调向板固定连接，所述限位板套设在滑杆上。

作为优选，为了防止支杆受力变形，所述支杆的制作材料为碳合金。

作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。

本发明的有益效果是，适用于小型管道的超声波测厚仪通过固定机构带动两个夹板转动夹住管道，使得检测板与管道相对固定，便于调整探头角度，实现精确测量，与现有的固定机构相比，该固定机构结构灵活，操作方便，不仅如此，通过检测机构调整探头角度，使其对准管道后，通过上下移动使探头对管道各处检测，防止管道内有沉积物时影响测量结果，从而提高了设备的检测精度，与现有的检测机构相比，该检测机构检测范围更广且检测精度更高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的适用于小型管道的超声波测厚仪的结构示意图；

图2是本发明的适用于小型管道的超声波测厚仪的检测机构的结构示意图；

图3是本发明的适用于小型管道的超声波测厚仪的升降组件的结构示意图；

图4是本发明的适用于小型管道的超声波测厚仪的调向组件的结构示意图；

图中：1.主机，2.连接杆，3.检测板，4.显示屏，5.按键，6.移动环，7.夹板，8.支杆，9.侧板，10.升降板，11.伸缩板，12.调向板，13.探头，14.第一电机，15.轴承，16.第一驱动轴，17.支撑架，18.驱动轮，19.从动轮，20.皮带，21.第二电机，22.缓冲块，23.第二驱动轴，24.第三电机，25.第一连杆，26.第二连杆，27.气泵，28.气缸，29.活塞，30.调向杆，31.中心杆，32.插管，33.滑杆，34.压板，35.弹簧，36.限位杆，37.压力传感器，38.支架，39.滚轴，40.滚轮，41.限位板。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种适用于小型管道的超声波测厚仪，包括主机1、连接杆2、检测板3、固定机构和检测机构，所述主机1上设有显示屏4和若干按键5，所述主机1内设有PLC，所述按键5和显示屏4均与PLC电连接，所述检测板3通过连接杆2与主机1固定连接，所述检测机构位于检测板3的远离主机1的一侧；

所述固定机构包括移动环6和两个固定组件，所述移动环6套设在连接杆2上，两个固定组件分别位于固定环的两侧，所述固定组件包括夹板7、支杆8、侧板9和平移单元，所述平移单元与侧板9传动连接，所述侧板9的一端固定在移动环6上，所述侧板9的另一端通过支杆8与夹板7铰接，所述夹板7与检测板3铰接；

该超声波测厚仪在对小型的管道测量厚度时，握住主机1，使检测板3对准待测管道后，通过按键5操作设备运行，由PLC控制平移单元运行，带动侧板9移动，使得移动环6沿着连接杆2的轴线向检测板3进行平稳的移动，从而使侧板9进行固定方向的移动，通过支杆8带动夹板7转动，使得两个夹板7从两侧夹紧夹板7，而后由检测机构对管道进行厚度检测后，将检测结果从显示屏4上显示，方便操作人员观察。

如图2所示，所述检测机构包括升降组件、升降板10、伸缩组件、伸缩板11、调向组件、调向板12、探头13和两个检测组件，所述升降组件、升降板10、伸缩组件、伸缩板11、调向组件、调向板12和探头13依次设置在检测板3的远离主机1的一侧，所述升降组件与升降板10传动连接，所述调向组件与调向板12传动连接，所述探头13固定在调向板12的远离伸缩板11的一端，两个探测组件分别位于探头13的两侧，所述探头13与PLC电连接；

检测机构运行时，由伸缩组件带动伸缩板11靠近待测管道，使得检测组件的远离伸缩板11的一端抵靠在管道上，由调向组件带动调向板12转动，从而使得探头13与管道的轴线保持垂直的角度，通过探头13发射超声波脉冲信号，并接收超声波的返回信号，通过超声波的传播时间检测待测管道的厚度，为了进一步提高设备的检测精度，通过升降组件带动升降板10上下移动，对管道各个高度位置进行检测，防止初始的检测位置中，管道内由沉积物，从而通过对多处检测，选取最小值即为管道的厚度，进而提高了设备的检测精度。

如图3所示，所述升降组件包括第一电机14、轴承15、第一驱动轴16、支撑架17和两个升降单元，所述支撑架17的形状为U形，所述支撑架17的两端、第一电机14和轴承15均固定在检测板3上，所述第一电机14与PLC电连接，所述第一驱动轴16位于第一电机14和轴承15之间，所述第一电机14与第一驱动轴16传动连接，所述支撑架17位于第一驱动轴16的下方，两个升降单元分别位于升降板10的两端，所述升降单元包括驱动轮18、从动轮19和皮带20，所述驱动轮18套设在第一驱动轴16上，所述从动轮19套设在支撑架17上，所述驱动轮18和从动轮19分别位于皮带20的内侧的两端，所述皮带20与升降板10固定连接。

PLC控制第一电机14启动，带动第一驱动轴16旋转，使得驱动轮18转动，而在第一驱动轴16的下方，支撑架17的位置固定，用以辅助支撑从动轮19转动，旋转的驱动轮18作用在皮带20上，使得皮带20发生转动，进而带动升降板10在竖直方向上移动。

如图1所示，所述平移单元包括第二电机21、缓冲块22和第二驱动轴23，所述第二电机21和缓冲块22分别固定在检测板3和主机1上，所述第二电机21与PLC电连接，所述第二驱动轴23位于第二电机21和缓冲块22之间，所述第二电机21与第二驱动轴23传动连接，所述侧板9套设在侧板9上，所述侧板9的与第二驱动轴23的连接处设有与第二驱动轴23匹配的螺纹。

PLC控制第二电机21启动，带动第二驱动轴23旋转，第二驱动轴23通过螺纹作用在侧板9上，使得侧板9沿着第二驱动轴23的轴线移动。

如图2所示，所述伸缩组件包括两个伸缩单元，两个伸缩单元分别位于升降板10的两侧，所述伸缩单元包括第三电机24、第一连杆25和第二连杆26，所述第三电机24固定在升降板10上，所述第三电机24与第一连杆25传动连接，所述第一连杆25通过第二连杆26与伸缩板11铰接，所述第三电机24与PLC电连接。

PLC控制伸缩单元中的第三电机24启动，带动第一连杆25转动，第一连杆25通过第二连杆26作用在伸缩板11上，使得伸缩板11发生移动。

如图4所示，所述调向组件包括铰接单元、气泵27、气缸28、活塞29和调向杆30，所述气缸28固定在伸缩板11上，所述气泵27与气缸28连通，所述气泵27与PLC电连接，所述活塞29的底端设置在气缸28内，所述活塞29的顶端通过调向杆30与调向板12铰接。

PLC控制气泵27启动，调节气缸28中的气压，使得活塞29根据气缸28的气压变化进行相应的移动，进而通过调向杆30带动调向板12转动。

作为优选，为了便于调向板12转动，所述铰接单元包括中心杆31和两个插管32，所述插管32固定在伸缩板11上，所述中心杆31的两端分别设置在两个插管32内，所述中心杆31与调向板12固定连接。插管32的位置固定，中心杆31可绕着插管32的轴线进行转动，从而方便了调向板12的转动。

如图2所示，所述检测组件包括滚动单元、滑杆33、压板34、弹簧35、压力传感器37和限位单元，伸缩式滚动单元与滑杆33的一端连接，所述滑杆33的另一端与压板34固定连接，所述压板34通过弹簧35与压力传感器37连接，所述压力传感器37固定在调向板12上，所述压力传感器37与PLC电连接。

随着伸缩组件带动伸缩板11靠近管道，滚动单元抵靠在管道的表面，通过滑杆33和压板34压缩弹簧35，使得压力传感器37接收到压力数据，压力传感器37将压力数据反馈给PLC，而后调向组件继续带动调向板12转动，使得弹簧35的受压缩程度发生变化，进而压力传感器37所检测到的压力数据发生变化，由PLC检测压力数据的变化，当压力数据变化至最大值后，表明此时调向板12所在的平面与管道垂直，此时探头13对准管道，可进行精确的厚度测量。

作为优选，为了减小滑杆33与管道的摩擦，所述滚动单元包括支架38、滚轴39和滚轮40，所述支架38的形状为U形，所述支架38固定在滑杆33上，所述滚轴39的两端分别与支架38的两端固定连接，所述滚轮40套设在滚轴39上。通过支架38固定了滚轴39的位置，滚轮40可沿着滚轴39的轴线转动，使得在调向板12转动过程中，滚轮40在管道表面可发生滚动，减小了滑杆33所受的摩擦，便于调向板12的转动。

作为优选，为了实现滑杆33的平稳移动，所述限位单元包括限位板41和两个限位杆36，所述限位板41的两端分别通过两个限位杆36与调向板12固定连接，所述限位板41套设在滑杆33上。利用限位杆36固定了限位板41的位置，使得滑杆33沿着固定的方向进行移动。

作为优选，利用钛合金材质坚固的特点，为了防止支杆8受力变形，所述支杆8的制作材料为碳合金。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机14的驱动力，所述第一电机14为直流伺服电机。

该超声波测厚仪在对小型管道进行检测时，由平移单元带动侧板9移动，通过支杆8带动夹板7转动，使得夹板7夹住管道，便于使检测板3与管道的位置相对固定，而后通过伸缩组件使得伸缩板11靠近管道，通过调向组件调节调向板12的角度，使得检测单元中的压力传感器37所检测到的压力达到最大值后，此时探头13对准管道，可进行精准的测量，为了防止管道的测量位置处有沉积物，影响测量结果，通过升降组件带动升降板10上下移动，使探头13沿着管道的轴线上下移动，对多处进行检测，从而提高了设备的检测精度。

与现有技术相比，该适用于小型管道的超声波测厚仪通过固定机构带动两个夹板7转动夹住管道，使得检测板3与管道相对固定，便于调整探头13角度，实现精确测量，与现有的固定机构相比，该固定机构结构灵活，操作方便，不仅如此，通过检测机构调整探头13角度，使其对准管道后，通过上下移动使探头13对管道各处检测，防止管道内有沉积物时影响测量结果，从而提高了设备的检测精度，与现有的检测机构相比，该检测机构检测范围更广且检测精度更高。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种适用于小型管道的超声波测厚仪，其特征在于，包括主机(1)、连接杆(2)、检测板(3)、固定机构和检测机构，所述主机(1)上设有显示屏(4)和若干按键(5)，所述主机(1)内设有PLC，所述按键(5)和显示屏(4)均与PLC电连接，所述检测板(3)通过连接杆(2)与主机(1)固定连接，所述检测机构位于检测板(3)的远离主机(1)的一侧；

所述固定机构包括移动环(6)和两个固定组件，所述移动环(6)套设在连接杆(2)上，两个固定组件分别位于固定环的两侧，所述固定组件包括夹板(7)、支杆(8)、侧板(9)和平移单元，所述平移单元与侧板(9)传动连接，所述侧板(9)的一端固定在移动环(6)上，所述侧板(9)的另一端通过支杆(8)与夹板(7)铰接，所述夹板(7)与检测板(3)铰接；

所述检测机构包括升降组件、升降板(10)、伸缩组件、伸缩板(11)、调向组件、调向板(12)、探头(13)和两个检测组件，所述升降组件、升降板(10)、伸缩组件、伸缩板(11)、调向组件、调向板(12)和探头(13)依次设置在检测板(3)的远离主机(1)的一侧，所述升降组件与升降板(10)传动连接，所述调向组件与调向板(12)传动连接，所述探头(13)固定在调向板(12)的远离伸缩板(11)的一端，两个探测组件分别位于探头(13)的两侧，所述探头(13)与PLC电连接；

所述升降组件包括第一电机(14)、轴承(15)、第一驱动轴(16)、支撑架(17)和两个升降单元，所述支撑架(17)的形状为U形，所述支撑架(17)的两端、第一电机(14)和轴承(15)均固定在检测板(3)上，所述第一电机(14)与PLC电连接，所述第一驱动轴(16)位于第一电机(14)和轴承(15)之间，所述第一电机(14)与第一驱动轴(16)传动连接，所述支撑架(17)位于第一驱动轴(16)的下方，两个升降单元分别位于升降板(10)的两端，所述升降单元包括驱动轮(18)、从动轮(19)和皮带(20)，所述驱动轮(18)套设在第一驱动轴(16)上，所述从动轮(19)套设在支撑架(17)上，所述驱动轮(18)和从动轮(19)分别位于皮带(20)的内侧的两端，所述皮带(20)与升降板(10)固定连接。

2.如权利要求1所述的适用于小型管道的超声波测厚仪，其特征在于，所述平移单元包括第二电机(21)、缓冲块(22)和第二驱动轴(23)，所述第二电机(21)和缓冲块(22)分别固定在检测板(3)和主机(1)上，所述第二电机(21)与PLC电连接，所述第二驱动轴(23)位于第二电机(21)和缓冲块(22)之间，所述第二电机(21)与第二驱动轴(23)传动连接，所述侧板(9)套设在侧板(9)上，所述侧板(9)的与第二驱动轴(23)的连接处设有与第二驱动轴(23)匹配的螺纹。

3.如权利要求1所述的适用于小型管道的超声波测厚仪，其特征在于，所述伸缩组件包括两个伸缩单元，两个伸缩单元分别位于升降板(10)的两侧，所述伸缩单元包括第三电机(24)、第一连杆(25)和第二连杆(26)，所述第三电机(24)固定在升降板(10)上，所述第三电机(24)与第一连杆(25)传动连接，所述第一连杆(25)通过第二连杆(26)与伸缩板(11)铰接，所述第三电机(24)与PLC电连接。

4.如权利要求1所述的适用于小型管道的超声波测厚仪，其特征在于，所述调向组件包括铰接单元、气泵(27)、气缸(28)、活塞(29)和调向杆(30)，所述气缸(28)固定在伸缩板(11)上，所述气泵(27)与气缸(28)连通，所述气泵(27)与PLC电连接，所述活塞(29)的底端设置在气缸(28)内，所述活塞(29)的顶端通过调向杆(30)与调向板(12)铰接。

5.如权利要求4所述的适用于小型管道的超声波测厚仪，其特征在于，所述铰接单元包括中心杆(31)和两个插管(32)，所述插管(32)固定在伸缩板(11)上，所述中心杆(31)的两端分别设置在两个插管(32)内，所述中心杆(31)与调向板(12)固定连接。

6.如权利要求1所述的适用于小型管道的超声波测厚仪，其特征在于，所述检测组件包括滚动单元、滑杆(33)、压板(34)、弹簧(35)、压力传感器(37)和限位单元，伸缩式滚动单元与滑杆(33)的一端连接，所述滑杆(33)的另一端与压板(34)固定连接，所述压板(34)通过弹簧(35)与压力传感器(37)连接，所述压力传感器(37)固定在调向板(12)上，所述压力传感器(37)与PLC电连接。

7.如权利要求6所述的适用于小型管道的超声波测厚仪，其特征在于，所述滚动单元包括支架(38)、滚轴(39)和滚轮(40)，所述支架(38)的形状为U形，所述支架(38)固定在滑杆(33)上，所述滚轴(39)的两端分别与支架(38)的两端固定连接，所述滚轮(40)套设在滚轴(39)上。

8.如权利要求6所述的适用于小型管道的超声波测厚仪，其特征在于，所述限位单元包括限位板(41)和两个限位杆(36)，所述限位板(41)的两端分别通过两个限位杆(36)与调向板(12)固定连接，所述限位板(41)套设在滑杆(33)上。

9.如权利要求1所述的适用于小型管道的超声波测厚仪，其特征在于，所述支杆(8)的制作材料为碳合金。

10.如权利要求1所述的适用于小型管道的超声波测厚仪，其特征在于，所述第一电机(14)为直流伺服电机。