CN108916658B - 一种多功能管道内检测器测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能管道内检测器测试平台，包括：动力单元、检测单元、固定单元和基座；动力单元设置在基座上，检测单元与基座滑动连接，动力单元用于驱动检测单元在基座上做直线运动；固定单元被配置为用于连接待检测管道，动力单元还用于驱动固定单元内连接的待测管道旋转；其中，检测单元包括可调节式支架以及与可调节式支架连接的至少一个检测元件或被测元件，可调节式支架被配置为用于调节检测元件或被测元件与待测管道的距离。本发明的测试平台能实现对管道的检测和对相关检测元件的测试。

Description

一种多功能管道内检测器测试平台

技术领域

本发明涉及管道检测技术领域，特别涉及一种多功能管道内检测器测试平台。

背景技术

目前，在管道检测技术领域，通常采用管道内检测器对管道进行检测，以使管道能正常、安全的使用。管道内检测器是一种借助管道内原油、成品油、天然气等介质驱动在管道内部运行前进，对管道内部信息进行检测、采集的仪器。现有的管道内检测器，其内部的检测单元在工作时是一个动态的过程，使检测过程控制起来比较麻烦，也使整个检测过程比较复杂。并且，现有的管道内检测器只能对管道的性能进行检测，功能较为单一，不能满足人们对仪器多功能的需求。

在对管道进行检测的过程中，通常需要对管道检测相关的检测元器件也进行检测，使检测元器件能保持良好的检测性能。通常需要单独引进检测设备对检测元器件进行检测，造成了检测过程复杂、检测成本高等缺陷。若能在管道内检测器上增加对检测元器件的检测功能，就能实现管道内检测器的多功能化，同时也能减低检测成本，一举多得。因此，非常有必要研究新的多功能的管道检测器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能管道内检测器测试平台的新技术方案。

根据本发明的第一个方面，提供了一种多功能管道内检测器测试平台，包括：动力单元、检测单元、固定单元和基座；所述动力单元设置在所述基座上，所述检测单元与所述基座滑动连接，所述动力单元用于驱动所述检测单元在所述基座上做直线运动；所述固定单元被配置为用于连接待检测管道，所述动力单元还用于驱动所述固定单元内连接的待测管道旋转；其中，所述检测单元包括：可调节式支架以及与所述可调节式支架连接的至少一个检测元件或被测元件，所述可调节式支架被配置为用于调节所述检测元件或所述被测元件与所述待测管道的距离。

可选地，所述检测单元连接有定位单元，所述定位单元被配置为用于对所述检测单元的检测位置进行定位；所述检测单元还连接有计算机采集单元，所述计算机采集单元用于对所述检测单元检测到数据进行采集、存储；所述定位单元与所述计算机采集单元连接。

可选地，所述动力单元包括：壳体，所述壳体的外壁上设置有控制面板，所述壳体内设置有电连接的变频控制器和主轴电机，以及电连接的伺服驱动器和伺服电机；所述控制面板分别与所述变频控制器、所述伺服驱动器连接；所述主轴电机的主轴伸出所述壳体与所述固定单元连接；所述伺服电机与所述检测单元内的可调节式支架连接。

可选地，所述固定单元包括：两个相对设置的卡盘，一个所述卡盘设置于所述动力单元的壳体外壁上，另一个所述卡盘设置于尾座上，所述尾座固定于所述基座上；所述两个卡盘与所述动力单元连接，所述两个卡盘用于连接所述待测管道。

可选地，所述可调节式支架包括：两个相对设置的挡板，以及搭载在两个所述挡板上端的顶板；两个所述挡板的下端各连接一个滑台，两个滑台之间通过丝杠连接，以使所述两个滑台之间的距离通过所述丝杠进行调节；所述两个滑台设置于滑块上，且所述滑块与所述动力单元连接；在所述基座上设置有直线滑轨，所述滑块设置于所述直线滑轨上。

可选地，所述两个挡板相对的两个壁面、顶板的内侧壁面中至少有一个壁面上通过夹具连接有检测元件；其中，所述检测元件被配置为用于对待测管道进行检测。

可选地，所述检测元件采用漏磁检测探头、MBN检测探头中的任一项，且所述检测元件安装于电磁铁的磁极中间，所述电磁铁固定于所述夹具上。

可选地，所述两个挡板相对的两个壁面、顶板的内侧壁面中至少有一个壁面上通过夹具连接有被测元件；其中，待测管道被配置为用于与被测元件相配合以对被测元件进行性能检测。

可选地，所述被测元件包括：两个里程轮，以及与所述两个里程轮连接的里程传感器；其中，所述两个里程轮分别通过支撑杆与一个支撑块连接，且两根所述支撑杆的中部通过弹簧连接，所述支撑块固定于所述夹具上。

可选地，所述被测元件为MFL检测探头，所述MFL检测探头通过弹性支架固定于所述夹具上，其中，所述弹性支架的外周呈平行四边形状。

可选地，所述被测元件包括：角位移传感器和检测探臂，且所述角位移传感器通过弹簧与所述检测探臂的中部连接；其中，所述角位移传感器和所述检测探臂的一端与夹具连接。

本发明提供的多功能管道内检测器测试平台，采用待测管道周向旋转，检测单元相对静止的方式在待测管道的外表面进行螺旋线扫描检测，以此来模拟检测单元与待测管道的相对运动，实现对管道的检测，具有控制简单的特点。并且，该测试平台还可以实现对相关检测探头的测试。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的多功能管道内检测器测试平台的整体结构示意图。

图2示出了本发明实施例提供的多功能管道内检测器测试平台内的管道内检测系统的结构示意图。

图3示出了本发明实施例提供的多功能管道内检测器测试平台的工作原理示意图。

图4示出了本发明实施例提供的多功能管道内检测器测试平台内检测单元的第一种结构示意图。

图5示出了本发明实施例提供的多功能管道内检测器测试平台内检测单元的第二种结构示意图。

图6示出了本发明实施例提供的多功能管道内检测器测试平台内检测单元的第三种结构示意图。

图7示出了本发明实施例提供的多功能管道内检测器测试平台内检测单元的第四种结构示意图。

附图标记说明。

1.定位单元，2.检测单元，3.计算机采集单元，4.电源单元，5.动力单元，6.第一卡盘，7.第二卡盘，8.滑台，9.基座，10.控制面板，11.待测管道，12.滑块；

201.挡板，202.顶板，203.夹具，204.电磁铁，205.极靴，206.检测元件，207.里程轮，208.弹性支架，209.检测探臂，210.角位移传感器，211.MFL检测探头。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明实施例提供的一种多功能管道内检测器测试平台，参照图1所示，包括：动力单元5、检测单元2、固定单元以及基座9。其中，该动力单元5设置在基座9上，检测单元2与基座9滑动连接，该动力单元5用于驱动检测单元2在基座9上做往复的直线运动。固定单元被配置为用于连接待检测管道11，动力单元5还用于驱动固定单元内连接的待测管道11进行旋转。检测单元2包括：可调节式支架以及与可调节式支架连接的至少一个检测元件或者被测元件，且可调节式支架被配置为用于调节检测元件或被测元件与待测管道的距离。

固定单元采用的是一对卡盘。该固定单元的结构为，包括：两个相对设置的第一卡盘6和第二卡盘7，第一卡盘6设置于动力单元5的壳体外壁上，第二卡盘7设置于一个尾座上，且该尾座固定于基座9上；第一卡盘6和第二卡盘7均与动力单元5连接，第一卡盘6和第二卡盘7用于连接待测管道(即待测管道11的两端分别与第一卡盘6、第二卡盘7连接)，动力单元5还用于驱动第一卡盘6和第二卡盘7之间连接的待测管道11进行旋转。

本发明提供的多功能管道内检测器测试平台，用第一卡盘6和第二卡盘7连接待测管道11，采用动力单元5驱动待测管道11产生周向旋转，此时检测单元2可以以相对静止的方式在待测管道11的外表面进行螺旋线扫描，实现对待测管道11的检测，该测试平台在对管道进行检测时具有控制简单的特点。其中，动力单元5还可以驱动检测单元2在基座9上做往复的直线运动，使检测单元2可以在待测管道11的指定位置(如：指定的缺陷位置)进行检测。

上述多功能管道内检测器测试平台，还包括：定位单元1、计算机采集单元3和电源单元4。参照图2所示，检测单元2连接有定位单元1，检测单元2连接计算机采集单元3、电源单元4，且定位单元1、电源单元4均与计算机采集单元3连接，构成一个管道检测系统。其中，定位单元1用于对检测单元2进行定位。计算机采集单元3用于采集、存储管道检测数据等。电源单元4用于对检测单元2进行供电，使检测单元2能正常工作。其中，检测单元2内的连接的检测元件的类型不同，就能实现不同的检测功能，比如：采用漏磁检测探头实现对待测管道11的管体的检测，检测待测管道11的管体是否有管体裂纹、金属损失、凹陷及焊缝缺陷等。

其中，动力单元5的结构，参照图1和图3所示，包括：壳体，在壳体的外壁上设置有控制面板10，壳体内设置有电连接的变频控制器和主轴电机，以及电连接的伺服驱动器和伺服电机；其中，控制面板10分别与变频控制器、伺服驱动器电连接连接。主轴电机的主轴伸出壳体与第一卡盘6和第二卡盘7连接；伺服电机与检测单元2内的可调节式支架连接。

动力单元5的控制面板10上设置有人机交互界面，用户可以通过人机交互界面来控制整个测试平台的运行。

参照图3所示，利用控制面板10上的人机交互界面可以调节变频控制器，从而可以控制主轴电机的主轴旋转或停止旋转，还可以控制主轴的旋转速度，以及控制主轴进行正转或进行反转。并且，利用控制面板10上的人机交互界面还可以控制并调节伺服驱动器，使伺服驱动器控制伺服电机运行，从而控制检测单元2在基座9上产生往复的直线运动，当然还可以控制检测单元2做直线运动的速度；也就是说，可以通过伺服驱动器对检测单元2的位置，直线进给速度和方向进行控制。

上述的检测单元2的结构为，包括：可调节式支架以及与可调节式支架连接的至少一个检测元件或者至少一个被测元件。其中，可调节式支架的结构，参照图1、图4-图7所示，包括：两个平行且相对设置的挡板201，以及水平搭载在两个所述挡板201上端的顶板201；两个挡板201的下端各连接一个滑台8，两个滑台8之间通过丝杠连接，以使所述两个滑台8之间的距离通过可以丝杠进行调节，即使得两个挡板201之间的距离可以调节，从而能实现检测元件与待测管道11之间的距离调节，或者被测元件与待测管道11(此时待测管道11作为检测被测元件的检测器件)之间的距离调节；上述两个滑台8共同设置在一个滑块12上，且该滑块12与动力单元5连接，此时动力单元5内的伺服电机能驱动滑块12在基座9上产生往复的直线运动。

为了能使检测单元2能在基座9上进行直线运行，检测单元2与基座9之间为滑动连接。可选地，在基座9上设置直线滑轨，将滑块12的底部设置成与直线滑轨相配合的形式，将检测单元2通过滑块12设置于直线滑轨上，以使检测单元2可以在直线滑轨上滑动。

在一个具体的例子中，在基座9上沿其长度方向设置有一对相互平行的直线滑轨，将检测单元2通过滑块12与一对直线滑轨配合连接，便于检测单元2在基座9上稳定的进行直线运动。这种滑动配合方式简单且稳定。

本发明提供的多功能管道内检测器测试平台，其中的检测单元2采用可调节式支架，并在可调节式支架上连接检测元件，利用检测元件对第一卡盘6和第二卡盘7间连接的待测管道11进行检测，可以检测待测管道11是否存在缺陷。也可以在可调节式支架上连接被测元件，当连接被测元件时，其实是将第一卡盘6和第二卡盘7间连接的待测管道11作为检测器件，用以检测被测元件的性能。

两个挡板201相对的两个壁面、顶板202的内侧壁面中至少有一个壁面上通过夹具203连接一个或者多个检测元件。当然，也可以是两个挡板201相对的两个壁面、顶板202的内侧壁面中至少有一个壁面上通过夹具203连接一个或者多个被测元件。对检测探头的设置位置和设置数量不做限制。

本发明提供的多功能管道内检测器测试平台，可以根据特殊的检测需求，在检测单元2的可调节式支架上通过夹具203搭载不同的类型的检测元件，以实现对管道的多种检测。

采用漏磁检测探头、MBN检测探头对待测管道11管体的检测，检测待测管道的管体是否有管体裂纹、金属损失、凹陷、应力集中及焊缝缺陷等。

在一个具体的例子中，参照图4所示，两个挡板201相对的两个壁面和顶板202的内侧壁面上各设置一个夹具203，每个夹具203上均连接有一块U型的电磁铁204，在每个电磁铁204的磁极中间安装有检测元件206，检测元件206位于电磁铁204的极靴205之间；其中，检测元件206采用漏磁检测探头或MBN检测探头。开始进行检测时，将待测管道11连接在第一卡盘6和第二卡盘7之间，电磁铁204的电极带动待测管道11进行周向运动，电磁铁204对待测管道11进行励磁，漏磁检测探头或MBN检测探头用于获取待测管道11表面一周的磁场信息；期间，可以通过丝杠调节两个滑台8之间的距离，也可以通过滑块12将检测单元2移动至待测管道11要检测的位置。此外，还能对漏磁检测探头或MBN检测探头的性能进行检测和调试。

本发明提供的多功能管道内检测器测试平台，也可以在检测单元2的可调节式支架上通过夹具203搭载不同的类型的被测元件，在第一卡盘6和第二卡盘7之间连接待测管道11，此时待测管道11并非是需要被检测的，而是作为一个检测器件，用于检测被测元件的。

(1)里程轮和里程传感器性能测试：

在一个具体的例子中，参照图5所示，在一个挡板201的壁面上设通过夹具203连接一个被测元件，该被测元件包括：两个里程轮207和与两个里程轮207连接的里程传感器；其中，两个里程轮207分别通过支撑杆与支撑块连接，两根支撑杆的中部通过弹簧连接，支撑块与夹具203连接。对被测元件，即两个里程轮207和里程传感器进行检测时，将待测管道11作为检测器件连接在第一卡盘6和第二卡盘7之间，通过调整滑台8使里程轮207的表面与待测管道11的外壁保持贴合，待测管道11在动力单元5的驱动下转动，待测管道11的外壁与里程轮207之间的摩擦力带动里程轮207产生转动，通过调节待测管道11的转动速度可以调节里程轮207的转动速度，根据待测管道11的转动速度能测试里程传感器的灵敏度以及两个里程轮207表面的摩擦性能。

(2)MFL检测探头耐磨性能测试：

在一个具体的例子中，参照图6所示，在一个挡板201的壁面上设通过夹具203连接有一个弹性支架208，该弹性支架208外周呈平行四边形状，与夹具203连接比较方便，能形成较为稳定且倾斜向上的趋势；该弹性支架208上安装有被测元件，该被测元件为MFL检测探头211。在对MFL检测探头211进行检测时，将待测管道11作为检测器件连接在第一卡盘6和第二卡盘7之间，通过调整滑台8使MFL检测探头211的表面与待测管道11的外壁保持贴合(由于弹性支架208的形状更加便于使MFL检测探头211与待测管道11的外壁贴合)，并控制压紧力度，当待测管道11产生转动时，待测管道11的管壁与MFL检测探头211之间存在滑动摩擦。通过对待测管道11的转动圈数的统计以及MFL检测探头211外壳的减薄量的测量可以对MFL检测探头211的耐磨性进行评价测试。

(3)角度位移传感器的灵敏度检测

在一个具体的例子中，参照图7所示，在一个挡板201的壁面上设通过夹具203连接有被测元件，且该被测元件包括：角位移传感器210和检测探臂209，且角位移传感器210和检测探臂209的一端与夹具203连接，角位移传感器210通过弹簧与检测探臂209的中部连接。在对被测元件进行检测时，将待测管道11作为检测器件连接在第一卡盘6和第二卡盘7之间，这里选择的待测管道11外壁具有连续不平的凹陷；通过调整滑台8使检测探臂209的端头与待测管道11的外表面保持接触，在检测的过程中，由于待测管道11外壁不平整，使检测探臂209发生上下摆动，与检测探臂209连接的角位移传感器210会输出信号，通过采集角位移传感器210输出的信号波动能测定角位移传感器210的灵敏度。并且当对待测管道11进行长距离检测时，还可以通过对检测探臂209端头的磨损程度确定检测探臂209的质量。

本发明提供的多功能管道内检测器测试平台，提高了管道智能检测技术相关的元件开发的测试效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (2)

1.一种多功能管道内检测器测试平台，其特征在于，包括：动力单元、检测单元、固定单元和基座；

所述动力单元设置在所述基座上，所述检测单元与所述基座滑动连接，所述动力单元用于驱动所述检测单元在所述基座上做直线运动；

所述固定单元被配置为用于连接管道，所述动力单元还用于驱动所述固定单元内连接的管道旋转；所述固定单元包括：两个相对设置的卡盘，一个所述卡盘设置于所述动力单元的壳体外壁上，另一个所述卡盘设置于尾座上，所述尾座固定于所述基座上；所述两个卡盘与所述动力单元连接，所述两个卡盘用于连接所述管道；

其中，所述检测单元包括：可调节式支架以及与所述可调节式支架连接的被测元件，所述可调节式支架被配置为用于调节所述被测元件与所述管道的距离；

所述检测单元连接有定位单元，所述定位单元被配置为用于对所述检测单元的检测位置进行定位；

所述可调节式支架包括：两个相对设置的挡板，以及搭载在两个所述挡板上端的顶板；两个所述挡板的下端各连接一个滑台，两个滑台之间通过丝杠连接，以使所述两个滑台之间的距离通过所述丝杠进行调节；所述两个滑台设置于滑块上，且所述滑块与所述动力单元连接；

在所述基座上设置有直线滑轨，所述滑块设置于所述直线滑轨上；

所述两个挡板相对的两个壁面、顶板的内侧壁面中至少有一个壁面上通过夹具连接有被测元件；其中，管道被配置为用于与被测元件相配合以对被测元件进行性能检测；

所述检测单元还连接有计算机采集单元，所述计算机采集单元用于对所述检测单元检测到数据进行采集、存储；

所述定位单元与所述计算机采集单元连接；

所述被测元件包括：两个里程轮，以及与所述两个里程轮连接的里程传感器；其中，所述两个里程轮分别通过支撑杆与一个支撑块连接，且两根所述支撑杆的中部通过弹簧连接，所述支撑块固定于所述夹具上；

或所述被测元件为MFL检测探头，所述MFL检测探头通过弹性支架固定于所述夹具上，其中，所述弹性支架的外周呈平行四边形状；

或所述被测元件包括：角位移传感器和检测探臂，且所述角位移传感器通过弹簧与所述检测探臂的中部连接；

其中，所述角位移传感器和所述检测探臂的一端与夹具连接。

2.根据权利要求1所述的多功能管道内检测器测试平台，其特征在于，所述动力单元包括：壳体，所述壳体的外壁上设置有控制面板，所述壳体内设置有电连接的变频控制器和主轴电机，以及电连接的伺服驱动器和伺服电机；所述控制面板分别与所述变频控制器、所述伺服驱动器连接；

所述主轴电机的主轴伸出所述壳体与所述固定单元连接；所述伺服电机与所述检测单元内的可调节式支架连接。

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