CN108918674A - 一种钢制管道在线超声波检测装置及方法 - Google Patents

一种钢制管道在线超声波检测装置及方法 Download PDF

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曹学文
雷毅
翟昕龙
马晓阳
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids

Abstract

本发明公开了一种钢制管道在线超声波检测装置及方法。该装置主要包括集水槽、驱动装置、支撑滚动平台、耦合装置、超声波探头、控制系统、超声波检测仪及数据采集系统。通过控制系统控制驱动装置带动超声波检测装置沿被测管道表面自动移动检测，从而避免传统的非连续性逐点测量检验法漏检所造成的管道质量缺陷问题。装置测量精度高，测量结果更加准确，同时节省人工劳动力；能适应在线检测的高速要求，可广泛应用在需要在线检测的场合。

Description

一种钢制管道在线超声波检测装置及方法
技术领域
本发明涉及超声波检测领域，具体涉及一种可以对无缝钢管进行连续检测的钢制管道在线超声波检测装置及方法。
背景技术
超声波检测技术是一种常用的无损检测技术，目前广泛应用于压力容器、输油管线、机械零件等的质量检测环节中。近年来，随着管道运输的快速发展，钢制管道已被应用到很多领域。钢制管道投产使用之前需要进行验收工作，其中钢管壁厚是一项重要的验收指标。在当前的实际生产中，管道壁厚的测量主要依靠操作人员手持千分尺测量管子端部的厚度或者使用超声波测厚仪对管线进行逐点测量。这些传统的测量钢管壁厚的方法速度慢、效率低、工作量大、浪费材料，而且传统测量方法仅能抽检少量管道，测量精度也无法保证，己经不能适应现代化生产的需要。鉴于现有技术中存在的问题，本发明提出了一种钢制管道在线超声波检测装置和方法，不仅提高了测量的精度和可靠性，同时能大大提高工作效率。
发明内容
本发明涉及一种钢制管道在线超声波检测装置及方法，主要包括集水槽、驱动装置、支撑滚动平台、耦合装置、超声波探头、控制系统、超声波检测仪及数据采集系统，被测钢制管道放置于集水槽中部，支撑滚动平台放置在被测钢制管道表面，通过支撑滚动平台下方的滚动轮可沿被测钢制管道轴向移动；支撑滚动平台上方依次连接耦合装置和超声波探头；驱动装置位于集水槽上方，可以通过安装在集水槽上方的齿条轨道架沿轨道移动；驱动装置和支撑滚动平台通过连接杆连接；控制系统和超声波检测仪及数据采集系统位于集水槽外侧附近，控制系统通过驱动装置导线与驱动装置连接。
所述的驱动装置包括驱动装置齿轮、减速器、电机、驱动装置滑动轮、驱动装置导线、齿轮轴和驱动装置外壳；驱动装置将电机提供的动力经减速器减速后传递给驱动装置齿轮，然后通过齿轮齿条结构将电机的旋转运动转化为驱动装置的水平运动，最终驱动装置通过连接杆推动支撑滚动平台做连续的水平运动；驱动装置受到控制系统的精确控制，可在齿条轨道架上朝固定方向行走精确位移。
所述的耦合装置侧面设有耦合装置进水口，通过耦合装置进水管与水源连接，为检测提供稳定的耦合剂；耦合装置顶部设有出气口，整个耦合装置可根据被测钢制管道直径的大小上下升降调整。
本发明还公开了上述钢制管道在线超声波检测装置的检测方法，包括如下步骤：
(1)将被测钢制管道放置在集水槽内，将搭载超声波探头的支撑滚动平台放置在被测钢制管道表面，使其滚动轮与被测钢制管道接触良好，然后调整耦合装置，使其底部与管道表面保持良好耦合。
(2)驱动装置通过导线与控制系统相连接，并将超声波探头通过导线与超声波检测仪及数据采集系统相连接；耦合装置进水口通过耦合装置进水管与水源相连接，使水流缓慢进入耦合装置，当耦合装置中水流溢出且无气泡时将超声波探头插入耦合装置中。
(3)打开控制系统和超声波检测仪及数据采集系统电源，调节控制系统行程按钮，控制驱动装置在轨道架行走速度，完成对被测工件的连续性检测。
(4)检测数据通过超声波探头、数据采集系统、数传模块将数据传输到上位机，利用上位机上超声波检测数据处理软件对检测到的数据进行处理和分析，完成整个检测过程。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)采用全自动方式对整个管线进行全面检测，避免由于传统的非连续性逐点测量检验法漏检所造成的管道质量缺陷问题，提高对整个管线的评价能力；
(2)装置测量精度高，测量结果更加准确，同时节省人工劳动力；
(3)采用了无线数传模块，实现下位机和上位机脱离，操作简单、成本低、检测效率高，能够实现检测过程与数据处理一体化进行。
附图说明
图1是本发明的剖视结构示意图；
图2是本发明的驱动装置俯视图；
图3是本发明的超声波探头检测示意图；
图中：1.集水槽出水管；2.集水槽出水口；3.被测钢制管道；4.连接杆；5.支撑滚动平台；6.滚动轮；7.耦合装置进水口；8.耦合装置进水管；9.示波器；10.控制系统；11.超声波检测仪及数据采集系统；12.驱动装置齿轮；13.减速器；14.电机；15.驱动装置滑动轮；16.驱动装置导线；17.超声波探头；18.耦合装置；19.超声波探头导线；20.齿条轨道架；21.集水槽；22.齿轮轴；23.驱动装置外壳；24.驱动装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出详细的说明：
如图1所示，一种钢制管道在线超声波检测装置及方法，主要包括集水槽21、驱动装置24、支撑滚动平台5、耦合装置18、超声波探头17、控制系统10、超声波检测仪及数据采集系统11，被测钢制管道3放置于集水槽21中部，支撑滚动平台5放置在被测钢制管道3表面，通过支撑滚动平台5下方的滚动轮6可沿被测钢制管道3轴向移动；支撑滚动平台5上方依次连接耦合装置18和超声波探头17；驱动装置24位于集水槽21上方，可以通过安装在集水槽21上方的齿条轨道架20沿轨道移动；驱动装置24和支撑滚动平台5通过连接杆4连接；控制系统10和超声波检测仪及数据采集系统11位于集水槽21外侧附近，控制系统10通过驱动装置导线16与驱动装置24连接。
所述的驱动装置24包括驱动装置齿轮12、减速器13、电机14、驱动装置滑动轮15、驱动装置导线16、齿轮轴22和驱动装置外壳23构成；驱动装置24将电机14提供的动力经减速器13减速后传递给驱动装置齿轮12，然后通过齿轮齿条结构将电机14的旋转运动转化为驱动装置24的水平运动，最终驱动装置24通过连接杆4推动支撑滚动平台5做连续的水平运动；驱动装置24受到控制系统10的精确控制，可在齿条轨道架上朝固定方向行走精确位移。
所述的耦合装置18侧面设有耦合装置进水口7，通过耦合装置进水管8与水源连接，为检测提供稳定的耦合剂；耦合装置18顶部设有出气口，整个耦合装置18可根据被测钢制管道3直径的大小上下升降调整。
本发明的工作过程简述如下：
如图1所示，首先，将被测钢制管道3放置在集水槽21内，将搭载超声波探头17的支撑滚动平台5放置在被测钢制管道3表面，使其滚动轮6与被测钢制管道接触良好，调整耦合装置18，使其底部与管道表面保持良好耦合。然后，将驱动装置24通过导线与控制系统10相连接，并将超声波探头17通过导线与超声波检测仪及数据采集系统11相连接。耦合装置进水口7通过耦合装置进水管8与水源相连接，使水流缓慢进入耦合装置18，当耦合装置18中水流溢出且无气泡时将超声波探头17插入耦合装置18中。
进而，打开控制系统10和超声波检测仪及数据采集系统11电源，调节控制系统10行程按钮，控制驱动装置24在轨道架行走速度，完成对被测工件的连续性检测。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可以利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种钢制管道在线超声波检测装置及方法，主要包括集水槽(21)、驱动装置(24)、支撑滚动平台(5)、耦合装置(18)、超声波探头(17)、控制系统(10)、超声波检测仪及数据采集系统(11)，被测钢制管道(3)放置于集水槽(21)中部，支撑滚动平台(5)放置在被测钢制管道(3)表面，通过支撑滚动平台(5)下方的滚动轮(6)可沿被测钢制管道(3)轴向移动；支撑滚动平台(5)上方依次连接耦合装置(18)和超声波探头(17)；驱动装置(24)位于集水槽(21)上方，可以通过安装在集水槽(21)上方的齿条轨道架(20)沿轨道移动；驱动装置(24)和支撑滚动平台(5)通过连接杆(4)连接；控制系统(10)和超声波检测仪及数据采集系统(11)位于集水槽(21)外侧附近，控制系统(10)通过驱动装置导线(16)与驱动装置(24)连接。
2.所述的驱动装置(24)包括驱动装置齿轮(12)、减速器(13)、电机(14)、驱动装置滑动轮(15)、驱动装置导线(16)、齿轮轴(22)和驱动装置外壳(23)构成；驱动装置(24)将电机(14)提供的动力经减速器(13)减速后传递给驱动装置齿轮(12)，然后通过齿轮齿条结构将电机(14)的旋转运动转化为驱动装置(24)的水平运动，最终驱动装置(24)通过连接杆(4)推动支撑滚动平台(5)做连续的水平运动；驱动装置(24)受到控制系统(10)的精确控制，可在齿条轨道架(20)上朝固定方向行走精确位移。
3.所述的耦合装置(18)侧面设有耦合装置进水口(7)，通过耦合装置进水管(8)与水源连接，为检测提供稳定的耦合剂；耦合装置(18)顶部设有出气口，整个耦合装置(18)可根据被测钢制管道(3)直径的大小上下升降调整。
4.一种钢制管道在线超声波检测装置的检测方法，包括如下步骤：
首先，将被测钢制管道(3)放置在集水槽(21)内，将搭载超声波探头(17)的支撑滚动平台(5)放置在被测钢制管道(3)表面，使其滚动轮(6)与被测钢制管道(3)接触良好，然后调整耦合装置(18)，使其底部与被测钢制管道(3)表面保持良好耦合；
然后，驱动装置(24)通过导线与控制系统(10)相连接，并将超声波探头(17)通过导线与超声波检测仪及数据采集系统(11)相连接；耦合装置进水口(7)通过耦合装置进水管(8)与水源相连接，使水流缓慢进入耦合装置(18)，当耦合装置(18)中水流溢出且无气泡时将超声波探头(17)插入耦合装置(18)中；
进而，打开控制系统(10)和超声波检测仪及数据采集系统(11)电源，调节控制系统(10)行程按钮，控制驱动装置(24)在齿条轨道架(20)行走速度，完成对被测工件的连续性检测。
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