CN109085233A - 一种储罐底板智能检测仪及系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于无损检测领域，提供一种储罐底板智能检测仪及系统，所述智能检测仪包括检测小车，所述检测小车顶部安装有定位模块，检测小车前后有行走轮，所述检测小车底部安装励磁单元，所述励磁单元上方有用于驱动励磁单元上下移动的驱动机构。本发明智能检测仪通过定位模块可实现储罐内部的地理环境检测，实现合理规划检测路径；另外，励磁单元的高度可调，可实现越障、焊缝规避等功能；使用本发明智能检测仪消除了检测过程中的频繁重复操作，极大程度上降低了其体力和精神消耗，而且提高了检测效率和提高操作员安全性。

Description

一种储罐底板智能检测仪及系统

技术领域

本发明属于无损检测领域，尤其涉及一种储罐底板智能检测仪及系统。

背景技术

储罐作为石化原料和产品的存储容器，广泛用于工业和生活中。但是储罐所处的环境比较恶劣，同时其存储的介质也会对储罐进行腐蚀，所以需要对储罐进行定期检测，保障其安全运行。

目前主要采用漏磁技术来进行储罐底板的快速扫描。其主要原理是漏磁检测原理，也就是利用一个外磁场，对储罐底板进行磁场激励。在底板不存在缺陷的情况下，底板上面的漏磁场是均匀的。当底板出现缺陷的时候，因为底板的局部导磁能力出现变化，其上面的漏磁场也会出现变化。通过检测这种漏磁场，就能反过来得出底板上缺陷的情况。

当前主要采用永磁铁构成漏磁检测仪的励磁单元，这种励磁单元的构成方案优点是结构简单、使用方便。但是这种方案也存在多种不足，永磁铁的磁场无法关闭，其吸力加大了仪器调头时的操作难度。

现有的储罐底板漏磁检测仪都需要操作员进行操作。业务数据显示，储罐多数在夏季进行清灌检测。因为储罐的结构方式，储罐内部一般温度比外部高10多度，在室外接近40摄氏度的情况下，储罐内部很可能超过50摄氏度。在这种高温检测环境内，人工检测难以保障质量和效率，更可能出现漏检等情况。智能化的储罐底板检测仪成为一种必需。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种储罐底板智能检测仪及系统，旨在解决现有储罐底板检测方案操作员劳动强度大、检测效率不高的技术问题。

一方面，所述储罐底板智能检测仪包括检测小车，所述检测小车顶部安装有定位模块，检测小车前后有行走轮，所述检测小车底部安装励磁单元，所述励磁单元上方有用于驱动励磁单元上下移动的驱动机构。

进一步的，所述驱动机构包括一个位于检测小车内的驱动电机，所述驱动电机输出端安装有水平放置的大齿轮，所述励磁单元顶部向上设置若干丝杆，各丝杆穿过检测小车的底板后拧有小齿轮，所述小齿轮转动安装于检测小车的底板上但不会脱离底板，所述大齿轮与各小齿轮啮合。

进一步的，所述定位模块为旋转激光探头，在旋转激光探头转动过程中，记录旋转激光探头的方位角和各方位角对应的智能检测仪到储罐壁/障碍物的距离,旋转一周，即可得出储罐内的地理环境。

进一步的，所述检测小车前侧安装有探照和摄像组件。

进一步的，所述检测小车内部放置有喷漆罐，所述喷漆罐连接有喷漆嘴，所述喷漆嘴朝下设置。

另一方面，所述系统包括所述储罐底板智能检测仪，还包括控制主机，所述控制主机位于储罐内或储罐外，当控制主机位于储罐内时，控制主机直接与所述储罐底板智能检测仪连接，当控制主机位于储罐外时，所述储罐的人孔位置放置有信号中继器，所述信号中继器与所述控制主机、储罐底板智能检测仪连接。

进一步的，所述储罐内壁设置有若干定位参考条。

本发明的有益效果是：

1、本发明智能检测仪通过定位模块可实现储罐内部的地理环境检测，实现合理规划检测路径。

2、励磁单元的高度可调，可实现越障、焊缝规避等功能。

3、使用本发明智能检测仪消除了检测过程中的频繁重复操作，极大程度上降低了其体力和精神消耗。

4、提高了检测效率，一个操作员可以同时操作多个智能检测仪，通过增加智能检测仪，能快速提高检测效率，缩短工时。

5、提高操作员安全性，用本发明所述方案，能大大减少操作员在储罐内的工作时间，极大的改善了其工作环境，同时也一定程度上提高了其安全系数。

附图说明

图1是本发明实施例提供的储罐底板智能检测仪的结构图；

图2是本发明实施例提供的储罐底板智能检测仪的内部图；

图3是本发明实施例提供的储罐底板智能检测仪的截面图；

图4是本发明实施例提供的驱动机构的结构图；

图5是本发明实施例提供的储罐底板智能检测系统的一种原理图；

图6是本发明实施例提供的储罐底板智能检测系统的另一种原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1-3所示，本发明实施提供的储罐底板智能检测仪包括检测小车1，所述检测小车1顶部安装有定位模块2，检测小车1前后有行走轮3，所述检测小车1底部安装励磁单元4，所述励磁单元4上方有用于驱动励磁单元上下移动的驱动机构5。

由于储罐是一个封闭的环境，在检测时首先需要定位出智能检测仪在储罐内的位置。室内定位方式有多种，例如包括不限于声波定位、光电定位和其他定位技术。本发明实施例采用激光测距方式，即所述定位模块为旋转激光探头，在旋转激光探头转动过程中，记录旋转激光探头的方位角和各方位角对应的智能检测仪到储罐壁/障碍物的距离,旋转一周，即可得出储罐内的地理环境，完成地图构建。对智能检测仪进行定位之后，还要确定智能检测仪的方位，以便完成后续的底板检测。方位角的确定，同样通过上述的旋转激光探头获得。

旋转激光探头也可以采用多线方式，即设置不同高度的旋转激光探头在智能检测仪的顶部和周边，检测不同高度的障碍物，对储罐内周边环境进行更细致的扫描。这种多个旋转激光探头的方案，能检测不同高度的障碍物。另外，在储罐底板不平整的情况下，多线方式也方便对多个仰角上的距离进行测量。

如果待检测的储罐比较大，其储罐壁反射比较微弱的情况下，可以在储罐壁上附加使用定位参考条6，如图5所示。首先选择并安放好参考条，并记录下参考条的位置，再开始检测。一般至少放置三个定位参考条，如果需要，可以放置更多的定位参考条。定位参考条采用高反射率的材料制作，同时也考虑方便安装，方便运输。

具体检测时，根据前述的旋转激光探头可以实现储罐底板智能检测仪的定位和方位角检测，确定了智能检测仪在储罐中的位置以及实时的方位角。在已知这些条件的情况下，结合储罐内障碍物位置，就可以对储罐的检测进行路线规划了。此处可以采用多种规则和算法，来进行各种优化目标下的规划。本实施例不作具体限定，而路径规划主要在控制主机上完成。当然也可以进行人工干预，调整智能检测仪智能规划的路径。本检测仪有四个行走轮，后侧的两个行走轮由两个步进电机驱动，控制检测小车的调头、转向，或者方位角调整，由这两个独立的步进电机来实现。

本智能检测仪的一个重要特点是设置了驱动机构，驱动机构可以提升或者放低励磁单元，可实现越障功能。在检测过程中接近障碍物的时候，一般需要终止当前轨迹的检测。此时，调用励磁单元的驱动机构，提升励磁单元，大大降低励磁单元和储罐底板之间的吸引力，也就降低智能检测仪的摩擦阻力。在摩擦阻力降低的情况下，能方便调用转向调头模块，按既定的规划路线进行下一步的检测工作。

最常见的障碍物是底板上的搭接焊缝。在检测中，这种焊缝会对小车造成一个非常大的阻力变化。反映在驱动力上，就是驱动力的变化，或者说驱动电流的变化。所以通过检测驱动电流，也能够知道搭建焊缝的位置。智能检测仪在确定焊缝位置之后，通过智能计算，确定检测区域，规避搭接焊缝。

另外一种搭接焊缝的规避方式，是在检测前，为智能检测仪标明每块储罐底板的边界。这个可以通过依次在每个顶点的位置，放置一个参考条的方式来实现。智能检测仪检测到参考条的位置，操作员确定此处就是某块底板的一个顶点，依次这样确定所有的顶点，就可以确定每块底板的区域了。同样这个确定底板顶点和区域的操作可以多个人来同时进行，以缩短操作时间，提高检测效率。

作为所述驱动机构的一种具体结构，如图4所示，所述驱动机构5包括一个位于检测小车内的驱动电机51，所述驱动电机51输出端安装有水平放置的大齿轮52，所述励磁单元4顶部向上设置若干丝杆53，各丝杆53穿过检测小车的底板后拧有小齿轮54，所述小齿轮54转动安装于检测小车的底板上但不会脱离底板，所述大齿轮52与各小齿轮54啮合。驱动电机驱动大齿轮转动，进而带动小齿轮转动，实现了驱动励磁单元上升或者下降。图示中，励磁单元顶部的丝杆有四个，位于四个角，通过四个同步的丝杆来同步提升或者放低励磁单元。所述驱动电机为涡轮变速的步进电机，位于检测小车内。当然也可以采用链条的方式，来同步驱动四个同步丝杆。

另外，所述检测小车前侧安装有探照和摄像组件7。通过储罐底板智能检测仪，能收集底板的漏磁数据。对于储罐底板的实际图像资料，则采用单个或多个摄像组件进行影像记录。这种影像记录方式，适合底板的记录，同时也适合周围环境的记录。另外一种记录方式，是在顶部的旋转激光探头中，加上多个摄像组件，进行影像记录。

在扫描完一块底板或者一个特定区域之后，进行数据分析，找出缺陷之后，可以在缺陷位置或者附近进行打标。一种可行的打标方式是采用喷漆方式，所述检测小车1内部放置有喷漆罐8，所述喷漆罐连接有喷漆嘴9，所述喷漆嘴朝下设置，以电磁驱动喷漆罐上的按钮短时开启，完成打标。在喷漆罐的喷漆嘴下方，可以插入一个掩模，控制喷漆形成的标记的形状和指向等，方便操作员复检。

本发明实施例还提供了一种储罐底板智能检测系统，包括所述储罐底板智能检测仪101，还包括控制主机102，所述控制主机102位于储罐内或储罐外。当控制主机位于储罐内时，如图5所示，控制主机102直接与所述储罐底板智能检测仪101连接，智能检测仪采用无线传输的方式进行信号传输，包括数据和指令的双向传输。当控制主机102位于储罐外时，如图6所示，因为储罐壁的电磁屏蔽效应，要在所述储罐的人孔位置放置信号中继器103，所述信号中继器103与所述控制主机102、储罐底板智能检测仪101连接，一般情况下，信号中继器和智能检测仪之间无线连接，但是信号中继器和控制主机之间，采用网线或者无线的方式连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种储罐底板智能检测仪，其特征在于，包括检测小车，所述检测小车顶部安装有定位模块，检测小车前后有行走轮，所述检测小车底部安装励磁单元，所述励磁单元上方有用于驱动励磁单元上下移动的驱动机构。

2.如权利要求1所述储罐底板智能检测仪，其特征在于，所述驱动机构包括一个位于检测小车内的驱动电机，所述驱动电机输出端安装有水平放置的大齿轮，所述励磁单元顶部向上设置若干丝杆，各丝杆穿过检测小车的底板后拧有小齿轮，所述小齿轮转动安装于检测小车的底板上但不会脱离底板，所述大齿轮与各小齿轮啮合。

3.如权利要求2所述储罐底板智能检测仪，其特征在于，所述定位模块为旋转激光探头，在旋转激光探头转动过程中，记录旋转激光探头的方位角和各方位角对应的智能检测仪到储罐壁/障碍物的距离,旋转一周，即可得出储罐内的地理环境。

4.如权利要求3所述储罐底板智能检测仪，其特征在于，所述检测小车前侧安装有探照和摄像组件。

5.如权利要求4所述储罐底板智能检测仪，其特征在于，所述检测小车内部放置有喷漆罐，所述喷漆罐连接有喷漆嘴，所述喷漆嘴朝下设置。

6.一种储罐底板智能检测系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1-5任一项所述储罐底板智能检测仪，还包括控制主机，所述控制主机位于储罐内或储罐外，当控制主机位于储罐内时，控制主机直接与所述储罐底板智能检测仪连接，当控制主机位于储罐外时，所述储罐的人孔位置放置有信号中继器，所述信号中继器与所述控制主机、储罐底板智能检测仪连接。

7.如权利要求6所述储罐底板智能检测系统，其特征在于，所述储罐内壁设置有若干定位参考条。