CN109507206A - 一种波纹管表面裂缝激光传感器检测装置及方法 - Google Patents

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徐雨果
蒋峰
胡瑜
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吴峰
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Abstract

本发明公开了一种波纹管表面裂缝激光传感器检测装置及方法。该装置包括：测量平台、旋转平台、激光测距仪、施压装置、导向驱动装置，所述旋转平台安装于测量平台上，旋转平台在旋转驱动电机的驱动下旋转，所述旋转平台上设置有波纹管，所述波纹管在施压装置的作用下被挤压，所述激光测距仪设置于波纹管的侧方，在导向驱动装置的驱动下运动，所述激光测距仪和导向驱动装置分别连接至工控机。本发明构建波纹管、步进电机和激光测距传感器机械装置，能够实现波纹管表面裂缝检测过程，该装置相比较于上述检测方法所构建的装置成本低，非接触，不受波纹管表面温度影响，算法简单，可以快速实现不同角度波纹管表面裂缝的检测。

Description

一种波纹管表面裂缝激光传感器检测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种波纹管表面裂缝激光传感器检测装置及方法，特别涉及一种适合在实验室波纹管非工况条件时的检测装置及方法。
背景技术
随着国民经济的快速发展，管道被广泛应用于供暖、供热、石油和天然气输送及各种工业用品制造等领域。然而，由于运输过程中管道温度和压力的变化，导致管道产生热胀冷缩和移动变形，如果不能使这些变化得到补偿，将引起严重的管道运输安全事故。因此，膨胀节作为一种能够吸收由热胀冷缩引起的伸缩变形的弹性元件，可提高管道运输的可靠性和安全性，从而得到了广泛的应用。
波纹管膨胀节表面裂痕检测在国内报道不多，常规方法采用目视测量，效率低、测量精度差、劳动强度大，而且自动化程度也不高。河南电力试验研究院利用超声导波检测不锈钢波纹管缺陷，其需要将压电晶片和电磁声换能器接触波纹管表面，波纹管表面过高的温度影响超声波耦合剂的使用，甚至破坏压电晶片和电磁声换能器。常规检测方法或者手工测量或者采用超声波接触式测量方法。前者效率低精度差，后者价格昂贵需要耦合剂，不适合高温波纹管的测量。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种波纹管表面裂缝激光传感器检测装置及方法。首先构建波纹管、步进电机和激光测距传感器波纹管表面裂缝检测装置，其次控制电机转动带动激光传感器以及波纹管实现波纹管表面裂缝检测。
本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种波纹管表面裂缝激光传感器检测装置，包括：测量平台、旋转平台、激光测距仪、施压装置、导向驱动装置，所述旋转平台安装于测量平台上，旋转平台在旋转驱动电机的驱动下旋转，所述旋转平台上设置有波纹管，所述波纹管在施压装置的作用下被挤压，所述激光测距仪设置于波纹管的侧方，在导向驱动装置的驱动下运动，所述激光测距仪和导向驱动装置分别连接至工控机。
更进一步地，所述工控机通过计算机连接至显示设备。
更进一步地，所述施压装置包括液压缸、送油管、回油管、液压泵、压板，所述液压泵与液压缸之间分别连接有送油管和回油管，所述液压缸与压板相连，所述液压泵通过液压缸驱动压板对波纹管施压。
更进一步地，所述导向驱动装置固定于测量平台上，包括导向驱动电机、丝杠和导轨，所述导向驱动电机驱动丝杠从而带动所述激光测距仪沿导轨运动，所述导向驱动电机与工控机相连。
本发明还提供一种波纹管表面裂缝激光传感器检测方法，其特征在于，包括：
利用施压装置对波纹管施压，模拟波纹管受压受损，未施压时，波纹管处于静止的初始状态，施压后，激光测距传感器沿波纹管的延伸方向扫描波纹管得到波纹管到激光测距传感器间的一系列距离值S，同时通过工控机获取该距离并在计算机软件中显示，S为变化值，其反映波纹管外表面的变化趋势。
更进一步地，包括：
若波纹管表面存在裂缝，且该裂缝为表面划痕，激光测距传感器准确测量该表面划痕；
若波纹管表面存在裂缝，且该裂缝为波纹管裂开，在该裂缝位置测量值超过传感器检测量程，测量值无效，判断该部分为裂缝。
更进一步地，所述裂缝的位置包括膨胀节位置和膨胀节两侧位置。
更进一步地，所述旋转驱动电机转动，带动旋转平台上方的波纹管转动，实现不同角度波纹管表面裂缝的测量。
本发明具有如下有益效果：
本发明构建波纹管、步进电机和激光测距传感器机械装置，能够实现波纹管表面裂缝检测过程，该装置相比较于上述检测方法所构建的装置成本低，非接触，不受波纹管表面温度影响，算法简单，可以快速实现不同角度波纹管表面裂缝的检测。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是旋转平台的结构示意图；
图3是波纹管表面裂缝检测原理图；
图4是波纹管表面划痕图；
图5是波纹管表面裂缝图。
图中标记：1、测量平台；2、旋转平台；3、旋转驱动电机；4、波纹管；5、液压缸；6、送油管；7、回油管；8、液压泵；9、丝杠；10、导轨；11、滑块；12、激光测距仪；13、导向驱动电机；14、工控机；15、计算机；16、膨胀节位置；17、膨胀节两侧；18、表面划痕；19、裂缝；20、压板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种波纹管表面裂缝检测装置和方法。包括如下步骤：
步骤1：搭建激光测距传感器波纹管裂缝检测装置
如图1和图2所示，测量平台1上方为旋转平台2，测量平台1下方为旋转驱动电机3，旋转平台2上方为波纹管4，旋转驱动电机3通过控制使旋转平台2及波纹管4转动。波纹管4上方为压板20，压板20与液压缸5相连，液压缸5通过送油管6、回油管7和液压泵8连接。丝杠9和导轨10固定于测量平台1，丝杠9和导轨10上安置滑块11，滑块11上固定激光测距仪12以及导向驱动电机13。导向驱动电机13通过控制可以实现激光测距仪12的升降。旋转驱动电机3、激光测距传感器12和导向驱动电机13由工控机14控制，并经计算机15显示器软件输出。
步骤2：波纹管表面裂缝检测
步骤2.1激光测距传感器与波纹管的位置
如图3所示，利用施压装置对波纹管施压，模拟波纹管受压受损，波纹管处于静止的初始状态A，激光测距传感器位于位置O，从上至下扫描波纹管得到波纹管右侧到传感器间的一系列距离值S，同时通过工控机获取该距离并在计算机软件中显示，S为变化值，其反映波纹管外表面的变化趋势。
步骤2.2激光测距传感器对波纹管表面裂缝的测量
波纹管表面裂缝通常处于两个位置，第一个在膨胀节位置16，另一个在膨胀节两侧17。
计算机软件中，分析变化的S值。若波纹管表面存在裂缝，且该裂缝为表面划痕18，激光测距传感器能准确测量该表面划痕图4。
若波纹管表面存在裂缝19，且该裂缝为波纹管裂开，由于波纹管体积大小不一，激光传感器测量的距离有限，则在该裂缝位置测量值超过传感器检测量程，测量值无效图5，因此，可以判断该部分为裂缝。
步骤3：不同角度测量波纹管裂缝
测量平台下方旋转驱动电机转动，带动旋转平台上方的波纹管转动，可以实现不同角度波纹管表面裂缝的测量。
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 (8)

1.一种波纹管表面裂缝激光传感器检测装置，其特征在于，包括：测量平台、旋转平台、激光测距仪、施压装置、导向驱动装置，所述旋转平台安装于测量平台上，旋转平台在旋转驱动电机的驱动下旋转，所述旋转平台上设置有波纹管，所述波纹管在施压装置的作用下被挤压，所述激光测距仪设置于波纹管的侧方，在导向驱动装置的驱动下运动，所述激光测距仪和导向驱动装置分别连接至工控机。
2.根据权利要求1所述的一种波纹管表面裂缝激光传感器检测装置，其特征在于，所述工控机通过计算机连接至显示设备。
3.根据权利要求1所述的一种波纹管表面裂缝激光传感器检测装置，其特征在于，所述施压装置包括液压缸、送油管、回油管、液压泵、压板，所述液压泵与液压缸之间分别连接有送油管和回油管，所述液压缸与压板相连，所述液压泵通过液压缸驱动压板对波纹管施压。
4.根据权利要求1所述的一种波纹管表面裂缝激光传感器检测装置，其特征在于，所述导向驱动装置固定于测量平台上，包括导向驱动电机、丝杠和导轨，所述导向驱动电机驱动丝杠从而带动所述激光测距仪沿导轨运动，所述导向驱动电机与工控机相连。
5.一种波纹管表面裂缝激光传感器检测方法，其特征在于，包括：
利用施压装置对波纹管施压，模拟波纹管受压受损，未施压时，波纹管处于静止的初始状态，施压后，激光测距传感器沿波纹管的延伸方向扫描波纹管得到波纹管到激光测距传感器间的一系列距离值S，同时通过工控机获取该距离并在计算机软件中显示，S为变化值，其反映波纹管外表面的变化趋势。
6.根据权利要求5所述的一种波纹管表面裂缝激光传感器检测方法，其特征在于，包括：
若波纹管表面存在裂缝，且该裂缝为表面划痕，激光测距传感器准确测量该表面划痕；
若波纹管表面存在裂缝，且该裂缝为波纹管裂开，在该裂缝位置测量值超过传感器检测量程，测量值无效，判断该部分为裂缝。
7.根据权利要求5所述的一种波纹管表面裂缝激光传感器检测方法，其特征在于，所述裂缝的位置包括膨胀节位置和膨胀节两侧位置。
8.根据权利要求5所述的一种波纹管表面裂缝激光传感器检测方法，其特征在于，所述旋转驱动电机转动，带动旋转平台上方的波纹管转动，实现不同角度波纹管表面裂缝的测量。
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