CN110174043A - 基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置 - Google Patents

基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置 Download PDF

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Abstract

基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，涉及施工工程技术领域，包括两个底板，两个所述底板相对的一侧中部活动连接有调节机构，所述调节机构的正面固定连接有螺纹套，所述螺纹套的内部活动连接有螺杆，所述底板的正面活动连接有三个限位块，三个所述限位块的形状规格均相同，所述限位块位弧形结构且圆心与底板的圆心为同一点。该基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，利用导体切割磁感线时感应电动势的变化来检测工件是否发生偏移当工件发生偏移时则第一导体板和第二导体板的位置发生变化，产生切割磁感线的情况，感应电动势发生变化，通过上述过程和原理，可准确直观的对工件的位置进行检测。

Description

基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置
技术领域
本发明涉及施工工程技术领域，具体为基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置。
背景技术
在进行工程管道的铺设时需要将两段同规格的管道焊接或预组装，此时需要保证两段管道之间的同心度，若两段管道的中轴线不在一条直线上即不同心，此时可能导致二者之间配合间隙过大或因尺寸超差而导致无法安装，同时，在焊接或安装过程中若两段管道之间发生偏移，则会造成焊接不充分或漏焊的情况，影响后续交付使用气密性的同时降低了产品的质量，容易因密闭性不足造成泄露和使用寿命减少的问题。
为解决上述问题，发明者提出了基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，具备自定心和偏移检测的优点，通过自定心的设计可保证在预装配过程中两个工件维持同心状态，同时，利用感应电动势的变化量来表示工件的偏移情况，可使测量结果更加准确直观。
发明内容
为实现上述自定心和偏移检测的目的，本发明提供如下技术方案：基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，包括底板、调节机构、螺纹套、螺杆、限位块、卡块、卡座、固定座、工件、腔体、轴套、传动轴、双向螺纹区、第一环形磁铁、第一导体板、第二导体板和第二环形磁铁。
其中：所述调节机构包括活动板、定位爪和定位槽。
上述各结构之间的位置及连接关系如下：
两个所述底板相对的一侧中部活动连接有调节机构，所述调节机构的正面固定连接有螺纹套，所述螺纹套的内部活动连接有螺杆，所述底板的正面活动连接有三个限位块，三个所述限位块的形状规格均相同，所述限位块位弧形结构且圆心与底板的圆心为同一点，即三个所述限位块到底板中轴线的距离相同，并且相邻两个所述限位块之间的间距相同，即三个所述限位块以底板的中轴线为参照呈均匀分布，所述调节机构的外侧活动连接有三个卡块，三个所述卡块形状规格均相同，所述卡块远离调节机构的一端为曲面结构且曲面度与卡座的曲面度相同，三个所述卡块分别与三个卡座相对应，即相邻两个卡块之间的距离与相邻两个所述卡座之间的距离相同，三个所述卡块的端点到调节机构中心的距离相同，即三个所述卡块以调节机构的中点为参照呈均匀分布。
所述卡块的外侧活动连接有卡座，三个所述卡座的形状规格相同，所述卡座远离底板中心的一端为曲面结构，且曲面度与卡块顶端的曲面度相同，相邻两个所述卡座之间的间距相同，即三个卡座以底板的中轴线为参照呈均匀分布，并且三个所述卡座的端点到底板中点的距离相同。所述卡座的左、右均活动连接有固定座，所述卡座的外侧活动连接有工件。
两个所述底板相背的一侧均固定连接有腔体，所述腔体远离底板的一侧固定连接有轴套，所述轴套的内部活动连接有传动轴，所述螺杆的中部设置有双向螺纹区，所述双向螺纹区的左部活动连接有第一环形磁铁，所述第一环形磁铁的下方活动连接有第一导体板，所述第一导体板的下方活动连接有第二导体板，所述第一导体板和第二导体板的规格尺寸相同，均为环形结构，并且所述第一导体板的外径与第一环形磁铁的外径尺寸相同，内径小于第一环形磁铁的内径尺寸，所述第二导体板的下方活动连接有第二环形磁铁，所述第一环形磁铁和第二环形磁铁均为圆环形且尺寸规格相同，并且所述第一环形磁铁和第二环形磁铁的中轴线在同一直线上，所述第一环形磁铁和第二环形磁铁相对的一侧磁极相反。
所述调节机构包括活动板，所述活动板的外侧固定连接有三个定位爪，所述定位爪的内部开设有定位槽，三个所述定位爪以活动板的中点为参照呈均匀分布，即相邻两个所述定位爪之间的间距相同，并且三个所述定位爪到活动板中点的距离相同，三个所述卡柱分别与三个所述定位爪相对应，所述定位槽的形状为倾斜状态。
作为优选，所述底板、调节机构、螺纹套、螺杆、腔体、轴套和传动轴的中轴线在同一直线上，所述底板的形状为圆形，所述螺纹套的内壁设置有螺纹，所述螺杆位于螺纹套的内部且与其相适配。
作为优选，所述双向螺纹区包括两个尺寸相同的螺纹部分，两个螺纹部分的螺纹方向相反，两个螺纹部分分别与两个螺纹套相对应，即两个螺纹套内部的螺纹方向相反。
作为优选，相邻两个所述限位块之间的距离，与相邻两个所述卡座之间的距离相同，即相邻两个所述限位块之间的角度等于相邻两个所述卡座之间的角度。
作为优选，所述螺杆与传动轴活动连接，所述螺杆与传动轴的直径相同且中轴线在同一直线上，并且所述传动轴贯穿并延伸至空腔的外侧。
作为优选，所述底板的半径，小于卡座最高点到底板中点的距离，即以卡座的最高点到底板中点的距离为半径形成的圆，其半径大于底板的半径。
与现有技术及产品相比，本发明的有益效果是：
1、该基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，通过螺纹套、螺杆和双向螺纹区，所述双向螺纹区包括两个尺寸相同的螺纹部分，两个螺纹部分的螺纹方向相反，两个螺纹部分分别与两个螺纹套相对应，即两个螺纹套内部的螺纹方向相反，所以在传动轴转动时可带动两个螺纹套作同步相对运动或同步相背运动，即当传动轴顺时针转动时，两个螺纹套作相背运动，二者之间的距离增加，当传动轴逆时针转动时，两个螺纹套作相对运动，二者之间的距离减小，通过上述过程，可增加该装置结构之间的联动性和同步性，提高了使用时的效率和效果。
2、该基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，通过调节机构，可带动三个卡块运动，由于三个卡块形状规格均相同，卡块远离调节机构的一端为曲面结构且曲面度与卡座的曲面度相同，三个卡块分别与三个卡座相对应，即相邻两个卡块之间的距离与相邻两个卡座之间的距离相同，三个卡块的端点到调节机构中心的距离相同，即三个卡块以调节机构的中点为参照呈均匀分布，并且三个定位爪以活动板的中点为参照呈均匀分布，即相邻两个定位爪之间的间距相同，并且三个定位爪到活动板中点的距离相同，三个卡块分别与三个定位爪相对应，所以当活动板运动时即可带动三个卡块同步运动，可实现该装置自定心的目的，避免了因安装过程中不同心造成的误差，提高了该装置的使用精度。
3、该基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，通过第一环形磁铁、第一导体板、第二导体板和第二环形磁铁之间位置的变化，可利用导体切割磁感线时感应电动势的变化来检测工件是否发生偏移，当工件位发生偏移时则第一导体板和第二导体板的位置不发生变化，即此时不发生切割磁感线的情况，感应电动势不变，当工件发生偏移时则第一导体板和第二导体板的位置发生变化，产生切割磁感线的情况，感应电动势发生变化，通过上述过程和原理，可准确直观的对工件的位置进行检测，提高了该装置的准确性和测量数据的可靠。
附图说明
图1为本发明连接结构俯视图，此时各结构均处于初始位置；
图2为本发明连接结构左视图，此时各结构均处于初始位置，两个螺纹套之间的距离不变；
图3为本发明卡块与卡座连接结构左视图，此时二者处于初始位置，三个卡块之间的距离较小；
图4为本发明卡块与卡座运动轨迹左视图，此时卡块和卡座均发生移动，三个卡块之间的距离增大；
图5为本发明卡块与卡座连接结构俯视图，此时二者处于初始位置，三个卡块之间的距离较小；
图6为本发明卡块与卡座运动轨迹俯视图，此时卡块和卡座均发生移动，三个卡块之间的距离增大；
图7为本发明第一环形磁铁、第一导体板、第二导体板和第二环形磁铁连接结构示意图，此时各结构均处于初始位置，即上述四个结构之间的中轴线在同一直线上，不发生切割磁感线的运动，即感应电动势不变，表示工件未偏移；
图8为本发明第一导体板和第二导体板运动轨迹示意图，此时第一导体板和第二导体板的位置发生变化，产生切割磁感线的运动，即感应电动势发生变化，表示工件发生偏移；
图9为本发明第一环形磁铁、第一导体板、第二导体板和第二环形磁铁连接结构俯视图，此时各结构均处于初始位置，原理与图7所示相同；
图10为本发明第一导体板运动轨迹俯视图，此时第一导体板发生偏移，原理与图8所示相同；
图11为本发明第一环形磁铁与第二环形磁铁连接结构立体图，二者的中轴线在同一直线上，二者之间存在磁感线；
图12为本发明第一环形磁铁、第一导体板、第二导体板和第二环形磁铁连接结构立体图，原理与图7所示相同；
图13为本发明第一环形磁铁、第一导体板、第二导体板和第二环形磁铁运动轨迹立体图，此时第一导体板、第二导体板的位置发生变化，原理与图8相同；
图14为本发明图2中A处放大图。
图中：1-底板、2-调节机构、3-螺纹套、4-螺杆、5-限位块、6-卡块、 7-卡座、8-固定座、9-工件、10-腔体、11-轴套、12-传动轴、13-双向螺纹区、14-第一环形磁铁、15-第一导体板、16-第二导体板、17-第二环形磁铁、 21-活动板、22-定位爪、23-定位槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-14：
该基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，包括底板1、调节机构 2、螺纹套3、螺杆4、限位块5、卡块6、卡座7、固定座8、工件9、腔体 10、轴套11、传动轴12、双向螺纹区13、第一环形磁铁14、第一导体板15、第二导体板16和第二环形磁铁17。
其中：调节机构2包括活动板21、定位爪22和定位槽23。
其中：
a、三个卡块6形状规格均相同，卡块6远离调节机构2的一端为曲面结构且曲面度与卡座7的曲面度相同，三个卡块6分别与三个卡座7相对应，即相邻两个卡块6之间的距离与相邻两个卡座7之间的距离相同，三个卡块6 的端点到调节机构2中心的距离相同，即三个卡块6以调节机构2的中点为参照呈均匀分布。
b、双向螺纹区13包括两个尺寸相同的螺纹部分，两个螺纹部分的螺纹方向相反，两个螺纹部分分别与两个螺纹套3相对应，即两个螺纹套3内部的螺纹方向相反，三个卡座7的形状规格相同，卡座7远离底板1中心的一端为曲面结构，且曲面度与卡块6顶端的曲面度相同，相邻两个卡座7之间的间距相同，即三个卡座7以底板1的中轴线为参照呈均匀分布，并且三个卡座7的端点到底板1中点的距离相同。
c、底板1、调节机构2、螺纹套3、螺杆4、腔体10、轴套11和传动轴 12的中轴线在同一直线上，底板1的形状为圆形，螺纹套3的内壁设置有螺纹，螺杆4位于螺纹套3的内部且与其相适配，第一导体板15和第二导体板 16的规格尺寸相同，均为环形结构，并且第一导体板15的外径与第一环形磁铁14的外径尺寸相同，内径小于第一环形磁铁14的内径尺寸。
其中：
d、相邻两个限位块5之间的距离，与相邻两个卡座7之间的距离相同，即相邻两个限位块5之间的角度等于相邻两个卡座7之间的角度，三个限位块5的形状规格均相同，限位块5位弧形结构且圆心与底板1的圆心为同一点，即三个限位块5到底板1中轴线的距离相同，并且相邻两个限位块5之间的间距相同，即三个限位块5以底板1的中轴线为参照呈均匀分布。
e、底板1的半径，小于卡座7最高点到底板1中点的距离，即以卡座7 的最高点到底板1中点的距离为半径形成的圆，其半径大于底板1的半径，第一环形磁铁14和第二环形磁铁17均为圆环形且尺寸规格相同，并且第一环形磁铁14和第二环形磁铁17的中轴线在同一直线上，第一环形磁铁14和第二环形磁铁17相对的一侧磁极相反。
f、螺杆4与传动轴12活动连接，螺杆4与传动轴12的直径相同且中轴线在同一直线上，并且传动轴12贯穿并延伸至空腔的外侧，三个定位爪22 以活动板21的中点为参照呈均匀分布，即相邻两个定位爪22之间的间距相同，并且三个定位爪22到活动板21中点的距离相同，三个卡柱6分别与三个定位爪22相对应，定位槽23的形状为倾斜状态。
在使用时，各结构之间的初始位置及连接关系如下：
传动轴12穿过第一环形磁铁14、第一导体板15、第二导体板16和第二环形磁铁17并分别于上述结构活动连接，传动轴12与螺杆4活动连接且螺杆4插接在两个螺纹套3的内部，两个螺纹套3分别与两个活动板21通过螺栓活动连接，三个定位爪22分别与卡块6活动铰接且三个定位爪22均与活动板21固定焊接，三个卡块6分别位于三个卡座7的内部且与其活动插接，三个限位块5通过螺钉与底板1活动连接。
第一环形磁铁14、第一导体板15、第二导体板16和第二环形磁铁17的中轴线在同一直线上且呈均匀分布。
上述结构及过程请参阅图1-2和图7。
通过使传动轴12顺时针转动可带动螺杆4同步转动，通过螺栓螺母的原理可知，当螺杆4顺时针转动时，可带动从螺纹套3水平向右运动，通过上述连接关系可知，螺纹套3与活动板21活动连接，所以当螺纹套3运动时可带动活动板21同步同向运动，即此时活动板21水平向右运动。
由于双向螺纹区13包括两个尺寸相同的螺纹部分，两个螺纹部分的螺纹方向相反，两个螺纹部分分别与两个螺纹套3相对应，即两个螺纹套3内部的螺纹方向相反，所以在传动轴12转动时可带动两个螺纹套3作同步相对运动或同步相背运动，即当传动轴12顺时针转动时，两个螺纹套3作相背运动，二者之间的距离增加，当传动轴12逆时针转动时，两个螺纹套3作相对运动，二者之间的距离减小。
当活动板21水平向右运动时，可带动三个定位爪22和定位槽23同步同向运动，由于三个卡块6分别与三个定位爪22活动铰接，且定位槽23的形状为向内倾斜的斜状结构，所以此时三个卡块6同步向内收缩即三个卡块6 之间的距离减小，同理，当传动轴12作逆时针转动时，可通过上述过程和原理带动三个卡块6同步向外运动即三个卡块6之间的距离增大。
通过使三个卡块6同步运动且使其在初始状态下与底板1呈同心状态，可保证三个卡块6与工件9内壁同时接触，进而通过卡紧的状态保证工件9 与底板1之间为同心状态。
上述结构及过程请参阅图3-6。
由于三个卡块6与工件9接触，所以当工件9发生偏转时可通过卡块6 带动活动板21同步运动，进而可通过活动板21带动螺杆4和传动轴12同步运动，通过上述位置及连接关系可知，传动轴12穿过第一环形磁铁14、第一导体板15、第二导体板16和第二环形磁铁17并分别于上述结构活动连接，且第一环形磁铁14的内径大于第一导体板15的内径，所以当工件9运动带动传动轴12运动时第一导体板15和第二导体板16可随其同步运动。
通过切割磁感线的原理可知，当导体板切割匀强磁场时会产生感应电流，此时感应电动势发生变化，而当导体板完全位于匀强磁场中时则不发生切割磁感线的情况，感应电动势不发生变化，在本实施例中即为：
A、当第一环形磁铁14、第一导体板15、第二导体板16和第二环形磁铁 17的中轴线在同一条直线上时，第一导体板15和第二导体板16不会切割第一环形磁铁14和第二环形磁铁17之间的磁感线，即此时感应电动势不变，未产生感应电流，则表明此时工件9未发生偏移；
B、当第一环形磁铁14、第一导体板15、第二导体板16和第二环形磁铁 17的中轴线不在同一条直线上时，即第一导体板15和第二导体板16在工件 9的带动下发生了偏移，此时会发生切割磁感线的情况，即感应电动势发生变化，产生感应电流，则表明此时工件9发生偏移。
上述结构及过程请参阅图7-13。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，包括两个底板(1)，其特征在于：两个所述底板(1)相对的一侧中部活动连接有调节机构(2)，所述调节机构(2)的正面固定连接有螺纹套(3)，所述螺纹套(3)的内部活动连接有螺杆(4)，所述底板(1)的正面活动连接有三个限位块(5)，所述调节机构(2)的外侧活动连接有三个卡块(6)，所述卡块(6)的外侧活动连接有卡座(7)，所述卡座(7)的左、右均活动连接有固定座(8)，所述卡座(7)的外侧活动连接有工件(9)；
两个所述底板(1)相背的一侧均固定连接有腔体(10)，所述腔体(10)远离底板(1)的一侧固定连接有轴套(11)，所述轴套(11)的内部活动连接有传动轴(12)，所述螺杆(4)的中部设置有双向螺纹区(13)，所述双向螺纹区(13)的左部活动连接有第一环形磁铁(14)，所述第一环形磁铁(14)的下方活动连接有第一导体板(15)，所述第一导体板(15)的下方活动连接有第二导体板(16)，所述第二导体板(16)的下方活动连接有第二环形磁铁(17)；
所述调节机构(2)包括活动板(21)，所述活动板(21)的外侧固定连接有三个定位爪(22)，所述定位爪(22)的内部开设有定位槽(23)。
2.根据权利要求1所述的基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，其特征在于：三个所述限位块(5)的形状规格均相同，所述限位块(5)位弧形结构且圆心与底板(1)的圆心为同一点，即三个所述限位块(5)到底板(1)中轴线的距离相同，并且相邻两个所述限位块(5)之间的间距相同，即三个所述限位块(5)以底板(1)的中轴线为参照呈均匀分布。
3.根据权利要求1所述的基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，其特征在于：三个所述卡块(6)形状规格均相同，所述卡块(6)远离调节机构(2)的一端为曲面结构且曲面度与卡座(7)的曲面度相同，三个所述卡块(6)分别与三个卡座(7)相对应，即相邻两个卡块(6)之间的距离与相邻两个所述卡座(7)之间的距离相同，三个所述卡块(6)的端点到调节机构(2)中心的距离相同，即三个所述卡块(6)以调节机构(2)的中点为参照呈均匀分布。
4.根据权利要求1所述的基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，其特征在于：三个所述卡座(7)的形状规格相同，所述卡座(7)远离底板(1)中心的一端为曲面结构，且曲面度与卡块(6)顶端的曲面度相同，相邻两个所述卡座(7)之间的间距相同，即三个卡座(7)以底板(1)的中轴线为参照呈均匀分布，并且三个所述卡座(7)的端点到底板(1)中点的距离相同。
5.根据权利要求1所述的基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，其特征在于：所述第一环形磁铁(14)和第二环形磁铁(17)均为圆环形且尺寸规格相同，并且所述第一环形磁铁(14)和第二环形磁铁(17)的中轴线在同一直线上，所述第一环形磁铁(14)和第二环形磁铁(17)相对的一侧磁极相反。
6.根据权利要求1所述的基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，其特征在于：所述第一导体板(15)和第二导体板(16)的规格尺寸相同，均为环形结构，并且所述第一导体板(15)的外径与第一环形磁铁(14)的外径尺寸相同，内径小于第一环形磁铁(14)的内径尺寸。
7.根据权利要求1所述的基于切割磁感线原理的工程管道偏移检测装置，其特征在于：三个所述定位爪(22)以活动板(21)的中点为参照呈均匀分布，即相邻两个所述定位爪(22)之间的间距相同，并且三个所述定位爪(22)到活动板(21)中点的距离相同，三个所述卡柱(6)分别与三个所述定位爪(22)相对应，所述定位槽(23)的形状为倾斜状态。
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