CN111426708A - 一种筒节焊缝x射线实时成像检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种筒节焊缝X射线实时成像检测装置，包括X射线工装、平板探测器工装和用于承托筒节的承托装置，X射线工装包括X射线发生装置和X射线发生装置三自由度移动机构，平板探测器工装包括平板探测器和平板探测器三自由度移动机构。本发明提供的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，由于X射线发生装置和平板探测器分别由X射线发生装置三自由度移动机构和平板探测器三自由度移动机构驱动，因此可相对于筒节自由移动，使得X射线发生装置和平板探测器分布于筒节的焊缝的两侧、与焊缝对中，且X射线发生装置和平板探测器相对，通过平板探测器实时成像，精确检测焊缝，检测效率极高。解决了现有技术筒节焊缝X射线检测效率极低的技术问题。

Description

一种筒节焊缝X射线实时成像检测装置

技术领域

本申请属于焊缝检测技术领域，具体涉及一种筒节焊缝X射线实时成像检测装置。

背景技术

筒节是流体介质的存储容器，例如LNG(液化天然气)筒节、化学原料筒节、石油筒节等，筒节一般是焊接件，通过焊接将罐板进行拼接，从而形成一个密封的容器。根据内部流体介质的不同，筒节的筒壁要求能够承受高压或者耐腐蚀，而焊缝处作为应力集中部，对高压或者腐蚀的耐受程度低于罐板板体，因此需要对筒节焊缝进行检测。

目前，筒节焊缝的无损检测，常采用传统的X射线拍胶片形式检测，胶片、洗片剂等耗材成本巨大，洗片剂中含有重金属，对环境污染严重，胶片成像需要贴片、取片、洗片、晾片等工序，在曝光过程中，需要人工调整X射线机的位置，如果对不准焊缝，拍出的胶片就会作废，需要重新调整X射线机位置并重新曝光拍片，检测效率极低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种筒节焊缝X射线实时成像检测装置，用平板探测器取代原始的胶片，实现实时成像，且可以确保X射线发射装置与平板探测器对中且对准焊缝，检测效率极高。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种筒节焊缝X射线实时成像检测装置，包括X射线工装、平板探测器工装和用于承托所述筒节的承托装置，其中：

所述X射线工装包括X射线发生装置和用于驱动所述X射线发生装置沿所述筒节轴向和径向移动的X射线发生装置三自由度移动机构；

所述平板探测器工装包括平板探测器和用于驱动所述平板探测器沿所述筒节轴向和径向移动的平板探测器三自由度移动机构；

所述X射线发生装置和所述平板探测器分别由所述X射线发生装置三自由度移动机构和所述平板探测器三自由度移动机构驱动，移动至所述X射线发生装置和所述平板探测器分布于所述筒节的焊缝的两侧，且所述X射线发生装置和所述平板探测器相对的位置。

可选的，所述承托装置为顶升旋转工装，所述顶升旋转工装包括升降台、主动辊轮机构和从动辊轮机构，所述主动辊轮机构和所述从动辊轮机构均固定于所述升降台上，所述筒节通过所述主动辊轮机构和所述从动辊轮机构承托。

可选的，所述主动辊轮机构包括第一主动辊、第一主动辊座、第二主动辊、第二主动辊座、主动辊架、传动组件和动力元件，其中：所述第一主动辊可转动地安装于所述第一主动辊座上，所述第二主动辊可转动地安装于所述第二主动辊座上；所述主动辊架包括两个高度不同的支撑臂，所述第一主动辊座和所述第二主动辊座分别安装于两个所述支撑臂上；所述传动组件具有一个动力输入端和两个动力输出端，所述动力输入端与所述动力元件连接，两个所述动力输出端分别与所述第一主动辊和所述第二主动辊连接；

所述从动辊轮机构包括第一从动辊、第一从动辊座、第二从动辊、第二从动辊座和从动辊架，其中：所述第一从动辊可转动地安装于所述第一从动辊座上，所述第二从动辊可转动地安装于所述第二从动辊座上；所述从动辊架包括两个高度不同的支撑臂，所述第一从动辊座和所述第二从动辊座分别安装于两个所述支撑臂上；

所述主动辊架和所述从动辊架均固定于所述升降台上，以使所述第一主动辊、所述第二主动辊、所述第二从动辊和所述第一从动辊形成中间低、两端高的承托区。

可选的，所述筒节焊缝X射线实时成像检测装置还包括用于输送所述筒节的进出件辊线，所述承托装置设置于所述进出件辊线的检测位。

可选的，所述进出件辊线为对称结构，包括架体、动力元件、传动组件和两个滚轮组，其中：

所述动力元件和所述传动组件均安装于所述架体上，所述传动组件具有一个动力输入端和两个动力输出端，所述动力输入端与所述动力元件连接，两个所述动力输出端分别与两个所述滚轮组连接；

所述滚轮组包括包括第一滚轮、第二滚轮、滚轴和轴承座，所述第一滚轮和所述第二滚轮均安装于所述滚轴上，所述第一滚轮的直径大于所述第二滚轮的直径；

所述滚轴安装于所述轴承座上，所述滚轴与所述动力输出端连接，所述轴承座安装于所述架体上；

两个所述滚轮组对称安装于所述架体上，以使两个所述滚轮组的两个所述第一滚轮和两个所述第二滚轮形成中间低、两端高的承托区。

可选的，所述承托装置设置于所述进出件辊线的检测位的两个所述滚轮组之间。

可选的，所述筒节焊缝X射线实时成像检测装置还包括检测铅房，所述进出件辊线包括两个进出件辊线节段，其中一个所述进出件辊线节段设置于所述检测铅房外，另一个所述进出件辊线节段设置于所述检测铅房内，且所述进出件辊线的检测位位于所述检测铅房中。

可选的，所述检测铅房包括铅房本体、铅门和铅门开闭机构，其中：所述铅房本体上设置有铅门轨道，所述铅门可滑动地设置于所述铅门轨道上，所述铅门由所述铅门开闭机构驱动，沿所述铅门轨道滑动，以开启或关闭所述检测铅房。

可选的，所述铅门包括第一铅门合件和第二铅门合件，所述第一铅门合件和所述第二铅门合件通过两个滚轮合件分别安装在所述铅门轨道中，沿所述铅门轨道背向滑动或相向滑动，以开启或关闭所述检测铅房；

所述铅门开闭机构设置有两个，两个所述铅门开闭机构分别安装于所述第一铅门合件和所述第二铅门合件上，所述铅门开闭机构包括铅门电机、滚轮轴、滚轮轴承、行走滚轮和行走轮架，所述铅门电机和所述滚轮轴承均安装于所述行走轮架上，所述滚轮轴安装于所述滚轮轴承中、且与所述铅门电机的输出轴连接，所述行走滚轮安装于所述滚轮轴上。

可选的，所述X射线发生装置三自由度移动机构包括平移安装架、平移动力元件、平移直线位移机构、平移滑轨副、升降安装架、升降动力元件、升降直线位移机构、升降滑轨副、行走安装架、行走动力元件、行走直线位移机构、行走滑轨副和用于安装所述X射线发生装置的X射线发生装置安装座，所述平移直线位移机构、所述升降直线位移机构和所述行走直线位移机构均包括可产生相对位移的第一构件和第二构件，其中：

所述平移直线位移机构的第一构件和所述平移滑轨副均沿水平方向设置、安装于所述平移安装架上；所述平移直线位移机构的第二构件与所述平移动力元件的动力输出端连接；所述平移动力元件与所述升降安装架连接；

所述升降安装架与所述平移滑轨副的滑块连接；所述升降动力元件安装于所述升降安装架上，且所述升降动力元件的动力输出端与所述升降直线位移机构的第一构件连接；所述升降直线位移机构的第二构件与所述升降滑轨副的滑块连接；所述升降滑轨副沿竖直方向设置、安装于所述升降安装架上；

所述行走安装架与所述升降直线位移机构的第二构件连接；所述行走直线位移机构的第一构件和所述行走滑轨副均沿所述筒节的轴向设置、安装于所述行走安装架上；所述行走直线位移机构的第二构件与所述行走动力元件的动力输出端连接；所述行走动力元件与所述行走滑轨副的滑块连接；所述X射线发生装置安装座与所述行走滑轨副的滑块连接。

可选的，所述平板探测器三自由度移动机构包括平移底座、平移动力元件、平移直线位移机构、平移滑轨副、纵移底座、纵移动力元件、纵移直线位移机构、纵移滑轨副、升降安装架、升降动力元件、升降直线位移机构和升降滑轨副，所述平移直线位移机构、所述纵移直线位移机构和所述升降直线位移机构均包括可产生相对位移的第一构件和第二构件，其中：

所述平移直线位移机构的第一构件和所述平移滑轨副均沿所述筒节的轴向设置、安装于所述平移底座上；所述平移动力元件安装于所述平移底座上，且所述平移动力元件的动力输出端与所述平移直线位移机构的第一构件连接；所述平移直线位移机构的第二构件与所述纵移底座连接；

所述纵移直线位移机构的第一构件和所述纵移滑轨副均沿水平方向设置、安装于所述纵移底座上；所述纵移直线位移机构的第二构件与所述纵移动力元件的动力输出端连接；所述纵移动力元件与所述纵移滑轨副的滑块连接；

所述升降安装架与所述纵移滑轨副的滑块连接；所述升降动力元件安装于所述升降安装架上，升降动力元件的动力输出端与所述升降直线位移机构的第一构件连接；所述升降直线位移机构的第二构件与所述升降滑轨副的滑块连接；所述升降滑轨副沿竖直方向设置、安装于所述升降安装架上；所述平板探测器安装座与所述升降滑轨副的滑块或所述升降直线位移机构的第二构件连接。

由上述技术方案可知，本发明提供的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，包括X射线工装、平板探测器工装和用于承托筒节的承托装置，其中：X射线工装包括X射线发生装置和X射线发生装置三自由度移动机构，X射线发生装置作为X射线发生端，X射线发生装置三自由度移动机构驱动X射线发生装置，使之具有X轴、Y轴、Z轴三个轴向的平移自由度，X射线发生装置可沿筒节轴向和径向移动，可伸入筒节内部，调整其相对于待检测焊缝的相对位置和间距；平板探测器工装包括平板探测器和平板探测器三自由度移动机构，平板探测器作为X射线接收端，平板探测器三自由度移动机构驱动平板探测器，使之具有X轴、Y轴、Z轴三个轴向的平移自由度，平板探测器可沿筒节轴向和径向移动，调整其相对于待检测焊缝的相对位置和间距；待检测的筒节由承托装置承托。

与现有技术相比，本发明提供的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，由于X射线发生装置和平板探测器分别由X射线发生装置三自由度移动机构和平板探测器三自由度移动机构驱动，因此可相对于筒节自由移动，使得X射线发生装置和平板探测器分布于筒节的焊缝的两侧、与焊缝对中，且X射线发生装置和平板探测器相对，通过平板探测器实时成像，精确检测焊缝，检测效率极高。

附图说明

图1为本发明实施例中筒节焊缝X射线实时成像检测装置的整体结构图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1中X射线工装的整体结构图；

图4为图3的侧视图；

图5为图1中平板探测器工装的整体结构图；

图6为图5的侧视图；

图7为图5的俯视图；

图8为图5的A-A向剖面图；

图9为图1中承托装置的整体结构图；

图10为图9的B-B向剖面图；

图11为图1中检测铅房的整体结构图；

图12为图11的侧视图；

图13为图12的a处局部放大图；

图14为图1中进出件辊线的整体结构图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

在本发明实施例中，一种筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其结构如图1和图2所示，包括X射线工装1、平板探测器工装2和用于承托筒节6的承托装置3，X射线工装1包括X射线发生装置140和用于驱动X射线发生装置140沿筒节6轴向和径向移动的X射线发生装置三自由度移动机构；平板探测器工装2包括平板探测器240和用于驱动平板探测器240沿筒节6轴向和径向移动的平板探测器三自由度移动机构；X射线发生装置140和平板探测器240分别由X射线发生装置三自由度移动机构和平板探测器三自由度移动机构驱动，移动至X射线发生装置140和平板探测器240分布于筒节6的焊缝的两侧，且X射线发生装置140和平板探测器240相对的位置。

该筒节焊缝X射线实时成像检测装置，由于X射线发生装置140和平板探测器240分别由X射线发生装置三自由度移动机构和平板探测器三自由度移动机构驱动，因此可相对于筒节6自由移动，使得X射线发生装置140和平板探测器240分布于筒节6的焊缝的两侧、与焊缝对中，且X射线发生装置140和平板探测器240相对，通过平板探测器240实时成像，精确检测焊缝，检测效率极高。

下面对该筒节焊缝X射线实时成像检测装置的各组件的结构进行详细描述：

X射线工装1包括X射线发生装置140和X射线发生装置三自由度移动机构，X射线发生装置140用于产生X射线，优选X射线管。X射线发生装置三自由度移动机构用于驱动X射线发生装置140沿筒节6轴向和径向移动，例如待检测的筒节6在检测时以轴线水平的姿态放置，则筒节6轴向即为X轴方向，筒节6径向即为垂直于水平方向的竖直面上的方向，包含Y轴方向和Z轴方向。因此任一现有的XYZ三轴移动装置均可满足驱动X射线发生装置140沿筒节6轴向和径向移动的功能，故而本发明的筒节焊缝X射线实时成像检测装置中，X射线发生装置三自由度移动机构可以采用任一现有的XYZ三轴移动装置，X射线发生装置三自由度移动机构的具体结构本发明不做限制。

本实施例中提供一种X射线发生装置三自由度移动机构的优选实施方式，参见图3和图4，X射线发生装置三自由度移动机构从功能上划分为平移机构110、升降机构120和行走机构130，X射线发生装置140由行走机构130驱动，沿筒节6轴向移动，可遍历整条焊缝。行走机构130整体由升降机构120驱动，在升降机构120的带动下，整体上升或下降，通过升降机构120调整X射线发生装置140的竖直(径向)方向的位置；升降机构120整体由平移机构110驱动，在平移机构110的带动下，整体前进或后退，通过平移机构110调整X射线发生装置140的水平(径向)方向的位置。

平移机构110包括平移安装架、平移动力元件、平移直线位移机构和平移滑轨副；平移直线位移机构的第一构件和平移滑轨副均沿水平方向设置、安装于平移安装架上；平移直线位移机构的第二构件与平移动力元件的动力输出端连接；平移动力元件与升降安装架连接。

升降机构120包括升降安装架、升降动力元件、升降直线位移机构和升降滑轨副；升降安装架与平移滑轨副的滑块连接；升降动力元件安装于升降安装架上，且升降动力元件的动力输出端与升降直线位移机构的第一构件连接；升降直线位移机构的第二构件与升降滑轨副的滑块连接；升降滑轨副沿竖直方向设置、安装于升降安装架上。

行走机构130包括行走安装架、行走动力元件、行走直线位移机构、行走滑轨副和用于安装X射线发生装置140的X射线发生装置安装座150。行走安装架与升降直线位移机构的第二构件连接；行走直线位移机构的第一构件和行走滑轨副均沿筒节6的轴向设置、安装于行走安装架上；行走直线位移机构的第二构件与行走动力元件的动力输出端连接；行走动力元件与行走滑轨副的滑块连接；X射线发生装置安装座150与行走滑轨副的滑块连接。

上述平移直线位移机构、升降直线位移机构和行走直线位移机构均包括可产生相对位移的第一构件和第二构件，平移直线位移机构、升降直线位移机构和行走直线位移机构可采用齿轮齿条副、滚珠丝杠副、液压缸、电动伸缩杆、滑轮机构、链传动机构等等，具体结构本发明不做限制。

本实施例中，平移直线位移机构和行走直线位移机构均采用齿轮齿条副，则齿轮齿条副的齿轮和齿条中的其中一个为第一构件、另一个为第二构件；升降直线位移机构采用滚珠丝杠副，则滚珠丝杠副的丝杠和螺母中的其中一个为第一构件、另一个为第二构件。

参见图3和图4，X射线发生装置三自由度移动机构在本实施例中的具体结构如下：

平移机构110包括平移安装架111、平移电机112、平移电机安装座113、平移齿轮115齿条副(含平移齿条114和平移齿轮115113)和平移滑轨副116(含平移滑轨和平移滑块)。平移齿条114和平移滑轨均沿水平方向设置、安装于平移安装架111上，平移安装架111固定在一稳定的安装基础上，平移齿轮115与平移电机112的输出轴连接，平移电机112通过平移电机安装座113安装在升降机构120的升降安装架121上。升降安装架121是整个升降机构120的安装基础，平移电机112工作，驱动平移齿轮115转动、与平移齿条114啮合，平移电机112、平移齿轮115、平移电机安装座113共同带动整个升降机构120沿水平方向、在平移滑轨副116上平移，平移滑轨副116为升降机构120的平移起导向作用，提高平移精度。

升降机构120包括升降安装架121、升降电机122、升降电机安装座123、升降滚珠丝杠副(含升降丝杠124和升降螺母125)和升降滑轨副126(含升降滑轨和升降滑块)。升降安装架121与平移滑轨副的平移滑块连接，升降电机122通过升降电机安装座123安装于升降安装架121上，升降电机122的输出轴通过联轴器与升降丝杠124连接，升降丝杠124通过轴承竖直安装在升降安装架121上，升降螺母125、升降滑块和行走安装架131三者连接为一体连接，升降滑轨沿竖直方向设置、安装于升降安装架121上。行走安装架131是整个行走机构130的安装基础，升降电机122工作，驱动升降丝杠124转动，升降螺母125与升降丝杠124螺纹配合，升降螺母125和升降滑块共同带动整个行走机构130沿竖直方向、在升降滑轨副126上平移，升降滑轨副126为行走机构130的升降起导向作用，提高升降精度。

行走机构130包括行走安装架131、行走电机132、行走电机安装座133、行走齿轮135齿条副(含行走齿条134和行走齿轮135)、行走滑轨副136(含行走滑轨和行走滑块)和用于安装X射线发生装置140的X射线发生装置安装座150。行走安装架131与升降滑块连接，行走齿条134和行走滑轨均沿筒节6的轴向设置、安装于行走安装架131上；行走齿轮135与行走电机132的输出轴连接，行走电机132通过行走电机安装座133与行走滑块连接，X射线发生装置安装座150安装于行走电机安装座133上、或者与行走滑块连接，X射线发生装置140则安装在X射线发生装置安装座150上。行走电机132工作，驱动行走齿轮135转动、与行走齿条134啮合，行走电机132、行走齿轮135、行走电机安装座133共同带动X射线发生装置140和X射线发生装置安装座150沿筒节6轴向、在行走滑轨副136上移动，行走滑轨副136为X射线发生装置140的行走移动起导向作用，提高行走移动精度。

此外，本实施例中，在行走机构130中还设置有拖链电缆137，X射线发生装置三自由度移动机构中各用电器件的电源线、信号线等线束聚合于拖链电缆137中。在行走安装架131上设置有拖链电缆导向槽139和拖链支撑板138，拖链电缆137通过拖链支撑板138安装固定，并且可在拖链电缆导向槽139中来回移动。

由此，X射线发生装置140通过X射线发生装置三自由度移动机构驱动，可沿筒节6轴向和径向移动。例如待检测的筒节6在检测时以轴线水平的姿态放置，则行走机构130带动X射线发生装置140沿筒节6轴向移动，可以遍历整条纵焊缝(平行于筒节6轴向)；升降机构120带动X射线发生装置140沿竖直方向移动，调整X射线发生装置140的高度；平移机构110带动X射线发生装置140沿筒节6水平径向移动，使得X射线发生装置140靠近或者远离纵焊缝。

平板探测器工装2包括平板探测器240和平板探测器三自由度移动机构。平板探测器三自由度移动机构用于驱动平板探测器240沿筒节6轴向和径向移动，例如待检测的筒节6在检测时以轴线水平的姿态放置，则筒节6轴向即为X轴方向，筒节6径向即为垂直于水平方向的竖直面上的方向，包含Y轴方向和Z轴方向。因此任一现有的XYZ三轴移动装置均可满足驱动平板探测器240沿筒节6轴向和径向移动的功能，故而本发明的筒节焊缝X射线实时成像检测装置中，平板探测器三自由度移动机构可以采用任一现有的XYZ三轴移动装置，平板探测器三自由度移动机构的具体结构本发明不做限制。

本实施例中提供一种平板探测器三自由度移动机构的优选实施方式，参见图5至图8，平板探测器三自由度移动机构从功能上划分为平移机构210、纵移机构220和升降机构230，平板探测器240由升降机构230带动，沿竖直方向移动，通过升降机构230调整平板探测器240的竖直(径向)方向的位置；升降机构230整体由纵移机构220驱动，在纵移机构220的带动下，整体前进或后退，通过纵移机构220调整平板探测器240的水平(径向)方向的位置，使得平板探测器240靠近或者远离焊缝；纵移机构220整体由平移机构210驱动，在平移机构210的带动下，整体沿筒节6轴向移动，可遍历整条焊缝。

具体的，平移机构210包括平移底座、平移动力元件、平移直线位移机构和平移滑轨副；平移直线位移机构的第一构件和平移滑轨副均沿筒节6的轴向设置、安装于平移底座上；平移动力元件安装于平移底座上，且平移动力元件的动力输出端与平移直线位移机构的第一构件连接；平移直线位移机构的第二构件与纵移底座连接。

纵移机构220包括纵移底座、纵移动力元件、纵移直线位移机构和纵移滑轨副，纵移直线位移机构的第一构件和纵移滑轨副均沿水平方向设置、安装于纵移底座上；纵移直线位移机构的第二构件与纵移动力元件的动力输出端连接；纵移动力元件与纵移滑轨副的滑块连接。

升降机构230包括升降安装架、升降动力元件、升降直线位移机构和升降滑轨副，升降安装架与纵移滑轨副的滑块连接；升降动力元件安装于升降安装架上、且与升降直线位移机构的第一构件连接；升降直线位移机构的第二构件与升降滑轨副的滑块连接；升降滑轨副沿竖直方向设置、安装于升降安装架上；平板探测器安装座250与升降滑轨副的滑块或升降直线位移机构的第二构件连接。

上述平移直线位移机构、纵移直线位移机构和升降直线位移机构均包括可产生相对位移的第一构件和第二构件，平移直线位移机构、升降直线位移机构和纵移直线位移机构可采用齿轮齿条副、滚珠丝杠副、液压缸、电动伸缩杆、滑轮机构、链传动机构等等，具体结构本发明不做限制。

本实施例中，平移直线位移机构和升降直线位移机构均采用滚珠丝杠副，则滚珠丝杠副的丝杠和螺母中的其中一个为第一构件、另一个为第二构件；纵移直线位移机构采用齿轮齿条副，则齿轮齿条副的齿轮和齿条中的其中一个为第一构件、另一个为第二构件。

参见图5至图8，平板探测器三自由度移动机构在本实施例中的具体结构如下：

平移机构210包括平移底座211、平移电机212、平移电机安装座213、平移滚珠丝杠副(含平移丝杠214和平移螺母215)和平移滑轨副216(含平移滑轨和平移滑块)。平移丝杠214和平移滑轨均沿筒节6的轴向设置、安装于平移底座211上，平移电机212通过平移电机安装座213安装于平移底座211上，平移电机212的输出轴通过联轴器与平移丝杠214连接，平移螺母215、平移滑块与纵移底座221三者连接为一体。纵移底座221是整个纵移机构220的安装基础，平移电机212工作，驱动平移丝杠214转动，平移螺母215与平移丝杠214螺纹配合，平移螺母215和平移滑块共同带动整个纵移机构220沿筒节6轴向在平移滑轨副216上移动，平移滑轨副216为整个纵移机构220的平移移动起导向作用，提高平移移动精度。

纵移机构220包括纵移底座221、纵移电机222、纵移电机安装座223、纵移齿轮225齿条副(含纵移齿条224和纵移齿轮225)和纵移滑轨副226(含纵移滑轨和纵移滑块)，纵移齿条224和纵移滑轨均沿水平方向设置、安装于纵移底座221上，纵移齿轮225与纵移电机222的输出轴连接，纵移电机222通过纵移电机安装座223与纵移滑块连接，升降安装架231同样与纵移滑块连接。升降安装架231是整个升降机构230的安装基础，纵移电机222工作，驱动纵移齿轮225转动、与纵移齿条224啮合，纵移电机222、纵移齿轮225、纵移电机安装座223共同带动整个升降机构230沿水平方向在纵移滑轨副226上平移，纵移滑轨副226为升降机构230的纵移起导向作用，提高纵移精度。

升降机构230包括升降安装架231、升降电机232、升降电机安装座233、升降滚珠丝杠副(含升降丝杠234和升降螺母235)和升降滑轨副236(含升降滑轨和升降滑块)，升降安装架231与纵移滑块连接，升降电机232通过升降电机安装座233安装于升降安装架231的顶端，升降电机232的输出轴通过联轴器与升降丝杠234连接，升降滑轨沿竖直方向设置、安装于升降安装架231上，升降滑块、升降螺母235与平板探测器安装座250连接为一体，平板探测器240安装于平板探测器安装座250上。升降电机232工作，驱动升降丝杠234转动，升降螺母235与升降丝杠234螺纹配合，升降螺母235和升降滑块共同带动平板探测器安装座250沿竖直方向在升降滑轨副236上移动，升降滑轨副236为平板探测器240的升降起导向作用，提高升降精度。

由此，平板探测器240通过平板探测器三自由度移动机构驱动，可沿筒节6轴向和径向移动。例如待检测的筒节6在检测时以轴线水平的姿态放置，则平移机构210带动平板探测器240沿筒节6轴向移动，可以遍历整条纵焊缝(平行于筒节6轴向)；纵移机构220带动平板探测器240沿筒节6水平径向移动，使得平板探测器240靠近或者远离纵焊缝；升降机构230带动平板探测器240沿竖直方向移动，调整平板探测器240的高度。

承托装置3用于在检测时承托筒节6，该承托装置3可以采用普通的支架，检测前将待检测的筒节6吊装至支架上。或者承托装置3可以采用普通的输送装置例如输送辊道、输送带等。有利于多个工位之间的衔接与切换。承托装置3的具体结构本发明不做限制。

本实施例中，承托装置3为顶升旋转工装，参见图9和图10，顶升旋转工装包括升降台310、主动辊轮机构320和从动辊轮机构330，主动辊轮机构320和从动辊轮机构330均固定于升降台310上，筒节6通过主动辊轮机构320和从动辊轮机构330承托。升降台310可采用现有的电动升降台310或者液压升降台310，升降台310的具体结构本发明不做限制。

参见图9和图10，本实施例中，主动辊轮机构320包括第一主动辊321、第一主动辊座323、第二主动辊322、第二主动辊座324、主动辊架325、传动组件和动力元件326，第一主动辊321可转动地安装于第一主动辊座323上，第二主动辊322可转动地安装于第二主动辊座324上；主动辊架325包括两个高度不同的支撑臂，第一主动辊座323和第二主动辊座324分别安装于两个支撑臂上；传动组件具有一个动力输入端和两个动力输出端，动力输入端与动力元件326连接，两个动力输出端分别与第一主动辊321和第二主动辊322连接。传动组件可采用链传动机构、齿轮传动机构、带轮传动机构等任一现有传动机构，具体实施方式本发明不做限制。

本实施例中，传动组件采用链传动机构，包括驱动链机构327和两个传动链机构328，驱动链机构327包括一个主动链轮、两个传动链轮和链条。动力元件326采用电机，电机驱动主动链轮转动，将动力由链条传递至两个传动链轮，两个传动链轮分别与两个传动链机构328的主动链轮同轴设置，两个传动链机构328的从动链轮则分别与第一主动辊321和第二主动辊322同轴设置。通过驱动链机构327和两个传动链机构328将电机的转动传递至第一主动辊321和第二主动辊322。

参见图9和图10，本实施例中，从动辊轮机构330设置为与主动辊轮机构320的结构相同，且二者对称设置，区别仅在于从动辊轮机构330中未设置传动组件和动力元件，也即，从动辊轮机构330包括第一从动辊331、第一从动辊座333、第二从动辊332、第二从动辊座334和从动辊架335，第一从动辊331可转动地安装于第一从动辊座333上，第二从动辊332可转动地安装于第二从动辊座334上；从动辊架335包括两个高度不同的支撑臂，第一从动辊座332和第二从动辊座334分别安装于两个支撑臂上。

主动辊架325和从动辊架335均固定于升降台310上、且二者镜像对称设置，以使第一主动辊321、第二主动辊322、第二从动辊332和第一从动辊331围成一中间低、两端高的承托区，两端高度较高的第一主动辊321和第一从动辊331主要用于大直径筒节的转动、承托，中间高度较低的第二主动辊322和第二从动辊332主要用于小直径筒节的转动、承托，该承托装置3可适用于直径1.5m～3m筒节的焊缝X射线实时成像检测，检测时筒节6置于承托区中，以稳定承托筒节6。若筒节6较长，可沿筒节6轴向设置多个主动辊轮机构320和从动辊轮机构330，具体数量视工件长度而定。

由于X射线具有放射性，大剂量照射容易致癌。参见图1和图2，本实施例中，该筒节焊缝X射线实时成像检测装置还包括检测铅房4，X射线工装1、平板探测器工装2和承托装置3均设置在检测铅房4中，X射线工装1通过平移安装架111安装在检测铅房4的顶部。

参见图11和图12，检测铅房4包括铅房本体410、铅门420和铅门开闭机构，铅房本体410包括铅房框架411和前防护铅板、后防护铅板、左防护铅板、右防护铅板、上防护铅板和下防护铅板，铅房框架411由型材焊接成型，六块防护铅板安装在铅房框架411的六个侧面上，避免检测时X射线射出。在铅房框架411的其中一个侧面上安装铅门420，以使检测铅房4能够开启和关闭。

参见图11和图12，铅房本体410上设置有铅门轨道440，铅门可滑动地设置于铅门轨道440上，铅门由铅门开闭机构驱动，沿铅门轨道440滑动，以开启或关闭检测铅房4。本实施例中，铅门采用对开式的滑动门，铅门包括第一铅门合件421和第二铅门合件422，第一铅门合件421和第二铅门合件422通过两个滚轮合件450分别安装在铅门轨道440中，沿铅门轨道440背向滑动或相向滑动，以开启或关闭检测铅房4；铅门开闭机构设置有两个，两个铅门开闭机构分别安装于第一铅门合件421和第二铅门合件422上。

参见图13，铅门开闭机构包括铅门电机431、滚轮轴432、滚轮轴承433、行走滚轮434和行走轮架435，铅门电机431和滚轮轴承433均安装于行走轮架435上，滚轮轴432安装于滚轮轴承433中、且与铅门电机431的输出轴连接，行走滚轮434安装于滚轮轴432上。

为方便待检测的筒节6进出检测铅房4，本实施例中，筒节焊缝X射线实时成像检测装置还包括用于输送筒节6的进出件辊线5。参见图1和图2，进出件辊线5包括两个进出件辊线节段5a、5b，其中一个进出件辊线节段5a设置于检测铅房4外，另一个进出件辊线节段5b设置于检测铅房4内，进出件辊线节段5a和进出件辊线节段5b之间间隔一段距离，以避让铅门420。二者间隔的间距具体以铅门420的厚度而定，例如铅门420厚度为150mm，则进出件辊线节段5a和进出件辊线节段5b的对接处间隔200mm，使得铅门420能够自由开闭，筒节的长度一般都在2～3m，因此对接处的间隔不影响筒节6的传送。

在其他实施例中，进出件辊线5也可以设置为一体式结构，其中一部分伸入检测铅房4内部，则检测铅房4的铅门处需要设置一个缺口，供进出件辊线5穿过；在又一其他实施例中，进出件辊线5还可以采用移动传送机构，例如RGV小车(有轨穿梭小车)、AGV小车(自动导引运输车)、IGV小车(智慧型引导运输车)等。进出件辊线5的具体实现方式本发明不做限制。

进出件辊线5的检测位501设置在进出件辊线节段5b上、位于检测铅房4中，该检测位501实质上是进出件辊线节段5b上的一个指定的位置，当待检测的筒节6运行至该位置时进出件辊线节段5b停止运行，承托装置3设置于进出件辊线5的检测位501，检测时由承托装置3承托待检测的筒节6。进出件辊线5可采用现有任一输送辊道，具体结构本发明不做限制。

参见图14，本实施例中，进出件辊线5为对称结构，包括架体510、动力元件520、传动组件530和两个滚轮组540，动力元件520和传动组件530均安装于架体510上，传动组件530具有一个动力输入端和两个动力输出端，动力输入端与动力元件520连接，两个动力输出端分别与两个滚轮组540连接。传动组件530可以采用链传动机构、齿轮传动机构、带轮传动机构等任一现有传动机构，具体实施方式本发明不做限制。

参见图14，滚轮组540包括包括第一滚轮541、第二滚轮542、滚轴543和轴承座544，第一滚轮541和第二滚轮542均安装于滚轴543上，第一滚轮541的直径大于第二滚轮542的直径；滚轴543安装于轴承座544上，滚轴543与传动组件530的动力输出端连接，轴承座安装于架体510上。

参见图14，两个滚轮组540对称安装于架体510上，以使两个滚轮组540中的两个第一滚轮541和两个第二滚轮542围成一中间低、两端高的承托区，两端直径较大(相应的高度较高)的第一滚轮541主要用于大直径筒节的转动、承托，中间直径较小(相应的高度较低)的两个第二滚轮542主要用于小直径筒节的转动、承托，该进出件辊线5可适用于直径1.5m～3m筒节的焊缝X射线实时成像检测。

具体的，承托装置3设置于进出件辊线5的进出件辊线节段5b的检测位501处的两个滚轮组540之间，在筒节6移送过程中，承托装置3的升降台310下落，避免承托装置3妨碍筒节6的移送。当筒节6移送至检测位501处时，进出件辊线5停止运行，承托装置3的升降台310升起，将筒节6由进出件辊线5上转移至主动辊轮机构320和从动辊轮机构330上。

参见图1和图2，上述筒节焊缝X射线实时成像检测装置的使用步骤如下：

由进出件辊线5承载着待检测筒节6运送至检测铅房4进件口处，X射线工装1通过调整平移动作运动至检测铅房4的中心位置，调整X射线工装1的升降动作，使X射线发生装置140处于待检测筒节6的中心位置待命，检测铅房4上的左铅门合件和右铅门合件同时打开，待检测筒节6通过进出件辊线5运送至检测位501，顶升旋转工装的液压升降台310升起，将待检测筒节6用主动辊和从动辊同时顶起，检测铅房4的左铅门合件和右铅门合件同时关闭，开启X射线，通过实时成像的方式，控制平板探测器工装2的前后动作、平移动作、升降动作寻找最佳透照位置，调整顶升旋转工装的旋转动作将待检测筒节6的焊缝调整至最易检测位置，然后开始实时成像检测，每进行一次采集，X射线发生装置140和平板探测器工装2就进行一次同步平移动作，这个平移动作是定距离移动，平移的距离与平板探测器240的有效接收长度相关，以此类推，直至待检测筒节6上的焊缝全部检测完成，顶升旋转工装的液压升降台310落下，将待检测筒节6放置到进出件辊线5上，检测铅房4的左铅门合件和右铅门合件同时打开，待检测筒节6在进出件辊线5的驱动下退出铅房，准备检测下一个工件。

通过上述实施例，本发明实施例具有以下有益效果或者优点：

1)本发明实施例提供的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，由于X射线发生装置和平板探测器分别由X射线发生装置三自由度移动机构和平板探测器三自由度移动机构驱动，因此可相对于筒节自由移动，使得X射线发生装置和平板探测器分布于筒节的焊缝的两侧、与焊缝对中，且X射线发生装置和平板探测器相对，通过平板探测器实时成像，精确检测焊缝，检测效率极高。

2)本发明实施例提供的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，通过机械装置取代传统的人工操作，大量的减少了操作人员数量，本机械装置可通过编程控制从而实现自动化，消除了同类产品反复调整检测起始点的麻烦，实现了筒节焊缝X光实时成像的必要条件，完全取代传统的拍胶片检测方式，节约成本，提高生产效率，为流体介质储罐生产厂家提高了市场竞争力。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其特征在于：包括X射线工装、平板探测器工装和用于承托所述筒节的承托装置，其中：

所述X射线工装包括X射线发生装置和用于驱动所述X射线发生装置沿所述筒节轴向和径向移动的X射线发生装置三自由度移动机构；

所述平板探测器工装包括平板探测器和用于驱动所述平板探测器沿所述筒节轴向和径向移动的平板探测器三自由度移动机构；

所述X射线发生装置和所述平板探测器分别由所述X射线发生装置三自由度移动机构和所述平板探测器三自由度移动机构驱动，移动至所述X射线发生装置和所述平板探测器分布于所述筒节的焊缝的两侧，且所述X射线发生装置和所述平板探测器相对的位置。

2.如权利要求1所述的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其特征在于：所述承托装置为顶升旋转工装，所述顶升旋转工装包括升降台、主动辊轮机构和从动辊轮机构，所述主动辊轮机构和所述从动辊轮机构均固定于所述升降台上，所述筒节通过所述主动辊轮机构和所述从动辊轮机构承托。

3.如权利要求2所述的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其特征在于：所述主动辊轮机构包括第一主动辊、第一主动辊座、第二主动辊、第二主动辊座、主动辊架、传动组件和动力元件，其中：

所述第一主动辊可转动地安装于所述第一主动辊座上，所述第二主动辊可转动地安装于所述第二主动辊座上；

所述主动辊架包括两个高度不同的支撑臂，所述第一主动辊座和所述第二主动辊座分别安装于两个所述支撑臂上；

所述传动组件具有一个动力输入端和两个动力输出端，所述动力输入端与所述动力元件连接，两个所述动力输出端分别与所述第一主动辊和所述第二主动辊连接；

所述从动辊轮机构包括第一从动辊、第一从动辊座、第二从动辊、第二从动辊座和从动辊架，其中：

所述第一从动辊可转动地安装于所述第一从动辊座上，所述第二从动辊可转动地安装于所述第二从动辊座上；

所述从动辊架包括两个高度不同的支撑臂，所述第一从动辊座和所述第二从动辊座分别安装于两个所述支撑臂上；

所述主动辊架和所述从动辊架均固定于所述升降台上，以使所述第一主动辊、所述第二主动辊、所述第二从动辊和所述第一从动辊形成中间低、两端高的承托区。

4.如权利要求1至3中任一项所述的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其特征在于：所述筒节焊缝X射线实时成像检测装置还包括用于输送所述筒节的进出件辊线，所述承托装置设置于所述进出件辊线的检测位。

5.如权利要求4所述的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其特征在于：所述进出件辊线为对称结构，包括架体、动力元件、传动组件和两个滚轮组，其中：

所述动力元件和所述传动组件均安装于所述架体上，所述传动组件具有一个动力输入端和两个动力输出端，所述动力输入端与所述动力元件连接，两个所述动力输出端分别与两个所述滚轮组连接；

所述滚轮组包括包括第一滚轮、第二滚轮、滚轴和轴承座，所述第一滚轮和所述第二滚轮均安装于所述滚轴上，所述第一滚轮的直径大于所述第二滚轮的直径；

所述滚轴安装于所述轴承座上，所述滚轴与所述动力输出端连接，所述轴承座安装于所述架体上；

两个所述滚轮组对称安装于所述架体上，以使两个所述滚轮组的两个所述第一滚轮和两个所述第二滚轮形成中间低、两端高的承托区。

6.如权利要求5所述的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其特征在于：所述承托装置设置于所述进出件辊线的检测位的两个所述滚轮组之间。

7.如权利要求4所述的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其特征在于：所述筒节焊缝X射线实时成像检测装置还包括检测铅房，所述进出件辊线包括两个进出件辊线节段，其中一个所述进出件辊线节段设置于所述检测铅房外，另一个所述进出件辊线节段设置于所述检测铅房内，且所述进出件辊线的检测位位于所述检测铅房中。

8.如权利要求7所述的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其特征在于：所述检测铅房包括铅房本体、铅门和铅门开闭机构，其中：

所述铅房本体上设置有铅门轨道，所述铅门可滑动地设置于所述铅门轨道上，所述铅门由所述铅门开闭机构驱动，沿所述铅门轨道滑动，以开启或关闭所述检测铅房。

9.如权利要求8所述的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其特征在于：所述铅门包括第一铅门合件和第二铅门合件，所述第一铅门合件和所述第二铅门合件通过两个滚轮合件分别安装在所述铅门轨道中，沿所述铅门轨道背向滑动或相向滑动，以开启或关闭所述检测铅房；

所述铅门开闭机构设置有两个，两个所述铅门开闭机构分别安装于所述第一铅门合件和所述第二铅门合件上，所述铅门开闭机构包括铅门电机、滚轮轴、滚轮轴承、行走滚轮和行走轮架，所述铅门电机和所述滚轮轴承均安装于所述行走轮架上，所述滚轮轴安装于所述滚轮轴承中、且与所述铅门电机的输出轴连接，所述行走滚轮安装于所述滚轮轴上。

10.如权利要求1至3中任一项所述的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其特征在于：所述X射线发生装置三自由度移动机构包括平移安装架、平移动力元件、平移直线位移机构、平移滑轨副、升降安装架、升降动力元件、升降直线位移机构、升降滑轨副、行走安装架、行走动力元件、行走直线位移机构、行走滑轨副和用于安装所述X射线发生装置的X射线发生装置安装座，所述平移直线位移机构、所述升降直线位移机构和所述行走直线位移机构均包括可产生相对位移的第一构件和第二构件，其中：

所述平移直线位移机构的第一构件和所述平移滑轨副均沿水平方向设置、安装于所述平移安装架上；所述平移直线位移机构的第二构件与所述平移动力元件的动力输出端连接；所述平移动力元件与所述升降安装架连接；

所述升降安装架与所述平移滑轨副的滑块连接；所述升降动力元件安装于所述升降安装架上，且所述升降动力元件的动力输出端与所述升降直线位移机构的第一构件连接；所述升降直线位移机构的第二构件与所述升降滑轨副的滑块连接；所述升降滑轨副沿竖直方向设置、安装于所述升降安装架上；

所述行走安装架与所述升降直线位移机构的第二构件连接；所述行走直线位移机构的第一构件和所述行走滑轨副均沿所述筒节的轴向设置、安装于所述行走安装架上；所述行走直线位移机构的第二构件与所述行走动力元件的动力输出端连接；所述行走动力元件与所述行走滑轨副的滑块连接；所述X射线发生装置安装座与所述行走滑轨副的滑块连接。

11.如权利要求1至3中任一项所述的筒节焊缝X射线实时成像检测装置，其特征在于：所述平板探测器三自由度移动机构包括平移底座、平移动力元件、平移直线位移机构、平移滑轨副、纵移底座、纵移动力元件、纵移直线位移机构、纵移滑轨副、升降安装架、升降动力元件、升降直线位移机构和升降滑轨副，所述平移直线位移机构、所述纵移直线位移机构和所述升降直线位移机构均包括可产生相对位移的第一构件和第二构件，其中：

所述平移直线位移机构的第一构件和所述平移滑轨副均沿所述筒节的轴向设置、安装于所述平移底座上；所述平移动力元件安装于所述平移底座上，且所述平移动力元件的动力输出端与所述平移直线位移机构的第一构件连接；所述平移直线位移机构的第二构件与所述纵移底座连接；

所述纵移直线位移机构的第一构件和所述纵移滑轨副均沿水平方向设置、安装于所述纵移底座上；所述纵移直线位移机构的第二构件与所述纵移动力元件的动力输出端连接；所述纵移动力元件与所述纵移滑轨副的滑块连接；

所述升降安装架与所述纵移滑轨副的滑块连接；所述升降动力元件安装于所述升降安装架上，升降动力元件的动力输出端与所述升降直线位移机构的第一构件连接；所述升降直线位移机构的第二构件与所述升降滑轨副的滑块连接；所述升降滑轨副沿竖直方向设置、安装于所述升降安装架上；所述平板探测器安装座与所述升降滑轨副的滑块或所述升降直线位移机构的第二构件连接。

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