CN111678481B - 一种管道厚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道厚度测量装置，包括设置于管道曲面内侧的内夹具，以及设置于管道曲面外侧与所述内夹具相对应的外夹板，所述内夹具与所述外夹板之间连接有平移组件，所述内夹具沿所述平移组件向靠近所述外夹板的方向移动，所述内夹具上靠近所述外夹板的一侧端面设置有所述测量探头的防护组件；通过携带测量探头的内夹具沿平移组件向外夹板方向移动，从而将管道夹持在内夹具和外夹板之间，从而对管道厚度进行测量，不仅便于携带，而且设置在内夹具上的防护组件为测量探头的接触式测量进行有效的保护作用，以解决现有技术中由于测量装置需要跟随管道尺寸增大而增大而导致的测量装置携带不便的问题。

Description

一种管道厚度测量装置

技术领域

本发明涉及测量装置技术领域，具体涉及一种管道厚度测量装置。

背景技术

超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度，凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。对于厚度测量，传统的测量方式分为接触式测量和非接触式测量两类。

对于非接触式测量方法，专利号为CN201910302810.5提供了一种超声波测厚装置及测厚方法，其中第一支撑臂组和第二支撑臂组相互垂直，第一支撑臂位于管道的轴向，第二支撑臂位于管道的径向，使得四个支撑臂都和管壁接触时，中间杆垂直于管壁，所述超声波测厚探头安装在所述中间杆的底部，超声波测厚探头垂直于管壁，避免超声波测厚探头和管壁存在夹角造成测量的厚度不准确，便于测厚，提高了测量精度，但是现有技术的测量装置随着管道尺寸的增加需要增大第一支撑臂组和第二支撑臂组的长度，从而增大了测量装置的体积，不便于测量装置的携带。

对于接触式测量方法，由于物体大多表面不平整，这时候就需要用到耦合剂，耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气，使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。但是，由于管道表面不平整，超声波测厚探头伸入管道内部容易与管道内壁磨损，从而造成探头损坏，影响测量精度，且探头易于管道内壁发生倾斜，造成测量不准确。

发明内容

为此，本发明提供一种管道厚度测量装置，通过携带测量探头的内夹具沿平移组件向外夹板方向移动，从而将管道夹持在内夹具和外夹板之间，从而对管道厚度进行测量，不仅便于携带，而且设置在内夹具上的防护组件为测量探头的接触式测量进行有效的保护作用，以解决现有技术中由于测量装置需要跟随管道尺寸增大而增大而导致的测量装置携带不便的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种管道厚度测量装置，包括设置于管道曲面内侧的内夹具，以及设置于管道曲面外侧与所述内夹具相对设置的外夹板，所述内夹具与所述外夹板之间连接有平移组件，所述内夹具沿所述平移组件向靠近所述外夹板的方向移动；

所述外夹板与所述内夹具互相平行设置，且所述外夹板与所述内夹具均垂直于所述平移组件，所述内夹具上平行于所述平移组件安装有测量探头，所述内夹具上靠近所述外夹板的一侧端面设置有所述测量探头的防护组件；

所述平移组件包括垂直于所述外夹板设置的导向螺杆，所述内夹具上设置有与所述导向螺杆旋合连接的移动螺孔，所述内夹具上围绕所述移动螺孔设置有若干定位组件，若干所述定位组件向所述导向螺杆方向夹持靠拢。

可选的，所述定位组件包括设置在所述内夹具上围绕所述移动螺孔设置的活塞腔，所述活塞腔与所述防护组件相导通，所述活塞腔内设置有活塞柱，所述活塞柱远离所述防护组件的一侧铰接有牵引杆，所述活塞腔外侧在所述内夹具上设置有支撑座，所述支撑座上铰接有用于夹持所述导向螺杆的夹持臂，所述夹持臂远离所述导向螺杆的一端与所述牵引杆铰接。

可选的，所述测量探头的轴线与所述导向螺杆的轴线相平行，且所述测量探头轴线所在平面与所述外夹板和所述内夹具相互垂直。

可选的，所述内夹具上设置有用于安装所述测量探头的安装孔，所述防护组件包括设置在所述内夹具上且围绕所述安装孔设置的环腔，所述内夹具靠近所述外夹板的一侧端面设置有连通所述环腔的环槽，所述环腔内设置有同心弹簧，所述环腔内靠近所述环槽的一侧设置有与所述同心弹簧相连接的活塞环，所述环槽内设置有与所述活塞环相连接的限位环。

可选的，所述活塞腔与所述环腔导通连接。

可选的，所述环腔内位于所述活塞环靠近所述同心弹簧一侧填充有耦合剂，所述内夹具上位于所述安装孔与所述环槽之间的位置处设置有若干溢流孔，所述溢流孔延伸至所述环腔内，所述活塞环上设置有若干与所述溢流孔相对应的贯穿孔，所述环腔内位于所述溢流孔与所述贯穿孔之间连接有螺旋导管。

可选的，所述溢流孔内设置有防倒吸组件，所述防倒吸组件包括安装在所述溢流孔内的单向阀，所述防倒吸组件由所述溢流孔靠近所述环腔的一端向所述溢流孔远离所述环腔的一端导通。

可选的，所述内夹具上设置有与所述环腔相导通的添加孔，所述添加孔内旋合有封闭塞，所述封闭塞包括安装在所述添加孔内的固定件，所述固定件上设置有活塞孔，所述活塞孔内设置有活塞推杆，所述活塞推杆位于所述添加孔内的一端设置有内限位板，所述活塞推杆位于所述添加孔外侧的一端设置有外限位板，所述外限位板与所述固定件之间的所述活塞推杆上套装有弹簧件，所述外限位板靠近所述固定件的一侧端面上设置有若干定位柱，所述固定件上围绕所述活塞孔设置有若干与所述定位柱相对应的定位孔。

可选的，所述定位柱远离所述外限位板的一端设置有延伸部，所述固定件上设置有与所述定位孔相导通的旋转孔，所述旋转孔与所述定位柱相对应，所述旋转孔远离所述外限位板的一端设置有与所述延伸部相对应的定位槽。

可选的，所述限位环远离所述环腔的一侧端面设置有硅胶垫，所述测量探头靠近所述外夹板的一侧端面与所述内夹具端面齐平。

本发明具有如下优点：

(1)本发明通过相互平行设置的内夹具和外夹板以及连接内夹具和外夹板的平移组件将管道夹持固定，然后通过设置在内夹具上的超声波测量探头对管道厚度进行测量，结构简单，装置尺寸小，便于携带；

(2)由于内夹具与外夹板相对于平移组件垂直设置，为此在本发明的测量装置将管道夹持时，外夹板与管道弯曲外侧相切，平移组件垂直设置在外夹板与内夹具之间，在内夹具垂直设置的测量探头与外夹板垂直设置，从而避免测量探头与管道倾斜造成的测量偏差，提高了本发明测厚装置的测量精度；

(3)本发明的内夹具上设置有测量探头的防护组件，能够避免内夹具突进造成探头损坏问题，同时为测量探头提高范围内的保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的防护组件结构示意图；

图3为本发明实施例的平移组件结构示意图；

图4为本发明实施例图2中A的放大结构示意图；

图5为本发明实施例图4中封闭塞侧视结构示意图。

图中：

1-内夹具；2-外夹板；3-平移组件；4-测量探头；5-防护组件；

11-安装孔；12-溢流孔；13-防倒吸组件；14-添加孔；15-封闭塞；

151-固定件；152-活塞孔；153-活塞推杆；154-内限位板；155-外限位板；156-弹簧件；157-定位柱；158-定位孔；

1581-旋转孔；1582-定位槽；1583-延伸部；

31-导向螺杆；32-移动螺孔；33-定位组件；；

331-活塞腔；332-活塞柱；333-牵引杆；334-支撑座；335-夹持臂；

51-环腔；52-环槽；53-同心弹簧；54-活塞环；55-限位环；56-贯穿孔；57-螺旋导管。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

如图1所示，本发明提供了一种管道厚度测量装置，包括设置于管道曲面内侧的内夹具1，以及设置于管道曲面外侧与内夹具1相对应的外夹板2，内夹具1与外夹板2之间连接有平移组件3，内夹具1沿平移组件3向靠近外夹板2的方向移动。

此外，外夹板2与内夹具1互相平行设置，外夹板2选用钢板等硬度较大的板材，避免外夹板2和内夹具1在夹持管道时发生形变，使得外夹板1与平移组件3之间发生倾斜，本发明的外夹板2与内夹具1均垂直于平移组件3，内夹具1上平行于平移组件3安装有测量探头4，测量探头4与超声波测厚装置主机相连接，且本本发明的测量探头4的轴线与平移组件3的中心轴线相平行，且测量探头4轴线所在平面与外夹板2和内夹具1相互垂直。

通过相互平行设置的内夹具1和外夹板2以及连接内夹具1和外夹板2的平移组件3将管道夹持固定，然后通过设置在内夹具1上的超声波测量探头对管道厚度进行测量，不仅结构简单，装置尺寸小，便于携带，而且由于本发明的内夹具1与外夹板2相对于平移组件3垂直设置，为此在本发明的测量装置将管道夹持时，外夹板2与管道弯曲外侧相切，平移组件3垂直设置在外夹板2与内夹具1之间，在内夹具1垂直设置的测量探头4与外夹板1垂直设置，从而避免测量探头4与管道倾斜造成的测量偏差，提高了本发明测厚装置的测量精度。

如图1和图2所示，为保护本发明测厚装置的测量精度，内夹具1上靠近外夹板2的一侧端面设置有测量探头4的防护组件5，避免的内夹具1在向管道方向移动过程中与管道内壁发生碰撞磨损，影响测量探头4的测量精度。

在内夹具1上设置有用于安装测量探头4的安装孔11，防护组件5包括设置在内夹具1上围绕安装孔11设置的环腔51，内夹具1靠近外夹板2的一侧端面设置有与环腔51贯穿连接的环槽52，环腔51内设置有同心弹簧53，环腔51内靠近环槽52的一侧设置有与同心弹簧53相连接的活塞环54，环槽52内设置有与活塞环54相连接的限位环55，此外，在限位环55远离环腔51的一侧端面设置有硅胶垫，测量探头4靠近外夹板2的一侧端面与内夹具1端面齐平。

在内夹具1在平移组件3的带动下向外夹板2方向移动时，由于限位环55较测量探头4靠近外夹板2设置，为此，在限位环55接触管道后，随着内夹具1向管道方向继续移动，限位环55向环腔51内移动并推动设置在环腔51内的活塞环54挤压设置在环腔51内的同心弹簧53，由于同心弹簧53的弹力作用，减缓了活塞环54的移动速度进而减缓了平移组件3带动内夹具1向管道方向的移动速度，从而避免内夹具1突进造成探头损坏问题。

此外，本发明的活塞环54可密封安装在环腔51内，并在活塞环54靠近同心弹簧53一侧的环腔51内填充有耦合剂，安装孔11与环槽52之间的内夹具1上设置有若干延伸至环腔51内的溢流孔12，活塞环54上设置有若干与溢流孔12相对应的贯穿孔56，环腔51内在溢流孔12与贯穿孔56之间连接有螺旋导管57，螺旋管道57不仅方便了活塞环54在环腔51内的移动，而且方便环腔51内的耦合剂沿溢流孔12流出。

在内夹具1向外夹板2方向移动时，限位环5向环腔51内推动活塞环54从而挤压设置在环腔54内的耦合剂，耦合剂沿贯穿孔56经过螺旋管道57通过溢流孔12向内夹具1外侧流动，由于限位环55在管道上围绕测量探头4圈设防护圈，耦合剂在活塞环54的挤压下囤积在限位环55围设的防护圈内，从而为测量探头排除探头和被测物体之间的空气，降低超声波在空气中的衰减，使超声波能有效地穿入测量物，提高测量精度，并对探头起到一定的保护作用。

此外，溢流孔12内设置有防倒吸组件13，防倒吸组件13为安装在溢流孔12内的单向阀，防倒吸组件13由溢流孔12靠近环腔51的一端向溢流孔12远离环腔51的一端导通，在测量探头4位置确定后，限位环55收缩入环腔51内，环腔51内耦合剂减少，由于防倒吸组件13避免环腔51外侧气体通过溢流孔12进入环腔51内，在同心弹簧53的作用以及环腔51内压力作用下，活塞环54在环腔51内维持位置稳定，从而限位环55的位置维持稳定状态。

如图1和图3所示，本发明的平移组件3包括垂直于外夹板2设置的导向螺杆31，内夹具1上设置有与导向螺杆31旋合连接的移动螺孔32，内夹具1上围绕移动螺孔32设置有若干定位组件33，若干定位组件33向导向螺杆31方向夹持靠拢。

其中定位组件33包括设置在内夹具1上围绕移动螺孔32设置的活塞腔331，活塞腔331与环腔51相导通，活塞腔331内设置有活塞柱332，活塞柱332远离环腔51的一侧铰接有牵引杆333，活塞腔331外侧在内夹具1上设置有支撑座334，支撑座334上铰接有用于夹持导向螺杆31的夹持臂335，夹持臂335远离导向螺杆31的一端与牵引杆333铰接。

在本发明的实施例中，由于活塞腔331与环腔51导通连接，为此，在活塞环54在限位环55作用下将环腔51内的耦合剂向内夹具1外侧挤压，在同心弹簧53的作用下，使得环腔51内压力减小，从而将活塞腔331内的耦合剂抽吸入环腔51内，活塞柱332沿活塞腔331移动，从而带动与活塞柱332铰接的牵引杆333移动，牵引杆333跟随活塞柱332移动并带动夹持臂335的一端旋转，夹持臂335靠近所述导向螺杆31的一端向靠近导向螺杆31方向摆动，从而将导向螺杆31夹持，不仅实现内夹具1在导向螺杆31上的位置固定，而且为限位环55的移动提供负反馈作用，避免限位环55再向环腔51内收缩，对测量探头4起到了保护作用。

如图2、图4和图5所示，在内夹具1上设置有与环腔51相导通的添加孔14，添加孔14内旋合有封闭塞，封闭塞15包括安装在添加孔14内的固定件151，固定件151上设置有活塞孔152，活塞孔152内设置有活塞推杆153，活塞推杆153位于添加孔14内的一端设置有内限位板154，活塞推杆153位于添加孔14外侧的一端设置有外限位板155，外限位板155与固定件151之间的活塞推杆153上套装有弹簧件156。

在本发明中，通过添加孔14将测厚装置从管道壁上拆除，向环腔51方向推动克服弹簧件156的作用力活塞推杆153，使得空气沿固定件151上的活塞孔152进入环腔51，从而减小环腔51内的压力，活塞柱332恢复至原来的位置，从而将平移组件释放，此外，防护组件5的限位环55在同心弹簧53的作用下向环腔51外侧移动，推动内夹具1向远离管道方向移动，从而方便本发明的测厚装置从管道上取出，并有效避免了取下过程中探头与管道发生碰撞问题。

在外限位板155靠近固定件151的一侧端面上设置有若干定位柱157，固定件151上围绕活塞孔152设置有若干与定位柱157相对应的定位孔158，定位柱157远离外限位板155的一端设置有延伸部1583，固定件151上设置有与定位孔158相导通的旋转孔1581，旋转孔1581与定位柱157相对应，旋转孔1581远离外限位板155的一端设置有与延伸部1583相对应的定位槽1582，在将外限位板155向固定件151方向推动的过程中，定位柱157与定位孔158对应插接后，然后向旋转孔1581方向转动外限位板155，从而定位柱157上的延伸部1583与定位孔158内的定位槽1582对应卡合，从而实现活塞推杆153的位置固定，方便将测厚装置从管道上取下。

(1)本发明通过相互平行设置的内夹具和外夹板以及连接内夹具和外夹板的平移组件将管道夹持固定，然后通过设置在内夹具上的超声波测量探头对管道厚度进行测量，结构简单，装置尺寸小，便于携带；

(2)由于内夹具与外夹板相对于平移组件垂直设置，为此在本发明的测量装置将管道夹持时，外夹板与管道弯曲外侧相切，平移组件垂直设置在外夹板与内夹具之间，在内夹具垂直设置的测量探头与外夹板垂直设置，从而避免测量探头与管道倾斜造成的测量偏差，提高了本发明测厚装置的测量精度；

(3)本发明的内夹具上设置有测量探头的防护组件，在内夹具向管道方向移动时，设置在内夹具上的限位环向内夹具的环腔内部移动，并将环腔内的耦合剂挤出，不仅降低超声波在空气中的衰减，提高测量精度，并对探头起到一定的保护作用，而且通过设置在环腔内的同心弹簧减缓内夹具移动速度，避免内夹具突进造成探头损坏问题，并通过限位环为测量探头提高范围内的保护作用。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种管道厚度测量装置，其特征在于，包括设置于管道曲面内侧的内夹具(1)，以及设置于管道曲面外侧与所述内夹具(1)相对设置的外夹板(2)，所述内夹具(1)与所述外夹板(2)之间连接有平移组件(3)，所述内夹具(1)沿所述平移组件(3)向靠近所述外夹板(2)的方向移动；

所述外夹板(2)与所述内夹具(1)互相平行设置，且所述外夹板(2)与所述内夹具(1)均垂直于所述平移组件(3)，所述内夹具(1)上平行于所述平移组件(3)安装有测量探头(4)，所述内夹具(1)上靠近所述外夹板(2)的一侧端面设置有所述测量探头(4)的防护组件(5)；

所述平移组件(3)包括垂直于所述外夹板(2)设置的导向螺杆(31)，所述内夹具(1)上设置有与所述导向螺杆(31)旋合连接的移动螺孔(32)，所述内夹具(1)上围绕所述移动螺孔(32)设置有若干定位组件(33)，若干所述定位组件(33)向所述导向螺杆(31)方向夹持靠拢；

所述定位组件(33)包括设置在所述内夹具(1)上围绕所述移动螺孔(32)设置的活塞腔(331)，所述活塞腔(331)与所述防护组件(5)相导通，所述活塞腔(331)内设置有活塞柱(332)，所述活塞柱(332)远离所述防护组件(5)的一侧铰接有牵引杆(333)，所述活塞腔(331)外侧在所述内夹具(1)上设置有支撑座(334)，所述支撑座(334)上铰接有用于夹持所述导向螺杆(31)的夹持臂(335)，所述夹持臂(335)远离所述导向螺杆(31)的一端与所述牵引杆(333)铰接。

2.根据权利要求1所述的一种管道厚度测量装置，其特征在于，所述测量探头(4)的轴线与所述导向螺杆(31)的轴线相平行，且所述测量探头(4)轴线所在平面与所述外夹板(2)和所述内夹具(1)相互垂直。

3.根据权利要求1所述的一种管道厚度测量装置，其特征在于，所述内夹具(1)上设置有用于安装所述测量探头(4)的安装孔(11)，所述防护组件(5)包括设置在所述内夹具(1)上且围绕所述安装孔(11)设置的环腔(51)，所述内夹具(1)靠近所述外夹板(2)的一侧端面设置有连通所述环腔(51)的环槽(52)，所述环腔(51)内设置有同心弹簧(53)，所述环腔(51)内靠近所述环槽(52)的一侧设置有与所述同心弹簧(53)相连接的活塞环(54)，所述环槽(52)内设置有与所述活塞环(54)相连接的限位环(55)。

4.根据权利要求3所述的一种管道厚度测量装置，其特征在于，所述活塞腔(331)与所述环腔(51)导通连接。

5.根据权利要求3所述的一种管道厚度测量装置，其特征在于，所述环腔(51)内位于所述活塞环(54)靠近所述同心弹簧(53)一侧填充有耦合剂，所述内夹具(1)上位于所述安装孔(11)与所述环槽(52)之间的位置处设置有若干溢流孔(12)，所述溢流孔(12)延伸至所述环腔(51)内，所述活塞环(54)上设置有若干与所述溢流孔(12)相对应的贯穿孔(56)，所述环腔(51)内位于所述溢流孔(12)与所述贯穿孔(56)之间连接有螺旋导管(57)。

6.根据权利要求5所述的一种管道厚度测量装置，其特征在于，所述溢流孔(12)内设置有防倒吸组件(13)，所述防倒吸组件(13)包括安装在所述溢流孔(12)内的单向阀，所述防倒吸组件(13)由所述溢流孔(12)靠近所述环腔(51)的一端向所述溢流孔(12)远离所述环腔(51)的一端导通。

7.根据权利要求3所述的一种管道厚度测量装置，其特征在于，所述内夹具(1)上设置有与所述环腔(51)相导通的添加孔(14)，所述添加孔(14)内旋合有封闭塞，所述封闭塞(15)包括安装在所述添加孔(14)内的固定件(151)，所述固定件(151)上设置有活塞孔(152)，所述活塞孔(152)内设置有活塞推杆(153)，所述活塞推杆(153)位于所述添加孔(14)内的一端设置有内限位板(154)，所述活塞推杆(153)位于所述添加孔(14)外侧的一端设置有外限位板(155)，所述外限位板(155)与所述固定件(151)之间的所述活塞推杆(153)上套装有弹簧件(156)，所述外限位板(155)靠近所述固定件(151)的一侧端面上设置有若干定位柱(157)，所述固定件(151)上围绕所述活塞孔(152)设置有若干与所述定位柱(157)相对应的定位孔(158)。

8.根据权利要求7所述的一种管道厚度测量装置，其特征在于，所述定位柱(157)远离所述外限位板(155)的一端设置有延伸部(1583)，所述固定件(151)上设置有与所述定位孔(158)相导通的旋转孔(1581)，所述旋转孔(1581)与所述定位柱(157)相对应，所述旋转孔(1581)远离所述外限位板(155)的一端设置有与所述延伸部(1583)相对应的定位槽(1582)。

9.根据权利要求3所述的一种管道厚度测量装置，其特征在于，所述限位环(55)远离所述环腔(51)的一侧端面设置有硅胶垫，所述测量探头(4)靠近所述外夹板(2)的一侧端面与所述内夹具(1)端面齐平。

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