CN111855813A - 一种检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测装置及检测方法，检测装置包括第一安装板，具有第一检测端面，第一检测端面为凹槽结构；第二安装板，具有第二检测端面，第二检测端面为凹槽结构，第二检测端面与第一检测端面配合形成筒型检测区；多个检测器，设置在第一检测端面和第二检测端面上，多个检测器在筒型检测区中沿周向均布。本发明检测装置的各检测器由于在筒型检测区中沿周向均布，因此能够全方位的获取待检测件周向各个位置的回波数据。
Description
技术领域
本发明涉及工业设备技术领域，特别涉及一种检测装置及检测方法。
背景技术
碳纤维抽油杆作为一种新兴抽油设备，在节能增效、抗腐蚀性能、深抽提液、降低修井频次等方面具有显著优势，是目前采油技术发展应用的新方向。但是，随着碳纤维抽油杆的推广应用，对碳纤维抽油杆的缺陷实时检测以及标记缺陷位置变得尤为重要。现有技术中的缺陷检测方法是在抽油杆上找到一处无缺陷位置作为判断正常回波的基准，由此确定正常回波的时间、幅值，从而确定正常反射边界，并以此为基准判断其他位置。然而，如图1所示，由于抽油管100为多层结构、层间边界沿长度方向不规则，因此导致各个反射边界的基准是随动变化的。所以现有的检测方法是不能准确进行缺陷判断的，甚至不具备参考价值。
在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种检测装置及检测方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的第一方面，提供一种检测装置，包括：
第一安装板，具有第一检测端面，所述第一检测端面为凹槽结构；
第二安装板，具有第二检测端面，所述第二检测端面为凹槽结构，所述第二检测端面与所述第一检测端面配合形成筒型检测区；
多个检测器，设置在所述第一检测端面和所述第二检测端面上，所述多个检测器在所述筒型检测区中沿周向均布。
在一个实施例中，所述第一检测端面和所述第二检测端面采用弧形槽结构，所述第一检测端面与所述第二检测端面配合形成的所述筒型检测区的横截面大体为圆形。
在一个实施例中，所述第一检测端面和所述第二检测端面采用矩形槽结构，所述第一检测端面与所述第二检测端面配合形成的所述筒型检测区的横截面为矩形。
在一个实施例中，所述第一安装板沿长度方向的一侧边与所述第二安装板沿长度方向的一侧边可转动地连接，所述第一安装板与所述第二安装板形成第一安装状态和第二安装状态；其中，所述第一安装状态为所述第一安装板与所述第二安装板扣合形成筒型结构；所述第二安装状态为所述第一安装板与所述第二安装板连接形成半开式结构。
在一个实施例中，所述第一检测端面和所述第二检测端面上阵列设置有相同数量的检测器。
在一个实施例中，所述检测器采用超声波探头。
在一个实施例中，还包括标识装置，所述标识装置与所述第一安装板和/或所述第二安装板连接。
根据本发明的第二方面，提供一种检测方法，用于对抽油杆进行检测，所述抽油杆包括由碳纤维层形成的碳纤维杆，以及包覆在所述碳纤维杆外部的玻璃纤维层，其特征在于，包括步骤：
将检测装置移动到所述抽油杆的第一预设位置；
通过所述检测装置中周向均布的各检测器对所述第一预设位置的所述抽油杆的横截面边界进行检测；
获取所述第一预设位置的所述抽油杆的横截面边界的外部介质至玻璃纤维界面、玻璃纤维截面至碳纤维界面、碳纤维界面至玻璃纤维界面以及玻璃纤维界面至外部介质的四个回波的时间及幅值，并将所述第一预设位置的四个回波的时间和幅值作为基准值；
将所述检测装置移动到所述抽油杆的第二预设位置；
获取所述第二预设位置处的所述抽油杆的横截面边界的外部介质至玻璃纤维界面、玻璃纤维截面至碳纤维界面、碳纤维界面至玻璃纤维界面以及玻璃纤维界面至外部介质的四个回波的时间及幅值；
将所述第二预设位置的四个回波的时间及幅值与所述第一预设位置的四个回波的时间和幅值进行比较；
若比较结果满足预设的阈值要求，则将所述第二预设位置的四个回波的时间及幅值作为新的基准值；若比较结果不满足预设的阈值要求，则判断所述第二预设位置存在缺陷，并继续以所述第一预设位置的四个回波的时间和幅值作为基准值。
在一个实施例中，若获取第二预设位置处的所述抽油杆的横截面边界的回波大于四个，则判断所述第二预设位置存在缺陷。
在一个实施例中，若获取所述第一预设位置的所述抽油杆的横截面边界的回波为四个，且四个回波的时间及幅值满足预设基准要求，则将所述第一预设位置的四个回波的时间和幅值作为基准值。
本发明由于采用以上技术方案，其具有以下优点：本发明的检测装置由于在筒型检测区中沿周向均布多个检测器，因此能够全方位的获取待检测件周向各个位置的回波数据。本发明的检测方法基于抽油杆的层间边界随着轴向连续变化且不会发生突变的原理，通过随动位置的层间边界的不同，随时调整基准面，从而实现能够准确的对每个位置的数据进行准确的判断，提高了抽油杆缺陷判断的准确性。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。
图1为抽油管的结构示意图。
图2为本发明实施例的检测装置的结构示意图。
图3为本发明实施例的检测方法的流程图。
图4为本发明实施例的抽油杆在第一预设位置对应的四个回波的波形图。
图5为本发明另一实施例的检测方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本发明的第一方面，如图2所示，提供了一种检测装置，包括：
第一安装板1，具有第一检测端面11，第一检测端面11为凹槽结构。
第二安装板2，具有第二检测端面21，第二检测端面21为凹槽结构。第二检测端面21与第一检测端面11配合形成筒型检测区，筒型检测区用于容置待检测件100。
多个检测器3，设置在第一检测端面11和第二检测端面21上。多个检测器3在筒型检测区中沿周向均布。以实现对待检测件100的全方位检查。
在一个实施例中，第一检测端面11和第二检测端面21采用弧形槽结构，第一检测端面11与第二检测端面21配合形成的筒型检测区的横截面大体为圆形。从而满足不同待检测件的容纳需求，且避免与待检测件的外表产生磕碰造成待检测件的损伤。
在一个实施例中，第一检测端面11和第二检测端面21采用矩形槽结构，第一检测端面11与第二检测端面21配合形成的筒型检测区的横截面为矩形。
在一个实施例中，第一安装板1沿长度方向的一侧边与第二安装板2沿长度方向的一侧边可转动地连接，第一安装板1与第二安装板2能够形成第一安装状态和第二安装状态。其中，第一安装状态为第一安装板1与第二安装板2扣合形成筒型结构。第二安装状态为第一安装板1与第二安装板2连接形成半开式结构。
在一个实施例中，第一检测端面11和第二检测端面21上阵列设置有相同数量的检测器。
在一个实施例中，检测器3采用采用超声波探头。
在一个实施例中，还包括标识装置，标识装置与第一安装板1和/或第二安装板2连接，用于在待检测件100表面进行标记。
根据本发明的第二方面，如图3所示，提供一种检测方法，用于对抽油杆进行检测，抽油杆包括由碳纤维层110形成的碳纤维杆，以及包覆在碳纤维杆外部的玻璃纤维层120，包括步骤：
S100：将检测装置移动到抽油杆的第一预设位置。
S200：通过检测装置中周向均布的各检测器对第一预设位置的抽油杆的横截面边界进行检测。
S300：获取第一预设位置的抽油杆的横截面边界的外部介质至玻璃纤维界面、玻璃纤维截面至碳纤维界面、碳纤维界面至玻璃纤维界面以及玻璃纤维界面至外部介质的四个回波的时间及幅值，并将第一预设位置的四个回波的时间和幅值作为基准值。
其中，如图4所示，回波T表示外部介质至玻璃纤维界面的回波。回波A表示玻璃纤维截面至碳纤维界面的回波。回波C表示碳纤维界面至玻璃纤维界面的回波。回波B表示玻璃纤维界面至外部介质的回波。
需要说明的是，根据抽油杆的生产工艺，虽然抽油杆具有多层结构、层间边界的不规则、层间边界随动变化的特点。但是无缺陷时，层间边界随着轴向的移动是连续变化的，不会发生突变，即邻近位置附近基本变化不大。所以以此为理论基础，能够实现以第一预设位置的回波数据为基准，判断下一个位置的回波数据是否符合要求。
S400：将检测装置移动到抽油杆的第二预设位置。
S500：获取第二预设位置处的抽油杆的横截面边界的外部介质至玻璃纤维界面、玻璃纤维截面至碳纤维界面、碳纤维界面至玻璃纤维界面以及玻璃纤维界面至外部介质的四个回波的时间及幅值。
S600：将第二预设位置的四个回波的时间及幅值与第一预设位置的四个回波的时间及幅值进行比较。
S700：若比较结果满足预设的阈值要求，则将第二预设位置的四个回波的时间及幅值作为新的基准值；若比较结果不满足预设的阈值要求，则判断第二预设位置存在缺陷，并继续以第一预设位置的四个回波的时间和幅值作为基准值。
本实施例的方法能够根据抽油杆为多层结构、层间边界的不规则、层间边界随动变化的特点所引起的4个正常反射边界基准随动变化，随检测装置的移动实时改变参考基准，提高了抽油杆缺陷检测的准确度。
在一个实施例中，如图5所示，步骤S500之后还包括步骤：
S800：若获取第二预设位置处的抽油杆的横截面边界的回波大于四个，则判断第二预设位置存在缺陷。
在一个实施例中，步骤S300还包括：
若获取第一预设位置的抽油杆的横截面边界的回波为四个，且四个回波的时间及幅值满足预设基准要求，则将第一预设位置的四个回波的时间和幅值作为基准值。
在一个实施方式中，外部介质可以理解为抽油杆外部的耦合剂类型，若耦合剂为水，则抽油杆玻璃纤维层的外部介质则为水。
在一个具体实施方式中，第一检测端面11和第二检测端面21所形成的筒型检测区中设置有32个探头阵列。第一检测端面11和第二检测端面21上分别设置有16片宽为5.6mm，长为15mm的矩形晶片，每个探头周向均匀分布，连续扫描实现抽油杆周向截面的全覆盖检测。
当无缺陷时，对于某一时刻，32个探头分别测量周向不同位置的反射回波，根据反射回波时间可确定4个正常反射边界，实现4个层间边界的检测；当抽油杆轴向移动时，32个探头分别测量界面不同位置的随动变化(轴向移动)。当判断无缺陷时，这个又作为后面检测的基准面。
在抽油杆的生产过程中或现场作业过程中，碳纤维抽油杆轴向移动时，如果没有缺陷，4个层间边界是不会突变的，以前面已检测无缺陷的邻近界面作为后面检测的基准面来判断正常界面反射回波、缺陷回波，当判断无缺陷时，这个又作为后面的基准面，也就是随着抽油杆轴向移动，基准面是随动变化的。
当检测到4个层间边界(32个探头分别检测某一个周向位置)的没发生突变，但同时中间多出一个超出设定阈值的反射回波，表明存在缺陷；当检测到4个层间边界已发生突变，也表明存在缺陷。根据32个探头对应的反射回波的时间、幅值综合判断缺陷及位置、大小。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通或两个组件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种检测装置，其特征在于，包括：
第一安装板，具有第一检测端面，所述第一检测端面为凹槽结构；
第二安装板，具有第二检测端面，所述第二检测端面为凹槽结构，所述第二检测端面与所述第一检测端面配合形成筒型检测区；
多个检测器，设置在所述第一检测端面和所述第二检测端面上，所述多个检测器在所述筒型检测区中沿周向均布。
2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一检测端面和所述第二检测端面采用弧形槽结构，所述第一检测端面与所述第二检测端面配合形成的所述筒型检测区的横截面大体为圆形。
3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一检测端面和所述第二检测端面采用矩形槽结构，所述第一检测端面与所述第二检测端面配合形成的所述筒型检测区的横截面为矩形。
4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一安装板沿长度方向的一侧边与所述第二安装板沿长度方向的一侧边可转动地连接，所述第一安装板与所述第二安装板形成第一安装状态和第二安装状态；其中，所述第一安装状态为所述第一安装板与所述第二安装板扣合形成筒型结构；所述第二安装状态为所述第一安装板与所述第二安装板连接形成半开式结构。
5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一检测端面和所述第二检测端面上阵列设置有相同数量的检测器。
6.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测器采用超声波探头。
7.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括标识装置，所述标识装置与所述第一安装板和/或所述第二安装板连接。
8.一种检测方法，用于对抽油杆进行检测，所述抽油杆包括由碳纤维层形成的碳纤维杆，以及包覆在所述碳纤维杆外部的玻璃纤维层，其特征在于，包括步骤：
将检测装置移动到所述抽油杆的第一预设位置；
通过所述检测装置中周向均布的各检测器对所述第一预设位置的所述抽油杆的横截面边界进行检测；
获取所述第一预设位置的所述抽油杆的横截面边界的外部介质至玻璃纤维界面、玻璃纤维截面至碳纤维界面、碳纤维界面至玻璃纤维界面以及玻璃纤维界面至外部介质的四个回波的时间及幅值，并将所述第一预设位置的四个回波的时间和幅值作为基准值；
将所述检测装置移动到所述抽油杆的第二预设位置；
获取所述第二预设位置处的所述抽油杆的横截面边界的外部介质至玻璃纤维界面、玻璃纤维截面至碳纤维界面、碳纤维界面至玻璃纤维界面以及玻璃纤维界面至外部介质的四个回波的时间及幅值；
将所述第二预设位置的四个回波的时间及幅值与所述第一预设位置的四个回波的时间和幅值进行比较；
若比较结果满足预设的阈值要求，则将所述第二预设位置的四个回波的时间及幅值作为新的基准值；若比较结果不满足预设的阈值要求，则判断所述第二预设位置存在缺陷，并继续以所述第一预设位置的四个回波的时间和幅值作为基准值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，若获取所述第二预设位置处的所述抽油杆的横截面边界的回波大于四个，则判断所述第二预设位置存在缺陷。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，若获取所述第一预设位置的所述抽油杆的横截面边界的回波为四个，且四个回波的时间及幅值满足预设基准要求，则将所述第一预设位置的四个回波的时间和幅值作为基准值。
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