CN112284234B - 一种磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢结构桥梁涂装检测技术领域，尤其涉及一种磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，包括：检测平台，检测平台上具有驱动机构，驱动机构用于驱动检测平台的前进或者后退；电磁器，固定在检测平台的底部，电磁器的吸附力用于将检测平台固定在钢桥底部或者钢塔侧面；磁性测厚仪，主机与数据采集仪集成设置在检测平台上，且磁性测厚仪的探测头在检测时与被检测钢板的表面垂直接触；联动组件，一端与驱动机构连接，另一端与磁性测厚仪探头连接。通过检测平台下部的电磁器吸附在钢梁或钢塔表面，无需搭设脚手架和使用桥检车，省时省力，降低了对路面交通的影响。

Description

一种磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置

技术领域

本发明涉及钢结构桥梁涂装检测技术领域，尤其涉及一种磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置。

背景技术

涂装是钢结构桥梁防腐的主要措施，涂层膜厚是评价涂装防腐性能的重要指标，在钢结构桥梁运营过程中，涂层在大气中水分、腐蚀性介质以及紫外线的作用下会发生劣化，需要对涂层膜厚进行定期检测，以评价其防腐性能。

现有技术中，对于运营期钢桥涂层膜厚检测，通常使用桥检车将检测人员送至指定检测区域后，手持磁性测厚仪进行检测。然而上述方法成本高，费时费力，对路面交通影响大，高耸钢桥塔检测时人员安全保障困难；而且检测区域人为选择，具有较大的主观性，只能进行特定区域的膜厚测试，随机性强，难以实现涂装性能的整体客观评价。

鉴于上述问题的存在，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，使其更具有实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，提高检测效率以及检测结果的客观性，减少对路面交通的影响。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，包括：

检测平台，所述检测平台上具有驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述检测平台的前进或者后退；

电磁器，固定在所述检测平台的底部，所述电磁器的吸附力用于将所述检测平台固定在钢桥底部或者钢塔侧面；

磁性测厚仪，其主机与数据采集仪集成设置在所述检测平台上，且所述磁性测厚仪的探头在检测时与被检测钢板的表面垂直接触；

联动组件，一端与所述驱动机构连接，另一端与所述磁性测厚仪的探头连接；

其中，所述检测平台移动时，所述驱动机构驱动所述联动组件动作，所述联动组件驱动所述磁性测厚仪的探头朝向与所述检测平台移动方向垂直的方向做往复运动。

进一步地，所述驱动机构包括车轮、与所述车轮连接的驱动轴以及电机，所述电机通过链条带动所述驱动轴转动，从而带动所述车轮的转动；

所述检测平台上还具有激光脉冲发生器，所述激光脉冲发生器朝向其中一车轮设置，且其中一所述车轮上具有对应的激光感应器。

进一步地，还包括数据采集仪，所述数据采集仪与所述激光感应器电连接，用于计算并记录所述检测平台的行进距离，所述数据采集仪集成磁性测厚仪主机，与所述磁性测厚仪探头电连接，用于记录磁性测厚仪探头移动方向上所测得的涂层膜厚，并计算出膜厚劣化区的坐标。

进一步地，所述检测平台上具有限位件，固定磁性测厚仪探头的T型杆可相对滑动地设置在所述限位件上。

进一步地，所述联动组件包括与所述电机的输出轴连接的齿轮换向器、与所述齿轮换向器的输出轴连接的L型转动轴以及与所述L型转动轴转动连接的推杆，在所述L型转动轴转动时，所述推杆通过所述T型杆带动所述磁性测厚仪的探头往复运动。

进一步地，所述磁性测厚仪的探头内嵌在所述T型杆下部竖直套筒内，所述竖直套筒内设置有与探头连接的压缩弹簧，所述压缩弹簧用于保持探头与钢板表面的接触压力。

进一步地，所述数据采集仪根据所述磁性测厚仪扫描的厚度值确定膜厚劣化区域的边际坐标，并将边际坐标围成一可视化封闭区域。

进一步地，所述数据采集仪根据膜厚劣化区域的边际坐标围成的封闭区域，以及在该封闭区域内的各处膜厚，计算出该封闭区域内需要补充的涂料体积。

进一步地，所述限位件为矩形板，所述矩形板内设置有一字孔，所述T型杆与所述一字孔的接触面为矩形，以防止探头在运动过程中的角度发生旋转。

本发明的有益效果为：通过检测平台下部的电磁器吸附在钢梁或钢塔表面，通过驱动轮驱动车轮，可以实现钢桥塔高度爬升和钢梁跨度移动，简单方便，无需搭设脚手架和使用桥检车，省时省力，降低了对路面交通的影响，避免了高耸钢塔检测时人员的安全风险。

电动机驱动平台前进，并通过齿轮换向器和偏心连杆使磁性测厚探头沿横向往复移动，平台前进和探头横向往复运动叠加产生正弦式检测扫查路径，提高了检测区域选择的客观性和检测覆盖面积。

激光脉冲发生器发射激光脉冲到后部车轮上，车轮上设置激光感应器，激光感应器随车轮转动，每转一圈接收一次激光脉冲信号，从而实现检测装置移动距离的标记，同时采集相应位置的磁性测厚结果，可以获得涂层膜厚与位置的坐标关系，实现膜厚劣化区域的定位功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置仰视图；

图3为本发明实施例中磁性测厚仪探头位置的连接结构示意图。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一 个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元 件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用 的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目 的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图3所示的磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，包括检测平台1、电磁器11、磁性测厚仪和联动组件，其中：

检测平台1上具有驱动机构，驱动机构用于驱动检测平台1的前进或者后退；这里的驱动机构是指驱动整个检测平台1前进或者后退的机构，在本发明实施例中采用电动机轮组驱动。

电磁器11固定在检测平台1的底部，电磁器11的吸附力用于将检测平台1固定在钢桥底部或者钢塔侧面；由于检测的对象为钢桥面或者钢塔，需要在钢桥面底部或者钢塔侧壁上移动，为了保证检测平台1能够可靠固定在钢桥面或者钢塔上不掉落，本发明实施例中采用磁性连接，即当电磁器11通电时，产生较强的磁性，使得与检测平台1通过磁力吸附在钢桥面板或者钢塔上，通过这种设置，省略了现有技术中的检测车，减少了对道路的干扰。

磁性测厚仪主机与数据采集仪16集成设置在检测平台1上，且磁性测厚仪的探头14在检测时与被检测钢板的表面垂直接触；磁性测厚仪的工作原理为磁感应原理，就是利用探头14经过非铁磁覆面而流入铁基材的磁通大小来测定覆层的厚度，涂层越厚，磁通越小，然后经过处理换算得到涂层厚度。当检测到涂层厚度具有差异时，尤其是涂层厚度变薄时，就可以确定此处的涂层厚度变劣，需要进行涂层的补涂。

联动组件一端与驱动机构连接，另一端与磁性测厚仪探头14连接；

其中，检测平台1移动时，驱动机构驱动联动组件动作，联动组件驱动磁性测厚仪的探头14朝向与检测平台1移动方向垂直的方向做往复运动。

在具体进行厚度检测时，从钢梁或者钢塔的一端开始，驱动机构驱动检测平台1的直线移动，同时联动组件在驱动机构的带动下驱动磁性测厚仪的探头14往复运动，由此就构成了正弦扫查，与现有技术相比，提高了检测的客观性，减少了对交通的阻碍；此外，通过联动组件与驱动机构的连接，实现了使用一个驱动机构带动两个机构同步动作，节约了驱动控制资源；而且由于联动组件的设置，使得检测机构与磁性厚度检测仪同步动作，防止了驱动或者检测不同步的情形出现，提高了检测的可靠性和精度。

具体的，如图1所示，驱动机构包括车轮3、与车轮3连接的驱动轴4以及电机2，电机2通过链条5带动驱动轴4转动，从而带动车轮3的转动。

检测平台1上还具有激光脉冲发生器12，激光脉冲发生器12朝向其中一车轮3设置，且其中一车轮3上具有对应的激光感应器13。激光感应器13随车轮3转动，车轮3每转动一圈接收一次激光脉冲信号，从而可以计算出车轮3的转动圈数，根据圈数即车轮3直径可以计算出检测平台1的移动距离。

在本发明实施例中，还包括数据采集仪16，数据采集仪16与激光感应器13电连接，用于计算并记录检测平台1的行进距离，数据采集仪16与磁性测厚仪主机集成，与磁性测厚仪探头14电连接，用于记录检测磁性测厚仪探头14移动方向上所测得的涂层膜厚，并计算出膜厚劣化区的坐标。数据采集仪16具有计算功能，根据车轮3的转动圈数可以计算出沿检测平台1移动方向上的坐标，根据涂层厚度变化计算出膜厚变劣点的坐标，通过二者结合就可以检测出膜厚劣化区的具体位置坐标，以便于后期对膜厚变劣点的修复。

关于磁性测厚仪探头14的往复移动设置，如图1中所示，检测平台1上具有限位件10，固定磁性测厚仪探头14的T型杆9可相对滑动地设置在限位件10上。这里需要指出的是，限位件10可以是如图中的竖板上设置的横向滑动槽，也可以是滑块滑轨的移动。在本实施例中，如图1中所示，限位件10为矩形板，矩形板的长度方向与探头14的往复移动方向平行设置，与矩形板内设置有一字孔，T型杆9与一字孔的接触面为矩形，以防止探头在运动过程中的角度发生旋转。T型杆9与推杆8接触的一端上设置有转动轴，而与一字孔接触的设置为矩形。

进一步地，联动组件包括与电机2的输出轴连接的齿轮换向器6、与齿轮换向器的输出轴连接的L型转动轴7以及与L型转动轴7转动连接的推杆8，在L型转动轴7转动时，推杆8通过所述T型杆9带动磁性测厚仪探头14往复运动。在本实施例中，在L型转动轴7的短竖杆段设置有垂直的转动销，推杆8与转动销转动连接，在L行转动轴以长横杆为转轴转动时，推杆8的转动端跟随转动销的转动而转动，从而推动推杆8的往复移动，从而通过所述T型杆9带动磁性探厚仪探头14的往复移动。这里需要指出的是，磁性测厚探头14内嵌在所述T型杆9下部竖直套筒内，如图3中所示，T型杆横杆整体为圆形，与一字孔衔接部分为矩形，从而实现探头14与检测表面垂直接触，避免发生角度旋转。而且通过这种设置，仅采用一个电机同步驱动了检测平台1的移动以及探头14的往复运动，提高了驱动资源的利用率，也能够保证检测的准确率。此外，这里还需要指出的是，在本发明实施例中，磁性测厚仪的主机（图中未示出）与数据采集仪16集成整体，与磁性测厚仪探头14电连接实现膜厚测量。

在本发明实施例中，为了保证测量的精度，采用探头14与钢桥面接触的方式，具体如图3所示，磁性测厚仪探头14内嵌在T型杆9下部的竖直套筒内，竖直套筒内设置与探头14连接的压缩弹簧15，压缩弹簧15用于保持探头14与钢板表面的接触压力。这里为了减少移动过程中对探头14或者钢桥面的损伤，可以将探头14的底部四周倒圆角设置。

在本发明实施例中，当遇到膜厚变劣区域较大，超过了磁性测厚仪一次移动的扫描范围时候，采用封闭区域计算法，即数据采集仪16根据磁性测厚仪探头14扫描的厚度值确定膜厚劣化区域的边际坐标，并将边际坐标围成一可视化封闭区域。这里需要指出的是，在数据采集仪16的上设置有显示屏，用来显示封闭化区域，从而达到可视化的目的。

为了进一步的精确计算出需要的涂料的数量，本发明实施例中数据采集仪16根据膜厚劣化区域的边际坐标围成的封闭区域，以及在该封闭区域内的各处膜厚，计算出该封闭区域内需要补充的涂料体积。通过这种设置，更加便于后期的维护，达到节约资源的目的。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，其特征在于，包括：

检测平台，所述检测平台上具有驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述检测平台的前进或者后退；

电磁器，固定在所述检测平台的底部，所述电磁器的吸附力用于将所述检测平台固定在钢桥底部或者钢塔侧面；

磁性测厚仪，其主机与数据采集仪集成设置在所述检测平台上，且所述磁性测厚仪的探头在检测时与被检测钢板的表面垂直接触；

联动组件，一端与所述驱动机构连接，另一端与所述磁性测厚仪的探头连接；

其中，所述检测平台移动时，所述驱动机构驱动所述联动组件动作，所述联动组件驱动所述磁性测厚仪的探头朝向与所述检测平台移动方向垂直的方向做往复运动；

所述驱动机构包括车轮、与所述车轮连接的驱动轴以及电机，所述电机通过链条带动所述驱动轴转动， 从而带动所述车轮的转动；

所述检测平台上还具有激光脉冲发生器，所述激光脉冲发生器朝向其中一车轮设置，且其中一所述车轮上具有对应的激光感应器；

所述检测平台上具有限位件，固定所述磁性测厚仪探头的T型杆可相对滑动地设置在所述限位件上；

所述联动组件包括与所述电机的输出轴连接的齿轮换向器、与所述齿轮换向器的输出轴连接的L型转动轴以及与所述L型转动轴转动连接的推杆，在所述L型转动轴转动时，所述推杆通过所述T型杆带动所述磁性测厚仪探头往复运动；

所述磁性测厚仪探头内嵌在所述T型杆下部竖直套筒内，所述竖直套筒内设置与探头连接的压缩弹簧， 所述压缩弹簧用于保持探头与钢板表面的接触压力。

2.根据权利要求1所述的磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，其特征在于，还包括数据采集仪，所述数据采集仪与所述激光感应器电连接，用于计算并记录所述检测平台的行进距离，所述数据采集仪与磁性测厚仪主机集成，用于记录磁性测厚仪探头移动方向上所测得的涂层膜厚，并与测得的行进距离匹配计算出膜厚劣化区的坐标。

3.根据权利要求2所述的磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，其特征在于，所述数据采集仪根据所述磁性测厚仪扫描的厚度值确定膜厚劣化区域的边际坐标，并将边际坐标围成一可视化封闭区域。

4.根据权利要求3所述的磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，其特征在于，所述数据采集仪根据膜厚劣化区域的边际坐标围成的封闭区域，以及在该封闭区域内的各处膜厚， 计算出该封闭区域内需要补充的涂料体积。

5.根据权利要求1所述的磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，其特征在于，所述限位件为矩形板，所述矩形板内设置有一字孔，所述T型杆与所述一字孔的接触面为矩形，以防止探头在运动过程中的角度发生旋转。

6.根据权利要求5所述的磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，其特征在于，所述限位件为设置在竖板上的横向滑动槽。

7.根据权利要求1所述的磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，其特征在于，所述L型转动轴的短竖杆段设置有垂直的转动销，所述推杆与所述转动销转动连接，在所述L型转动轴以长横杆为转轴转动时，所述推杆的转动端跟随所述转动销的转动而转动，从而推动所述推杆的往复移动。

8.根据权利要求1所述的磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，其特征在于，所述探头的底部四周倒圆角设置，减少移动过程中对探头或者钢桥面的损伤。

9.根据权利要求4所述的磁力吸附式钢桥涂层厚度检测装置，其特征在于，所述数据采集仪上设置有显示屏，用来显示封闭化区域。

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