压力管道超声波检测装置及其检测方法
技术领域
本申请涉及超声波检测的领域,尤其是涉及一种压力管道超声波检测装置及其检测方法。
背景技术
超声波检测也叫超声检测,Ultrasonic Testing缩写UT,超声波探伤,是五种常规无损检测方法的一种。Time Of Flight Diffraction(TOFD)超声波衍射时差法,是一种依靠从待检试件内部结构(主要是指缺陷)的“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷的方法,用于缺陷的检测、定量和定位。
管道行业通常会采用超声波检测对管道进行安全性检测,预防管道在输送介质的过程中发生破裂的事故。
目前,公告号为CN104698088B的中国专利公开了一种基于超声相控阵的压力管道TOFD检测装置,包括超声检测仪主机、机器人控制模块、两个圆锥形相控阵探头装置、仪器装置、探头夹持装置、管道爬行机器人、同轴电缆线、编码器、扶正器、大角度定中器和金属挠管。仪器装置包含集成相控阵模块、TOFD模块,大角度定中器安装在仪器装置上。大角度定中器保证仪器装置通过弯管时定位在弯管中心附近,并减小仪器装置通过弯管时与管壁产生碰撞的可能性。
针对上述中的相关技术,发明人认为:管道在输送介质时,内壁可能粘附有异物,大角度定中器的轮子经过管道内壁上的异物时容易卡顿,降低了对管道的检测效率。
发明内容
为了提高对管道的检测效率,本申请提供一种压力管道超声波检测装置及其检测方法。
第一方面,本申请提供一种压力管道超声波检测装置,采用如下的技术方案:
一种压力管道超声波检测装置,包括仪器装置,仪器装置用于对管道的缺陷进行检测,仪器装置在管道内沿管道的轴向移动,仪器装置上连接有支撑机构,支撑机构包括若干伸缩组件,若干伸缩组件环绕在仪器装置的外侧,伸缩组件的长度方向的一端连接于仪器装置,另一端转动连接有滚轮,伸缩组件对滚轮施加弹性力,滚轮抵触于管道内壁,滚轮沿伸缩组件的长度方向进行伸缩。
通过采用上述技术方案,仪器装置在管道内移动时,当滚轮触碰到管道内异物时,异物对滚轮施加抵触力,滚轮朝向靠近仪器装置的方向收缩,使得滚轮在异物上滚动,滚轮经过异物后,伸缩组件驱使滚轮朝向远离仪器装置的方向伸长,使得滚轮再次抵触于管道内壁,仪器装置继续移动。通过伸缩组件、滚轮的相互配合,减小了仪器装置移动时发生卡顿的可能性。
可选的,伸缩组件包括固定套、滑杆、弹性件,固定套固定在仪器装置上,滑杆的一端插设在固定套内,滑杆与固定套滑动配合,弹性件填塞在固定套内,弹性件抵触于滑杆,弹性件对滑杆施加驱使滑杆朝向远离固定套的方向移动的弹性力,滚轮转动连接于滑杆穿出固定套的一端。
通过采用上述技术方案,当滚轮触碰到异物时,滚轮带动滑杆靠近固定套移动,当滚轮经过异物后,弹性件驱使滑杆伸出固定套,滑杆带动滚轮远离固定套移动,使得滚轮再次抵触于管道内壁,达到了滚轮沿伸缩组件的长度方向伸缩的效果。
可选的,支撑机构沿仪器装置的移动方向分布有两组,滑杆的轴线与仪器装置的移动方向之间的夹角为锐角,沿仪器装置的移动方向分布的两个滑杆朝向仪器装置的端部相互靠近,固定套与滑杆同轴设置。
通过采用上述技术方案,滑杆的轴线与仪器装置的移动方向之间的夹角为锐角,沿仪器装置的移动方向分布的两个滑杆朝向仪器装置的端部相互靠近,提高了仪器装置的稳定性。
可选的,沿仪器装置的移动方向分布的两个滑杆之间连接有联动组件,联动组件用于带动其连接的两个滑杆同时靠近仪器装置或同时远离仪器装置移动。
通过采用上述技术方案,位于仪器装置的移动方向前端的滚轮抵触于管道内的异物时,滑杆呈倾斜设置,异物对滚轮的施力方向与滑杆的倾斜方向偏差较小,减小了位于仪器装置移动方向前端的滑杆发生卡顿的可能性,便于位于前端的滚轮滚动经过异物。位于仪器装置的移动方向后端的滑杆的倾斜方向与前端的滑杆的倾斜方向相反,使得后端的滚轮受到的异物的施力方向与后端的滑杆的倾斜方向偏差较大,进而使得位于后端的滑杆容易卡顿。通过联动组件带动移动方向前端的滑杆和后端的滑杆同步滑移,减小了位于仪器装置移动方向后端的滑杆发生卡顿的可能性,从而便于位于移动方向后端的滚轮滚动经过异物。
可选的,联动组件包括第一联动齿条、第二联动齿条、第一联动齿轮、第二联动齿轮、联动轴,其中一个滑杆连接于第一联动齿条,另一个滑杆连接于第二联动齿条,联动轴转动连接于仪器装置,第一联动齿轮和第二联动齿轮均同轴固定在联动轴上,第一联动齿条与第一联动齿轮相啮合,第二联动齿条与第二联动齿轮相啮合,第一联动齿条的齿背离仪器装置设置,第二联动齿条的齿朝向仪器装置设置。
通过采用上述技术方案,联动轴转动时,第一联动齿轮和第二联动齿轮同步转动,带动第一联动齿条和第二联动齿条同步靠近仪器装置滑移或同步远离仪器装置滑移,从而使得沿仪器装置的移动方向分布的两个滑杆同步滑移的效果。
可选的,固定套内设置有测力组件,测力组件包括压块、压力传感器,压块与压力传感器均设置在固定套内,弹性件固定连接于滑杆与压块之间,压块抵触于压力传感器,压力传感器与仪器装置电性连接。
通过采用上述技术方案,管道内壁粘附的异物大小有差别,滚轮在经过不同的异物时,滚轮的移动量不同,从而使得滑杆的滑移距离不同,进而导致弹性件的压缩量不同,弹性件对压块施加弹性力,导致压块对压力传感器施加压力。因此,可通过压块对压力传感器施加的压力反映异物的大小。压力传感器检测到的压力数值通过电信号传递给仪器装置,仪器装置经过计算可得出异物的大小,将计算结果与超声波检测的结果进行对比,便于对管道的检测结果进行校准,提高了仪器装置对管道检测的精确性。
可选的,压块上固定连接有导向杆,滑杆沿自身轴向开有导向槽,导向杆的一端插设在导向槽内,导向杆与滑杆滑动配合,弹性件套设在导向杆上。
通过采用上述技术方案,导向杆与滑杆滑动配合,提高了滑杆滑移的稳定性,另外导向杆对弹性件具有导向的作用,提高了弹性件压缩或伸长时的稳定性。
第二方面,本申请提供一种压力管道超声波检测装置的检测方法,采用如下的技术方案:
一种压力管道超声波检测装置的检测方法,包括以下步骤:
S1、移动:将仪器装置在管道内移动,滚轮抵触于管道的内壁;
S2、检测:仪器装置在移动的过程中对管道进行超声波检测;
S3、收缩:当滚轮触碰到管道内壁粘附的异物时,滚轮朝向靠近仪器装置的方向进行收缩,使得滚轮在异物上滚动,仪器装置检测到异物的位置和大小信息;
S4、伸长:滚轮经过异物后,伸缩组件驱动滚轮朝向远离仪器装置的方向进行伸长,使得滚轮再次抵触于管道内壁;
S5、持续检测:仪器装置继续移动,并继续对管道进行检测。
通过采用上述技术方案,压力管道超声波检测装置的检测方法为移动→检测→收缩→伸长→持续检测,首先将仪器装置放置在管道内并沿管道的轴向移动,接着仪器装置对管道进行超声波检测。当滚轮抵触到管道内壁粘附的异物时,滚轮受到抵触力朝向靠近仪器装置的方向收缩,滚轮滚动至异物上,仪器装置利用超声波检测到异物的位置信息。滚轮经过异物后,伸缩组件驱动滚轮朝向远离仪器装置的方向伸长,滚轮再次抵触于管道内壁后,仪器装置继续移动并对管道持续进行检测。通过滚轮自动伸长或收缩,减小了滚轮卡顿的可能性,从而达到了仪器装置对管道进行持续检测的效果。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.通过伸缩组件、滚轮的相互配合,减小了仪器装置移动时发生卡顿的可能性;
2.支撑机构沿仪器装置的移动方向分布有两个,位于仪器装置移动方向的两个滑杆朝向仪器装置的端部相互靠近,提高了仪器装置的稳定性;
3.联动组件包括第一联动齿条、第二联动齿条、第一联动齿轮、第二联动齿轮、联动轴,达到了沿仪器装置的移动方向分布的两个滚轮同步伸缩的效果,从而进一步减小了滚轮卡顿的可能性;
4.通过移动→检测→收缩→伸长→持续检测,减小了滚轮卡顿的可能性,从而达到了对管道进行持续检测的效果。
附图说明
图1是本申请实施例的压力管道超声波检测装置的正视图。
图2是本申请实施例的压力管道超声波检测装置的结构示意图。
图3是用于体现伸缩组件的剖视图。
图4是图2中A处的放大图,主要用于体现支撑块、滑移杆、支撑杆。
附图标记说明:1、仪器装置;2、伸缩组件;21、固定套;22、滑杆;221、导向槽;23、弹性件;3、滚轮;4、调节块;41、螺纹槽;5、调节螺杆;6、测力组件;61、压块;62、压力传感器;63、导向杆;7、联动组件;71、第一联动齿条;72、第二联动齿条;73、第一联动齿轮;74、第二联动齿轮;75、联动轴;76、第一连接杆;77、第二连接杆;78、连接板;8、支撑块;81、滑移槽;9、滑移杆;91、支撑杆。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种压力管道超声波检测装置。
参照图1,压力管道超声波检测装置包括仪器装置1,仪器装置1用于对管道的缺陷进行检测。将仪器装置1在管道内沿管道的轴向移动,图1中所示的移动方向即为仪器装置1的移动方向,仪器装置1移动的过程中利用超声波对管道进行检测。
参照图2,仪器装置1上连接有支撑机构,支撑机构包括若干伸缩组件2,本实施例中支撑机构包括四个伸缩组件2。四个伸缩组件2环绕仪器装置1的外侧分布,四个伸缩组件2在同一个平面内,四个伸缩组件2所在的平面与仪器装置1的移动方向垂直。伸缩组件2长度方向的一端连接于仪器装置1,另一端转动连接有滚轮3。仪器装置1在管道内移动时,滚轮3抵触于管道的内壁。
参照图2,四个伸缩组件2将仪器装置1保持在管道的轴线位置附近,提高了仪器装置1检测的精确性。伸缩组件2对滚轮3施加平行于伸缩组件2长度方向的弹性力,在伸缩组件2与管道的配合下,滚轮3沿伸缩组件2的长度方向自由伸长或收缩。
当滚轮3在管道内碰到异物时,滚轮3受到异物的抵触作用朝向靠近仪器装置1的方向收缩,经过异物后,滚轮3受伸缩组件2的弹性作用伸长,使得滚轮3平稳经过异物,减小了滚轮3卡顿的可能性,从而提高了仪器装置1移动的平稳性,进而提高了仪器装置1对管道的检测效率。
参照图1和图2,为了提高仪器装置1的稳定性,支撑机构沿仪器装置1的移动方向分布有两组。八个伸缩组件2共同对仪器装置1提供支撑,减小了仪器装置1晃动的可能性。
参照图2和图3,伸缩组件2包括固定套21、滑杆22、弹性件23,固定套21固定在仪器装置1上,滑杆22的一端插设在固定套21内,滑杆22与固定套21同轴设置,滑杆22与固定套21滑动配合。弹性件23为压簧,弹性件23填塞在固定套21内,弹性件23的一端固定连接于滑杆22伸入固定套21的一端。弹性件23对滑杆22施加弹性力,该弹性力驱使滑杆22朝向远离固定套21的方向移动。滚轮3转动连接在滑杆22穿出固定套21的一端,滑杆22与滚轮3同步伸缩。
参照图2和图3,为了提高超声波检测装置的适用性,固定套21靠近仪器装置1的一端固定连接有调节块4,调节块4上沿自身轴向开有螺纹槽41,仪器装置1上固定连接有与调节块4一一对应的调节螺杆5,调节块4螺纹连接于调节螺杆5,调节螺杆5位于螺纹槽41内。
通过转动调节块4,调节块4在调节螺杆5上移动,调节块4带动固定套21移动,以此调整固定套21与仪器装置1之间的间距。当检测不同内径的管道时,通过调整固定套21的位置,从而调整了滑杆22和滚轮3相对于仪器装置1的伸缩范围,使得滚轮3能够抵触于管道内壁,从而提高了伸缩组件2的适用性,进而提高了超声波检测装置的适用性。
管道内壁粘附的异物大小有差别,滚轮3在经过不同的异物时,滚轮3的移动量不同,从而使得滑杆22的滑移距离不同,进而导致弹性件23的压缩量不同。为了检测异物的大小,需要检测弹性件23的弹力大小。
参照图2和图3,为了检测弹性件23的弹力大小,固定套21内设置有测力组件6,测力组件6包括压块61、压力传感器62,压力传感器62放置在固定套21靠近调节块4的端部,压力传感器62电性连接于仪器装置1。压块61位于弹性件23与压力传感器62之间,压块61抵触于压力传感器62,弹性件23远离滑杆22的一端固定连接于压块61,弹性件23挤压在滑杆22与压块61之间。
弹性件23对压块61施加弹性力,导致压块61对压力传感器62施加压力,压力传感器62检测到的压力等于弹性件23的弹力,压力传感器62将检测到的压力数值通过电信号传递给仪器装置1,仪器装置1经过计算得出弹性件23的压缩量,即可得出异物的大小,将异物大小的计算结果与超声波检测的结果进行对比校准,提高了对管道的缺陷检测的精确性。
参照图3,为了提高弹性件23压缩或伸长时的稳定性,压块61上固定连接有导向杆63,滑杆22沿自身的轴向开有导向槽221,导向杆63的一端插设在导向槽221内,导向杆63与滑杆22滑动配合。弹性件23套设在导向杆63的外侧。
导向杆63对弹性件23起到支撑和导向的作用,提高了弹性件23压缩或伸长时的稳定性。另外,导向杆63对滑杆22具有导向的作用,提高了滑杆22滑移时的稳定性。
参照图1,固定套21的轴线呈倾斜设置,固定套21的轴线与仪器装置1移动的方向之间的夹角为锐角。分布于仪器装置1移动方向的两个固定套21靠近仪器装置1的端部相互靠近,远离仪器装置1的端部相互远离,提高了仪器装置1的稳定性。
位于仪器装置1的移动方向前端的滚轮3抵触于管道内的异物时,由于滑杆22呈倾斜设置,异物对滚轮3的施力方向与滑杆22的倾斜方向偏差较小,便于滑杆22的伸缩,减小了位于仪器装置1移动方向前端的滑杆22发生卡顿的可能性,从而便于位于前端的滚轮3滚动经过异物。
但是,位于仪器装置1的移动方向后端的滑杆22的倾斜方向与前端的滑杆22的倾斜方向相反,使得后端的滚轮3受到的异物的施力方向与后端的滑杆22的倾斜方向偏差较大,进而使得位于后端的滑杆22和滚轮3容易卡顿。
参照图1和图2,为了减小位于仪器装置1移动方向后端的滚轮3发生卡顿的可能性,分布于仪器装置1移动方向的两个滑杆22之间连接有联动组件7。
参照图2,联动组件7包括第一联动齿条71、第二联动齿条72、第一联动齿轮73、第二联动齿轮74、联动轴75。分布于仪器装置1移动方向的两个滑杆22,其中一个滑杆22上连接有第一连接杆76,另一个滑杆22上连接有第二连接杆77。第一联动齿条71固定连接于第一连接杆76,第二联动齿条72固定连接于第二连接杆77。第一连接杆76和第二连接杆77均为L型设置。第一联动齿条71和第二联动齿条72分布于不同的平面内。
参照图1和图2,联动轴75的轴线垂直于仪器装置1的移动方向,联动轴75与仪器装置1之间具有间距。联动轴75的两端分别转动连接有连接板78,连接板78固定在仪器装置1上。第一联动齿轮73和第二联动齿轮74均同轴固定在联动轴75上。
参照图2,第一联动齿条71与第一联动齿轮73相啮合,第二联动齿条72与第二联动齿轮74相啮合。第一联动齿条71的齿背离仪器装置1设置,使得第一联动齿条71啮合于第一联动齿轮73靠近仪器装置1的一侧。第二联动齿条72的齿朝向仪器装置1设置,使得第二联动齿条72啮合于第二联动齿轮74远离仪器装置1的一侧。
联动轴75转动时,第一联动齿轮73和第二联动齿轮74同步转动,第一联动齿条71和第二联动齿条72同时靠近仪器装置1移动或同时远离仪器装置1移动。
第一联动齿条71通过第一连接杆76带动对应的滑杆22移动,第二联动齿条72通过第二连接杆77带动对应的滑杆22移动,滑杆22带动滚轮3移动,使得沿仪器装置1的移动方向分布的两个滚轮3同步伸缩,减小了位于仪器装置1移动方向后端的滑杆22和滚轮3发生卡顿的可能性,进一步提高了仪器装置1移动时的稳定性。
参照图2和图4,为了提高第一联动齿条71的稳定性,仪器装置1上固定连接有四个支撑块8,支撑块8与第一联动齿条71一一对应,支撑块8的上表面平行于第一联动齿条71的长侧边,支撑块8的上表面沿第一联动齿条71的长度方向开有滑移槽81,第一联动齿条71滑移在滑移槽81内。支撑块8为第一联动齿条71提供支撑,第一联动齿条71与支撑块8滑动配合,提高了第一联动齿条71的稳定性。
参照图2和图4,为了提高第二联动齿条72的稳定性,第二联动齿条72的两侧分别固定连接有滑移杆9,滑移杆9平行于第二联动齿条72,仪器装置1上连接有与滑移杆9一一对应的支撑杆91,支撑杆91的顶壁平行于滑移杆9的长侧边,滑移杆9滑动贴合于支撑杆91的顶壁。支撑杆91为第二联动齿条72提供支撑,提高了第二联动齿条72的稳定性。
本申请实施例一种压力管道超声波检测装置的实施原理为:仪器装置1在管道内移动时,当滚轮3触碰到管道内异物时,异物将滚轮3朝向仪器装置1挤压,滚轮3朝向靠近仪器装置1的方向收缩,滚轮3带动滑杆22收缩,通过第一连接杆76、第一联动齿条71、第一联动齿轮73、联动轴75、第二联动齿轮74、第二联动齿条72、第二连接杆77的联动配合,使得沿仪器装置1移动方向分布的两个联滑杆22同步收缩,进而沿移动方向排列的两个滚轮3同步收缩。当沿移动方向排雷的两个滚轮3均通过异物后,该两个滚轮3在联动组件7的作用下同步伸长,滚轮3再次抵触于管道内壁。通过伸缩组件2、联动组件7、滚轮3的相互配合,减小了仪器装置1移动时发生卡顿的可能性,从而提高了仪器装置1对管道检测的效率。
本申请实施例还公开一种压力管道超声波检测装置的检测方法。
压力管道超声波检测装置的检测方法包括以下步骤:
S1、移动:将仪器装置1在管道内移动,滚轮3抵触于管道的内壁,八个滚轮3对仪器装置1提供支撑,使得仪器装置1维持在管道的轴线附近,提高仪器装置1超声波检测的精确性。
S2、检测:仪器装置1在移动的过程中对管道进行超声波检测。
S3、收缩:当滚轮3触碰到管道内壁粘附的异物时,滚轮3朝向靠近仪器装置1的方向进行收缩,使得滚轮3在异物上滚动,仪器装置1检测到异物的位置和大小信息。通过联动组件7的相互配合,分布于仪器装置1移动方向的两个滚轮3同步收缩,便于滚轮3经过异物。
滚轮3在异物上滚动时,弹性件23压缩,压力传感器62检测到弹性件23的弹力,压力传感器62将检测数值通过电信号传递给仪器装置1,仪器装置1进行计算后得出异物的大小。
S4、伸长:滚轮3经过异物后,伸缩组件2驱动滚轮3朝向远离仪器装置1的方向进行伸长,通过联动组件7的相互配合,分布于仪器装置1移动方向的两个滚轮3同步伸长,使得滚轮3再次抵触于管道内壁。
此时,仪器装置1将通过压力传感器62检测数值计算的异物大小与超声波检测的异物大小进行对比校准,提高了仪器装置1检测的精确性。
S5、持续检测:仪器装置1继续移动,并继续对管道进行检测。
本申请实施例一种压力管道超声波检测装置的检测方法的实施原理为:压力管道超声波检测装置的检测方法为移动→检测→收缩→伸长→持续检测,首先将仪器装置1放置在管道内并沿管道的轴向移动,仪器装置1移动的过程中对管道进行超声波检测。当滚轮3抵触到管道内壁粘附的异物时,滚轮3进行收缩,在联动组件7的作用下,分布于仪器装置1移动方向的两个滚轮3同步收缩。
仪器装置1利用超声波检测到异物的位置和大小信息,同时压力传感器62检测弹性件23的弹力大小,仪器装置1通过弹性件23的弹力大小计算得出异物的大小信息,以此对超声波检测的异物大小信息进行校准。
滚轮3经过异物后,伸缩组件2驱动滚轮3朝向远离仪器装置1的方向伸长,在联动组件7的作用下,分布于仪器装置1移动方向的两个滚轮3同步伸长,滚轮3再次抵触于管道内壁,从而便于仪器装置1对管道进行持续检测,提高了检测的效率。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。