CN114216957A - 一种管道扫查装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道扫查装置，包括第一固定支撑环、第一传动机构、传感器支撑环、滑动机构、第二传动机构、减震机构和第二固定支撑环；第一固定支撑环、传感器支撑环和第二固定支撑环构成检测环组，第一固定支撑环和第二固定支撑环两侧以固定待检测管道，传感器支撑环上沿管壁圆周方向布设有足够传感器用于扫查管道；滑动机构由分别设置在检测环组的上、下方的两部分构成，由传感器支撑环通过减震机构与二者形成可移动连接；第一传动机构检测环组连接，第二传动机构分别与第一传动机构连接，实现传感器支撑环在其轴线方向往复移动；与目前人工手持传感器检测的方法相比，该管道扫查装置具有高效，准确完成对管道的扫查工作的特点。

Description

一种管道扫查装置

技术领域

本发明涉及管道无损检测领域，特别涉及一种管道扫查装置。

背景技术

在石油、化工、电力等行业，均存在大量的、规格众多的金属管道，有的管道由于高温高压的环境、自身运载有毒或放射性物质以及自身结构等原因而承受着腐蚀、破裂和其它一些损坏。这些损坏极易造成泄漏，引起人员伤亡、火灾爆炸等事故发生，因此必须对这些管道内部缺陷进行检测。目前，在管道外部对管道内部缺陷检测多是依靠人工单点检测，具有检测效率低，工作强度大以及存在安全隐患等问题。此外，在管道外壁快速检测机构中多是单个探头对管道局部区域进行检测，应用范围小，不能满足对管道的无盲点检测，在实际应用中很难满足使用要求。因此能够实现对管道内部缺陷无盲点扫查的管道外壁检测机构存在大量的需求。

目前，管道外壁检测机构大致可以分为一下几种：气动蠕动式，此类装置运动采用蠕动方式。通过气缸与夹紧机构动作配合及先后顺序，可实现机构的往复运动，且过程中保证至少有一对手爪夹紧管道；关节式，此类装置由一系列转动和移动关节组成，通过夹持管道实现在管道上的行走；内框螺旋式，此类装置由圆柱框架和三台均布的相同小车组成。车轮抱紧管壁后，通过驱动车轮实现装置螺旋上升或下降。其中，已公开专利CN202593668U公开了一种管外行走机器人机械结构，已公开专利CN208239365U公开了一种基于相控阵双探头的管道扫查装置，已公开专利CN109668964A公开了一种管道扫查架，上述已公开专利均公开了一种管道外壁扫查机构，其中前两个已公开专利中的机构只能对管道进行直线扫查，第三个已公开专利中的机构只能完成对管道的圆周式扫查，它们均不能完成对一定区间内管道的无盲点扫查工作，从而容易产生对管道检测不全面以及检测效率较低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现传感器柔性化布局、且能够有效提高对管道内部表面缺陷检测的速度和效率的管道扫查装置。

为此，本发明技术方案如下：

一种管道扫查装置，包括第一固定支撑环、第一传动机构、传感器支撑环、滑动机构、第二传动机构和第二固定支撑环；其中，

第一固定支撑环、传感器支撑环和第二固定支撑环依次间隔排列且相互平行放置，并保持三者的中轴线相互重合，构成检测环组；第一固定支撑环与第二固定支撑环相同，二者均由环形本体和若干个垫块构成；若干个垫块沿环形本体圆周方向设置并可拆卸地固定在其一侧板面上，且各垫块在环形板体的径向方向上位置可调，使第一固定支撑环和第二固定支撑环能够通过沿周向设置的垫块固定在待检测管体外壁上；传感器支撑环包括能够对合形成环形板体的左支撑半圆环体和右支撑半圆环体，以及沿环形板体的圆周方向均布设置的若干个传感器；每个传感器以其信号探测端的轴线方向垂直于环形板体中轴线的方式设置，并保持各传感器的探测端与环形板体中轴线的距离一致；传感器的数量与管道外径相匹配，使全部传感器的探测范围能够完整覆盖待检测管道一周；

滑动机构由两块条形板构成，二者以其长边方向平行于检测环组轴线方向的方式分别竖向设置在检测环组的上方和检测环组的下方；第一固定支撑环和第二固定支撑环的顶端分别固定在其上方条形板的两端，第一固定支撑环和第二固定支撑环的底端分别固定在其下方条形板的两端；传感器支撑环的顶端和底端分别可往复移动的设置在两块条形板上；

第一传动机构由两套丝杠组件构成，二者对称设置在检测环组的两侧；每套丝杠组件的螺母固定在传感器支撑环的环侧，丝杠的两端分别可转动地固定在第一固定支撑环和第二固定支撑环的环侧；

第二传动机构分别与第一传动机构中的两个丝杠连接，以同步驱动两个丝杠同步且同向转动。

进一步地，第二传动机构包括两条竖向同步带、两个同步带轮架、一个第一同步带轮、一个驱动装置、一条横向同步带、一个双联同步带轮和两个第二同步带轮；其中，两个同步带轮架对称设置在第一固定支撑环两侧，每个同步带轮架的顶端固定在第一固定支撑环上、底端位于同侧的丝杠下方；第一同步带轮和双联同步带轮分别可转动地固定在两个同步带轮架的底端，且二者之间通过横向同步带相连接形成带传动；驱动装置安装在第一同步带轮的中心孔内以驱动第一同步带轮转动；两个第二同步带轮分别固定在两个丝杠的端部以带动两个丝杠同步转动，且二者之间通过一条竖向同步带相连接形成带传动；双联同步带轮与位于同一侧的第二同步带轮之间通过另一条竖向同步带相连接形成带传动；其中，驱动装置为手轮或手动摇把，也可以根据检测需要选用电机(如石油领域需要防爆电机)。

进一步地，该管道扫查装置还包括减震组件，其由具有相同结构的上减震组和下减震组构成；上减震组和下减震组分别固定在传感器支撑环的顶部和底部，且二则均由两个呈对称设置的减震结构构成；各减震组中的两个减震结构对称设置的减震结构夹设在条形板两侧，并与条形板板面并以滚动摩擦的方式相接触。

进一步地，减震结构包括轴承固定支架、减震弹簧组、轴承支撑辊和滚动轴承；轴承固定支架为由顶板、侧板和底板依次连接形成的U形架，且在其顶板中心处沿垂直于侧板的方向开设有条形通孔，在其底板的上板面中心处沿垂直于侧板的方向开设有条形凹槽；滚动轴承插装在U形架的顶板和底板之间且其轴承外圈外露于轴承固定支架外侧；轴承支撑辊为一根两端径向截面为矩形、中部径向截面为圆形的杆体，其穿装并固定在滚动轴承的中心孔内，且两端分别位于U形架的顶板的条形通孔内和其底板的条形凹槽内；减震弹簧组由两根减震弹簧构成；其中一根减震弹簧设置在顶板的条形通孔内且两端分别固定在条形通孔孔壁和轴承支撑辊的顶端侧壁上，另一根减震弹簧设置在底板的条形凹槽内且两端分别固定在凹槽槽壁和轴承支撑辊的底端侧壁上；轴承固定支架的底板底面上对称设置有两个连接部，以固定在传感器支撑环上。

进一步地，减震结构包括牛眼轮、上固定支架、第二减震弹簧组和下固定支架；其中，上固定支架由第一竖板和自第一竖板一侧板面凸起的十字形凸台构成，将该侧板面的四个顶角处分隔成四个弹簧安装槽；下固定支架由第二竖板和对称固定在第二竖板底面的两块连接板构成，且第二竖板与第一竖板相互平行且呈间隔设置；第二减震弹簧组由四根减震弹簧构成，其分别设置在上固定支架的四个弹簧安装槽内，且两端分别固定在第一竖板和第二竖板的对侧板面上；牛眼轮居中固定在上固定支架的另一侧板面上。

进一步地，在环形本体的一侧板面上沿圆周方向均布开设有多个通槽，且在通槽的槽底开设有多对自弧形固定板的内周面朝向其外周面呈间隔状开设有多对贯通板面的通孔，垫块上开设有一对固定孔，使其通过两个相配合的螺栓可拆卸地固定在通槽的任意一对通孔内，以调整垫块露出环形本体内周面的距离。

进一步地，在第一固定支撑环和第二固定支撑环的环形本体上部外侧边缘处均对称加装由两个把手。

进一步地，检测环组的内径大于待检测管道的外径5～15mm。

进一步地，在第一固定支撑环和第二固定支撑环的环形本体内板面上的顶部和底部各对称设置有两组缓冲垫；缓冲垫采用厚度在3～5mm的圆形橡胶垫。

进一步地，环形本体由均分为四份的四块弧形固定板首尾依次连接形成；两块弧形固定板之间通过一个固定板连接件连接固定为一体，形成左固定半环体，另外两块弧形固定板之间通过另一个固定板连接件连接固定为一体，形成右固定半环体；左固定半环体和右固定半环体的上连接端对称固定在一个轨道连接件的两侧，二者的下连接端对称固定在另一个轨道连接件的两侧；左支撑半圆环体和右支撑半圆环体均由两块弧形支撑板构成，且两块弧形支撑板通过支撑板连接件以螺栓连接的方式连接固定为一体，形成半环体；左支撑半圆环体和右支撑半圆环体的上连接端和下连接端分别通过两个第二支撑连接件相连接。

进一步地，在每块弧形支撑板上设置有一个过线槽，使位于同一块弧形支撑板上的三个传感器的信号线均收集在过线槽内。

进一步地，轨道连接件由对开的两个竖板构成，条形板由对开的两个条形薄板构成，每个竖板分别开拆卸地固定在同侧支撑半圆环体的端部和同侧条形薄板上；在一个条形薄板的对合面上对称设置由两个定位柱，在另一个条形薄板的对合面上一一对应地对称设置由两个定位槽，使两个条形薄板通过将一个条形薄板的两个定位柱分别装配在两个定位槽内实现二者的整齐对合。

与现有技术相比，该管道扫查装置设计了检测环组结构，其由位于两侧以固定待检测管道的固定支撑环和沿管壁圆周方向布设有足够传感器的传感器支架环构成，同时，采用丝杠、带传动等机构的组合构建同步传动系统，通过采用手动或电动的方式来驱动同步带传动，进而带动两个丝杠组件同步转动，再由丝杠驱动丝杠螺母带动传感器支架环沿待检测管道的轴线方向平动，从而完成对管道的扫查工作；与目前人工手持传感器检测的方法相比，该扫查机构具有高效，准确完成对管道的扫查工作的特点。

附图说明

图1为本发明的实施例1的管道扫查装置的结构示意图；

图2为本发明的实施例1的管道扫查装置的局部结构示意图；

图3为本发明的实施例1的管道扫查装置的传感器支撑环的结构示意图；

图4为本发明的实施例1的管道扫查装置的滑动机构的结构示意图；

图5(a)为本发明的实施例1的管道扫查装置的减震结构的结构示意图；

图5(b)为本发明的实施例2的管道扫查装置的减震结构的结构示意图；

图6为本发明的实施例2的管道扫查装置的结构示意图；

图7为本发明的实施例1的管道扫查装置在使用状态下的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

实施例1

如图1所示，该管道扫查装置包括第一固定支撑环1、第一传动机构2、传感器支撑环3、滑动机构4、第二传动机构5、减震组件6和第二固定支撑环7；其中，

第一固定支撑环1、传感器支撑环3和第二固定支撑环7依次间隔排列且相互平行放置，并保持三者的中轴线相互重合，构成检测环组；检测环组的内径与待检测管道的外径相匹配；在本实施例中，检测环组的内径大于待检测管道的外径10mm；

如图2所示，第一固定支撑环1和第二固定支撑环7结构和尺寸完全相同；以第一固定支撑环1为例对二者的结构进行说明：

第一固定支撑环1包括环形本体1a和八个垫块1b；其中，

环形本体1a为一块外周为八边形、内周为圆形的环形板体；在本实施例中，基于其自身体积较大，不适宜一体成型制造而成，同时为了便于发生损坏时采用局部更换的方式更利于节约成本，因此，环形本体1a采用分体式结构组装而成；具体地，

环形本体1a均分为四份的弧形固定板首尾依次连接形成；其中，两块弧形固定板之间通过一个固定板连接件1e以螺栓连接的方式连接固定为一体，形成左固定半环体，另环形本体1a由外两块弧形固定板之间通过另一个固定板连接件1e以螺栓连接的方式连接固定为一体，形成右固定半环体；左固定半环体和右固定半环体的上连接端对称固定在一个轨道连接件1f的两侧，二者的下连接端对称固定在另一个轨道连接件1f的两侧；

在每块弧形固定板的一侧板面上均布开设有两个用于设置垫块1b的通槽，且在通槽的槽底开设有多对贯通板面的通孔；多对通孔沿环形本体1a的径向开设，垫块1b上开设有一对固定孔，使其通过两个相配合的螺栓可拆卸地固定在通槽的任意一对通孔内，以对垫块1b相对于弧形固定板的内弧面外露的长度进行调节，进而在实际使用时，通过调节垫块1b在弧形固定板上的位置，实现环形本体1a内径的微调，以保证第一固定支撑环1通过八个垫块1b固定在待检测管体的外壁上；其中，垫块1b优选设置在不与传感器支撑环3相对的一侧板面上；

另外，在每块弧形固定板的板面上且靠近外周面处开设有传动板安装槽；

作为本实施例的一个优选技术方案，在环形本体1a上部外侧边缘上对称加装由两个把手1d，便于环形本体1a组装以及装置使用时便于整体搬运和拆装；

如图3所示，传感器支撑环3包括左支撑半圆环体3a、右支撑半圆环体3b 和十二个传感器3e；其中，

左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b能够对合形成一块内周和外周均为圆形的环形板体；

十二个传感器3e沿环形板体的圆周方向均布设置，每个传感器3e均以其信号探测端的轴线方向垂直于环形板体中轴线的方式设置，并保持各传感器3e的探测端与环形板体中轴线的距离一致；该布局方式能够保证待测管道居中位于检测环组内时，十二个传感器3e沿管道外壁呈360度均匀布局；

传感器的数量与管道外径相匹配，以保证全部传感器的探测范围能够覆盖待检测管道一周而没有盲点；因此，在本实施例中，基于待检测管体的外径，传感器的数量设置为十二个；

在本实施例中，同样基于环形板体的自身体积较大，不适宜一体成型制造而成，同时为了便于发生损坏时采用局部更换的方式更利于节约成本，因此，左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b均采用分体式结构组装而成；具体地，

左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b均由两块弧形支撑板构成，且两块弧形支撑板通过支撑板连接件3d以螺栓连接的方式连接固定为一体，形成半环体；左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b的上连接端和下连接端分别通过两个第二支撑连接件3f相连接；

十二个传感器3e均分四组，每块弧形支撑板上均布安装有三个传感器；同时，为了便于集线，在每个弧形支撑板的中间位置处还设置有一个过线槽3c，使其上的三个传感器的信号线均收集在过线槽3c内，同时，过线槽侧面设有用于固定传感器的信号线的开孔；使用时，自过线槽3c中引出连接端，与外部信号采集设备相连接；

作为本实施例的一个优选技术方案，由于在实际使用过程中，传感器支撑环 3在第一固定支撑环1和第二固定支撑环7之间往复运动，因此，为了避免传感器支撑环3与第一固定支撑环1之间、和/或传感器支撑环3与第二固定支撑环7 之间发生碰撞，在第一固定支撑环1和第二固定支撑环7的环形本体内板面上的顶部和底部各对称设置有两组缓冲垫1g；具体地，缓冲垫1g为厚度在3～5mm 的圆形隔热橡胶垫。

如图1所示，第一传动机构2由两套梯形丝杠组件构成，二者对称设置在检测环组的两侧；具体地，每套梯形丝杠组件由梯形螺母2a和梯形丝杠2b构成；在第一固定支撑环1、传感器支撑环3和第二固定支撑环7上位于同侧的两个固定板连接件1e和一个支撑板连接件3d均沿检测环组的轴线方向开设有安装通孔；梯形螺母2a套装并固定在支撑板连接件3d的安装通孔内，实现将其与传感器支撑环3连接固定为一体；而与梯形螺母2a相配合的梯形丝杠2b的两端分别通过旋转轴承可转动地固定在两个固定板连接件1e的安装通孔内，且位于第一固定支撑环1侧的端部伸出至安装通孔外部，作为传动连接端；

如图4所示，滑动机构4由两块条形板4a构成，二者以其长边方向平行于检测环组轴线方向的方式分别竖向设置在检测环组的上方和检测环组的下方；其中，每块条形板4a的两端均沿宽度方向延伸形成限位端4c，且限位端4c上开设有通孔，使第一固定支撑环1和第二固定支撑环7分别通过位于环形本体1a上端的轨道连接件1f以螺钉连接的方式固定在位于检测环组的上方的条形板4a的两个限位端处，并分别通过位于环形本体1a下端的轨道连接件1f以螺钉连接的方式固定在位于检测环组的下方的条形板4a的两个限位端处；

在本实施例中，基于第一固定支撑环1和第二固定支撑环7自身体积大、装配不便的考虑，轨道连接件1f由对开的两个矩形竖板构成，条形板4a由对开的两个条形薄板构成；装配时，每个矩形竖板先通过螺钉固定在位于同侧的支撑半圆环体的端部，再通过螺钉与位于同侧的条形薄板固定，最后通过将两个条形薄板对合并螺钉固定为一体，完成两个固定支撑环的装配；

作为本实施例的一个优选技术方案，为了保证两个条形薄板对合的整齐度，在一个条形薄板的对合面上对称设置由两个定位柱4b，在另一个条形薄板的对合面上一一对应地对称设置由两个定位槽；当将两个条形薄板对合时，通过将一个条形薄板的两个定位柱分别装配在两个定位槽内实现二者的整齐对合；

如图2所示，第二传动机构5包括两条竖向同步带5a、两个同步带轮架5b、一个第一同步带轮5c、一个摇把5d、一条横向同步带5e、一个双联同步带轮5f 和两个第二同步带轮5g；其中，

同步带轮架5b为条形板，两个同步带轮架5b对称设置在第一固定支撑环1 的外侧板面处，且其顶端通过螺钉固定在位于第一固定支撑环1下侧且呈对称设置的两个传动板安装槽内，使其底端位于同侧的梯形丝杠2b的传动连接端下方；

第一同步带轮5c和双联同步带轮5f分别通过一个圆柱形连接件可转动地固定在两个同步带轮架5b的底端；具体地，圆柱形连接件以其轴线平行于检测环组的方式设置，且其一端通过螺栓固定在相应的同步带轮架5b的底端、另一端插装并固定在第一同步带轮5c或双联同步带轮5f的中心孔内；同时，第一同步带轮5c和双联同步带轮5f之间通过横向同步带5e相连接，使第一同步带轮5c 和双联同步带轮5f之间形成带传动；

摇把5d的连接端安装在第一同步带轮5c的中心孔内，实现通过转动摇把5d 驱动第一同步带轮5c转动，进而带动双联同步带轮5f与第一同步带轮5c同步转动；

两个第二同步带轮5g分别套装并固定在两个梯形丝杠2b的传动连接端，同时，第一同步带轮5c与位于同一侧的第二同步带轮5g之间通过一条竖向同步带 5a相连接，使二者之间形成带传动，实现由第一同步带轮5c带动第二同步带轮 5g同步转动；双联同步带轮5f与位于同一侧的第二同步带轮5g之间通过另一条竖向同步带5a相连接，使二者之间形成带传动，实现由双联同步带轮5f带动第二同步带轮5g同步转动；进而，两个第二同步带轮5g带动两个梯形丝杠2b同步转动，以驱动梯形螺母2a带动传感器支撑环3沿检测环组的轴线方向运动；

如图3所示，减震组件6由上减震组和下减震组构成，二者结构相同；以上减震组为例对其结构进行说明：

上减震组设置在传感器支撑环3的环形体与第二支撑连接件3f之间，具体地，上减震组由两个呈对称设置的减震结构构成；

如图5a所示，每个减震结构包括轴承固定支架6a、减震弹簧组6b、轴承支撑辊6c和滚动轴承6d；轴承固定支架6a为由顶板、侧板和底板依次连接形成的 U形架，且在其顶板中心处沿垂直于侧板的方向开设有条形通孔，在其底板的上板面中心处沿垂直于侧板的方向开设有条形凹槽；滚动轴承6d插装在U形架的顶板和底板之间且其轴承外圈外露于轴承固定支架6a外侧；轴承支撑辊6c为一根两端径向截面为矩形、中部径向截面为圆形的杆体，其穿装并固定在滚动轴承 6d的中心孔内，且两端分别位于U形架的顶板的条形通孔内和其底板的条形凹槽内；减震弹簧组6b由两根减震弹簧构成；其中一根减震弹簧设置在顶板的条形通孔内且两端分别固定在条形通孔孔壁和轴承支撑辊6c的顶端侧壁上，使轴承支撑辊6c的顶端能够在弹簧的作用下沿垂直于侧板的方向往复运动；另一根减震弹簧设置在底板的条形凹槽内且两端分别固定在凹槽槽壁和轴承支撑辊6c 的底端侧壁上，使轴承支撑辊6c的底端能够在弹簧的作用下沿垂直于侧板的方向往复运动；基于此，该减震结构能够使滚动轴承6d在轴承固定支架6a内沿垂直于侧板的方向往复运动；

轴承固定支架6a的底板底面上对称设置有两个连接部，使两个减震结构能够通过螺钉以二者滚动轴承6d相对且留有间隙的方式分别固定在左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b的上连接端处；第二支撑连接件3f通过螺钉固定在两个减震结构的轴承固定支架6a的顶板上，使左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b上部相连接；

同样地，下减震组由两个呈对称设置的减震结构构成，二者通过螺钉以二者滚动轴承6d相对且留有间隙的方式倒向设置并分别固定在左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b的下连接端处；第二支撑连接件3f通过螺钉固定在两个减震结构的轴承固定支架6a的顶板上，使左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b 的下部相连接。

使用时，上减震组夹设在位于检测环组上方的条形板4a两侧，其两个滚动轴承6d与条形板4a的两侧板面相接触；下减震组夹设在位于检测环组下方的条形板4a两侧，其两个滚动轴承6d与条形板4a的两侧板面相接触；正常状态下，滚动轴承6d沿自身轴线转动，而当滚动轴承6d承受到水平方向的力的变化时，可以通过减震弹簧来对滚动轴承的水平方向进行距离调节，进而保证传感器支架环3的平稳移动。

在本实施例中，基于抗信号干扰的考虑，该管道扫查装置中，环形本体1a、左支撑半圆环体3a、右支撑半圆环体3b、过线槽3c、第二支撑连接件3f、同步带轮架5b、轴承固定支架6a、轴承支撑辊6c和用于连接固定的螺栓均采用聚氧化聚甲醛(pom)制成；固定板连接件1e、轨道连接件1f、支撑板连接件3d、滑动机构4均采用玻璃纤维制成。

实施例2

该管道扫查装置与实施例1的管道扫查装置的结构组成基本相同，不同之处在于：在本实施例中，将减震组件采用另一种结构进行替换，具体地，该减震组件同样由上减震组和下减震组构成，二者结构相同；

以上减震组为例对其结构进行说明：上减震组设置在传感器支撑环3的环形体与第二支撑连接件3f之间，具体地，上减震组由两个呈对称设置的减震结构构成；如图5b所示，每个减震结构包括牛眼轮6d、上固定支架6e、第二减震弹簧组6f和下固定支架6g；其中，上固定支架6e由第一竖板和自第一竖板一侧板面凸起的十字形凸台构成，将该侧板面的四个顶角处分隔成四个弹簧安装槽；下固定支架6g由第二竖板和对称固定在第二竖板底面的两块连接板6h构成，且第二竖板与第一竖板相互平行且呈间隔设置；第二减震弹簧组6f由四根减震弹簧构成，其分别设置在上固定支架6e的四个弹簧安装槽内，且两端分别固定在第一竖板和第二竖板的对侧板面上；牛眼轮6d居中固定在上固定支架6e的另一侧板面上；

两个减震结构以二者牛眼轮6d相对且留有间隙的方式设置，并分别通过各自下固定支架6g底部的两块连接板6h采用螺钉连接的方式固定在左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b的上连接端处；第二支撑连接件3f通过螺钉固定在两个减震结构的下固定支架6g顶面上，使左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b 上部相连接；同样地，下减震组由两个呈对称设置的减震结构构成，二者以牛眼轮6d相对且留有间隙的方式倒向设置，并分别通过各自下固定支架6g底部的两块连接板6h采用螺钉连接的方式固定在左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b 的下连接端处；第二支撑连接件3f通过螺钉固定在两个减震结构的下固定支架 6g顶面上，使左支撑半圆环体3a和右支撑半圆环体3b下部相连接。

使用时，上减震组中两个减震结构的牛眼轮夹设在位于检测环组上方的条形板4a两侧，并与条形板4a的板面相接触；下减震组中两个减震结构的牛眼轮夹设在位于检测环组下方的条形板4a两侧，并与条形板4a的板面相接触；当牛眼轮6d承受到水平方向的力的变化时，可以通过减震弹簧组调节水平方向上的位置，进而保证传感器支架环3的平稳移动。

其中，在本实施例中，基于抗信号干扰的考虑，上固定支架6e和下固定支架6g采用聚氧化聚甲醛(pom)制成。

与实施例1的减震机构相比，实施例2的减震机构中采用牛眼轮替换滚动轴承，不仅能够减轻减震机构的重量，同时，相对于滚动轴承来说，牛眼轮是一个万向轮，其相对于条形板4a往复运动时更为平稳。

实施例3

如图6所示，该管道扫查装置与实施例1的管道扫查装置的结构组成基本相同，不同之处在于：在本实施例中，将第二传动机构5中的摇把5d替换为防爆电机5k，同时，在设置防爆电机5k一侧的同步带轮架5b底端通过螺栓安装固定有U形法兰支架5j，使防爆电机5k以其输出轴轴线与实施例1中摇把5d连接端的轴线一致的方式固定在U形法兰支架5j上，并将其输出轴安装固定在第一同步带轮5c的中心孔内，实现利用防爆电机5k驱动第一同步带轮5c转动；

与实施例1的手动驱动相比，实施例2采用防爆电机5k驱动第一同步带轮能够进一步提升传感器支架环3运行的平稳性。

如图7所示，该管道扫查装置的使用方法如下：

S1、利用第一固定支撑环和第二固定支撑环上的把手，将该装置吊装或搬运至待检测管道处，并套装在待检测管道外侧；其中，由于管道温度比较高，因此在上述步骤前先再管道外壁上包覆有一层隔热层；

S2、根据待检测管道的外径调整第一固定支撑环和第二固定支撑环的各垫块的位置，使第一固定支撑环和第二固定支撑环能够刚好夹设并固定在待检测管道的外壁上；

S3、将传感器支撑环上各传感器的信号传输线穿过相应集线槽后与外部信号采集设备完成连接；

S4、通过摇把或者电机驱动传感器支架环3沿待测管道轴向从装置的一端平稳移动至装置的另一端，由传感器采集相应信号，扫查运动速度范围在 1mm/s～30mm/s。

其中，传感器具体可采用涡流传感器，其通过持续向检测管道发射电压信号或电流信号，以得到扫查路径上的反馈电压信号或反馈电流信号，从而通过分析反馈的电压信号或电流信号的变化趋势来识别出检测管道内部特征；在使用过程中，传感器支架环3在移动过程中实现对感应电流信号的采集，进而对管道的内壁缺陷指标进行评价。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道扫查装置，其特征在于，包括第一固定支撑环(1)、第一传动机构(2)、传感器支撑环(3)、滑动机构(4)、第二传动机构(5)和第二固定支撑环(7)；其中，

第一固定支撑环(1)、传感器支撑环(3)和第二固定支撑环(7)依次间隔排列且相互平行放置，并保持三者的中轴线相互重合，构成检测环组；第一固定支撑环(1)与第二固定支撑环(7)相同，二者均由环形本体和若干个垫块(1b)构成；若干个垫块(1b)沿环形本体圆周方向设置并可拆卸地固定在其一侧板面上，且各垫块(1b)在环形板体的径向方向上位置可调，使第一固定支撑环(1)和第二固定支撑环(7)能够通过沿周向设置的垫块固定在待检测管体外壁上；传感器支撑环(3)包括能够对合形成环形板体的左支撑半圆环体(3a)和右支撑半圆环体(3b)，以及沿环形板体的圆周方向均布设置的若干个传感器(3e)；每个传感器(3e)以其信号探测端的轴线方向垂直于环形板体中轴线的方式设置，并保持各传感器(3e)的探测端与环形板体中轴线的距离一致；传感器(3e)的数量与管道外径相匹配，使全部传感器的探测范围能够完整覆盖待检测管道一周；

滑动机构(4)由两块条形板(4a)构成，二者以其长边方向平行于检测环组轴线方向的方式分别竖向设置在检测环组的上方和检测环组的下方；第一固定支撑环(1)和第二固定支撑环(7)的顶端分别固定在其上方条形板(4a)的两端，第一固定支撑环(1)和第二固定支撑环(7)的底端分别固定在其下方条形板(4a)的两端；传感器支撑环(3)的顶端和底端分别可往复移动的设置在两块条形板(4a)上；

第一传动机构(2)由两套丝杠组件构成，二者对称设置在检测环组的两侧；每套丝杠组件的螺母(2a)固定在传感器支撑环(3)的环侧，丝杠(2b)的两端分别可转动地固定在第一固定支撑环(1)和第二固定支撑环(7)的环侧；

第二传动机构(5)分别与第一传动机构(2)中的两个丝杠(2b)连接，以同步驱动两个丝杠(2b)同步且同向转动。

2.根据权利要求1所述的管道扫查装置，其特征在于，第二传动机构(5)包括两条竖向同步带(5a)、两个同步带轮架(5b)、一个第一同步带轮(5c)、一个驱动装置、一条横向同步带(5e)、一个双联同步带轮(5f)和两个第二同步带轮(5g)；其中，两个同步带轮架(5b)对称设置在第一固定支撑环(1)两侧，每个同步带轮架(5b)的顶端固定在第一固定支撑环(1)上、底端位于同侧的丝杠(2b)下方；第一同步带轮(5c)和双联同步带轮(5f)分别可转动地固定在两个同步带轮架(5b)的底端，且二者之间通过横向同步带(5e)相连接形成带传动；驱动装置安装在第一同步带轮(5c)的中心孔内以驱动第一同步带轮(5c)转动；两个第二同步带轮(5g)分别固定在两个丝杠(2b)的端部以带动两个丝杠(2b)同步转动，且二者之间通过一条竖向同步带(5a)相连接形成带传动；双联同步带轮(5f)与位于同一侧的第二同步带轮(5g)之间通过另一条竖向同步带(5a)相连接形成带传动；其中，驱动装置为手轮、手动摇把或电机。

3.根据权利要求1所述的管道扫查装置，其特征在于，还包括减震组件(6)，其由具有相同结构的上减震组和下减震组构成；上减震组和下减震组分别固定在传感器支撑环(3)的顶部和底部，且二则均由两个呈对称设置的减震结构构成；各减震组中的两个减震结构对称设置的减震结构夹设在条形板(4a)两侧，并与条形板板面并以滚动摩擦的方式相接触。

4.根据权利要求3所述的管道扫查装置，其特征在于，减震结构包括轴承固定支架(6a)、减震弹簧组(6b)、轴承支撑辊(6c)和滚动轴承(6d)；轴承固定支架(6a)为由顶板、侧板和底板依次连接形成的U形架，且在其顶板中心处沿垂直于侧板的方向开设有条形通孔，在其底板的上板面中心处沿垂直于侧板的方向开设有条形凹槽；滚动轴承(6d)插装在U形架的顶板和底板之间且其轴承外圈外露于轴承固定支架(6a)外侧；轴承支撑辊(6c)为一根两端径向截面为矩形、中部径向截面为圆形的杆体，其穿装并固定在滚动轴承(6d)的中心孔内，且两端分别位于U形架的顶板的条形通孔内和其底板的条形凹槽内；减震弹簧组(6b)由两根减震弹簧构成；其中一根减震弹簧设置在顶板的条形通孔内且两端分别固定在条形通孔孔壁和轴承支撑辊(6c)的顶端侧壁上，另一根减震弹簧设置在底板的条形凹槽内且两端分别固定在凹槽槽壁和轴承支撑辊(6c)的底端侧壁上；轴承固定支架(6a)的底板底面上对称设置有两个连接部，以固定在传感器支撑环(3)上。

5.根据权利要求3所述的管道扫查装置，其特征在于，减震结构包括牛眼轮(6d)、上固定支架(6e)、第二减震弹簧组(6f)和下固定支架(6g)；其中，上固定支架(6e)由第一竖板和自第一竖板一侧板面凸起的十字形凸台构成，将该侧板面的四个顶角处分隔成四个弹簧安装槽；下固定支架(6g)由第二竖板和对称固定在第二竖板底面的两块连接板(6h)构成，且第二竖板与第一竖板相互平行且呈间隔设置；第二减震弹簧组(6f)由四根减震弹簧构成，其分别设置在上固定支架(6e)的四个弹簧安装槽内，且两端分别固定在第一竖板和第二竖板的对侧板面上；牛眼轮(6d)居中固定在上固定支架(6e)的另一侧板面上。

6.根据权利要求1所述的管道扫查装置，其特征在于，在环形本体的一侧板面上沿圆周方向均布开设有多个通槽，且在通槽的槽底开设有多对自弧形固定板的内周面朝向其外周面呈间隔状开设有多对贯通板面的通孔，垫块上开设有一对固定孔，使其通过两个相配合的螺栓可拆卸地固定在通槽的任意一对通孔内，以调整垫块露出环形本体内周面的距离。

7.根据权利要求1所述的管道扫查装置，其特征在于，在第一固定支撑环(1)和第二固定支撑环(7)的环形本体上部外侧边缘处均对称加装由两个把手。

8.根据权利要求1所述的管道扫查装置，其特征在于，在第一固定支撑环(1)和第二固定支撑环(7)的环形本体内板面上的顶部和底部各对称设置有两组缓冲垫；缓冲垫采用厚度在3～5mm的圆形橡胶垫。

9.根据权利要求1所述的管道扫查装置，其特征在于，环形本体(1a)由均分为四份的四块弧形固定板首尾依次连接形成；两块弧形固定板之间通过一个固定板连接件(1e)连接固定为一体，形成左固定半环体，另外两块弧形固定板之间通过另一个固定板连接件(1e)连接固定为一体，形成右固定半环体；左固定半环体和右固定半环体的上连接端对称固定在一个轨道连接件(1f)的两侧，二者的下连接端对称固定在另一个轨道连接件(1f)的两侧；左支撑半圆环体(3a)和右支撑半圆环体(3b)均由两块弧形支撑板构成，且两块弧形支撑板通过支撑板连接件(3d)以螺栓连接的方式连接固定为一体，形成半环体；左支撑半圆环体(3a)和右支撑半圆环体(3b)的上连接端和下连接端分别通过两个第二支撑连接件(3f)相连接。

10.根据权利要求9所述的管道扫查装置，其特征在于，轨道连接件(1f)由对开的两个竖板构成，条形板(4a)由对开的两个条形薄板构成，每个竖板分别开拆卸地固定在同侧支撑半圆环体的端部和同侧条形薄板上；在一个条形薄板的对合面上对称设置由两个定位柱，在另一个条形薄板的对合面上一一对应地对称设置由两个定位槽，使两个条形薄板通过将一个条形薄板的两个定位柱分别装配在两个定位槽内实现二者的整齐对合。

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