CN114427825B - 一种基于电磁超声技术的大型罐体检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电磁超声技术的大型罐体检测装置，涉及检测设备领域，技术方案为，包括矩形体的主机体，主机体两侧分别设置一个轮式的导向机构，另外平行的两侧对称设置若干踏步式的行走机构，每个行走机构的一侧均连接一个测厚仪，测厚仪为笔式电磁超声测厚仪；导向机构包括车轮，车轮的轮体外侧圆周阵列设置若干磁性的吸附块；主机体包括对称设置的前部和后部，前部和后部之间通过弹性杆连接。本发明的有益效果是：本装置整体体积较小，便于检测人员携带。且本装置可以结合现有的绝大多数笔式电磁超声测厚仪。通过与现有测厚仪检测，形成检测阵列，无须人工攀爬至罐体上便可由本装置携带测厚仪进行罐体的大部分区域检测，减轻了人工作业的负担。

Description

一种基于电磁超声技术的大型罐体检测装置

技术领域

本发明涉及检测设备领域，特别涉及一种基于电磁超声技术的大型罐体检测装置。

背景技术

对于石油化工产业来说，储罐是必不可缺的装置。储罐在使用过程中，最为容易出现损耗的就是罐体自身。根据盛放介质不同，罐壁会出现因为腐蚀等问题的损耗。因此，为了保证生产安全，需要对储罐进行检测。其中，罐壁厚度便是常见的检测元素，通过对于罐体壁厚的检测，来评估罐体的寿命及安全性。

对于罐壁厚度的检测，常见的检测工具为电磁超声测厚仪，检测人员通过手持电磁超声测厚仪，便可对罐体的局部进行检测。这一方式，对于小型罐体的检测操作较为简单。而对于大型罐体来说，则需要预先在罐体外侧搭建脚手架，然后由检测人员攀爬到脚手架上进行检测，由于检测人员需高空作业，具有一定的危险性。且检测完毕后还需要将脚手架拆除，使得检测成本增加。此外，因为检测储罐的检测单位和使用单位通常是分离的，所以整个检测过程的前后协调及检测过程中的作业都非常繁琐。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于电磁超声技术的大型罐体检测装置。

其技术方案为，包括矩形体的主机体，所述主机体平行的两侧分别设置一个轮式的导向机构，另外平行的两侧对称设置若干踏步式的行走机构，每个所述行走机构的一侧均连接一个测厚仪，所述测厚仪为笔式电磁超声测厚仪；

所述导向机构包括车轮，所述车轮的轮体外侧圆周阵列设置若干磁性的吸附块；

每个所述行走机构均包括一个呈踏步式驱动的摆臂，所述摆臂底部一侧设置固定环，所述固定环内套接所述测厚仪；

所述主机体包括对称设置的前部和后部，所述前部和后部之间通过弹性杆连接，所述前部和后部远离所述弹性杆的一端分别设置一个所述导向机构；

所述前部和后部的所述行走机构数量相等。

通过本装置，可以与现有的笔式电磁超声测厚仪相结合，本装置与测厚仪组合后，以测厚仪为摆臂作为驱动的一部分在罐体上行走，因为笔式电磁超声测厚仪为小范围的区域式检测，其可以与上位机无线连接，从而在上位机上展示出对于检测物的检测结果。所以，采用踏步式的行进方式，可以在大型罐体表面随着装置的行走形成检测的点位阵列。

因此笔式电磁超声测厚仪的检测端本身都具备强磁性，可以稳定的吸附在罐体表侧。因此，本装置通过若干借助笔式电磁超声测厚仪的磁性吸附力作为和罐体的结合力之一，配合带有吸附块的车轮。车轮给予装置和罐体持续的吸附力，但是因为车轮需要转动行走，在转动过程中，吸附块的罐体的吸附稳定性不可避免的有所降低，因此，通过结合测厚仪，由测厚仪提供另外方向的吸附力。

因为考虑到笔式电磁超声测厚仪的吸附力较大，而装置整体需要在罐体行走，考虑到运动效果，装置所选用的材料和内部驱动机构不能自重过大。在这一限制前提下，也就导致了装置自身的动力机构不宜采用过多组件，包括其电机和电池在内，需要尽可能简化，这就导致了装置自身能提供的驱动力有限。而踏步式的行走机构均具备一个特点为，大部分踏步机构的摆臂并非是与行走面直上直下的运动，而通常是先让摆臂和接触面由垂直变为倾斜，然后分离，之后以倾斜角度再度和行走面接触，最后回到和行走面垂直的状态。这一行走形式对于笔式电磁超声测厚仪的吸附形式来说，相当于另测厚仪从与接触面垂直的状态，先被推动倾斜，这时测厚仪的检测端面和罐体表面倾斜，变成局部分离的状态，这一动作所需要提供的力则远小于与接触面垂直分离测厚仪需要的力。因此，踏步式的行走机构也更适合本申请既需要提供吸附力，又需要提供行走力的这一需求。

优选为，所述行走机构包括驱动箱，所述驱动箱与主机体连接，所述驱动箱远离所述主机体的一侧设置转盘，所述转盘上固定设置偏心柱所述摆臂一端与所述偏心柱转动连接；

所述摆臂上开设有长条槽。所述前部和后部下侧面均固定设置有限位杆，所述限位杆向所述摆臂方向延伸，所述限位杆位于长条槽内，且所述限位杆与长条槽滑动连接；

所述驱动箱内设置有转盘驱动电机，所述转盘驱动电机的电机轴与所述转盘联动。联动方式可以选用齿轮联动，通过减速齿轮组由转盘驱动电机驱动转盘转动。

优选为，所述行走机构至少设置四个，所述前部和后部的两侧均分设置；

四个所述行走机构中，斜向相对的两个所述行走机构同步运动。

优选为，同侧的两个转盘的偏心柱所在位置成180度角相错。

该结构的可以让同一时间与罐体表面接触的摆臂至少有两个。更多的行走机构则可以具备更稳定的吸附力。

优选为，所述摆臂靠近罐体的一端固定连接固定环，所述固定环内插接所述测厚仪，所述固定环的环体一侧螺纹连接锁紧螺栓，通过锁紧螺栓锁紧测厚仪；

所述摆臂靠近所述转盘的一端设置上支板，上支板与所述固定环位于同一侧，上支板与摆臂的臂身垂直，所述上支板上螺纹连接锁紧杆，锁紧杆为螺杆，锁紧杆朝向固定环的一端固定设置罩盖。罩盖包括板体，及设置在板体朝向固定环一侧侧壁，使用时，罩盖可以罩扣在测厚仪的端部。

所述锁紧杆与所述固定环同轴，所述罩盖与所述测厚仪的端部对应。

所述固定环内部为倒置的圆锥台形空间。

优选为，所述前部和后部之间设置气囊；

所述气囊位于所述弹性杆远离摆臂的一侧，所述气囊上设置气嘴，气嘴选用一般游泳圈的充放气气嘴即可。

优选为，所述弹性杆为弹性材料制成的波纹杆体。

因为大型罐体往往为横置的圆柱体，其外侧面具备一定弧度，使用时，将本装置放置于罐体周壁上，弹性杆不受力的情况下，前后导向机构的车轮底部自然状态下是出于同一平面的，并不会和罐体非常贴合。通过对气嘴充气，随着气囊的膨胀，前部和后部由水平变为轻微弓起状态，以此来让前后部尽可能的适应不同半径的罐体。提高装置对罐体的吸附效果。

优选为，所述导向机构包括固定设置在所述前部和后部一侧固定板，所述固定板的板体上开设通孔，通孔内滑动连接滑杆，滑杆朝向装置下侧的一端固定设置支撑板，支撑板连接车轮架，所述车轮与车轮架连接；

所述支撑板和固定板之间设置拉簧，所述拉簧的两端分别与支撑板和固定板固定连接；

优选为，所述拉簧套接在滑杆的外侧，所述滑杆远离支撑板的一端设置限位螺母；限位螺母的作用在于防止滑杆从固定板的通孔内脱出。

优选为，所述车轮架包括与车轮连接的车轮轴，及与所述支撑板连接的转动轴，所述转动轴贯穿所述支撑板，所述转动轴与转向电机的电机轴联动；

所述转动轴另一端固定设置车轮驱动电机，车轮驱动电机的电机轴与车轮轴联动，驱动车轮轴与车轮固定连接。

优选为，所述驱动箱下边缘与所述主机体的下表面铰接；

所述驱动箱朝向主机体的一侧设置竖直的滑槽，所述主机体与滑槽对应设置推杆，推杆的固定端与主机体内部固定连接，推杆的自由端设置圆柱状的块体，块体与滑槽滑动连接，推杆选用电动推杆。

优选为，所述主机体设置有所述导向机构的一端固定设置调节环，调节环位于所述转向电机上侧，调节环内部为螺纹孔；

与所述调节环对应设置有调节杆，所述调节杆为螺杆。

在装置初期使用定位时，将调节杆旋拧入调节环上，调节杆与转动电机的壳体上侧相抵，从而可以保证支撑板的稳定，便于调节气囊来使装置与罐体外壁贴合，在气囊调节完毕后，将调节杆拧下即可。对于调节杆的旋拧距离，可以通过测量固定环和转向电机壳体之间的距离来确定前后调节杆旋拧的长度相等。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本装置整体体积较小，便于检测人员携带。且本装置可以结合现有的绝大多数笔式电磁超声测厚仪。通过与现有测厚仪检测，形成检测阵列，无须人工攀爬至罐体上便可有本装置携带测厚仪进行罐体的大部分区域检测，减轻了人工作业的负担。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为图1的A局部放大图。

其中，附图标记为：1、主机体；13、弹性杆；2、导向机构；21、车轮；22、吸附块；23、固定板；24、滑杆；25、支撑板；26、拉簧；27、转向电机；3、行走机构；31、摆臂；32、驱动箱；33、转盘；34、偏心柱；35、长条槽；36、限位杆；37、固定环；38、锁紧杆；39、锁紧杆；4、测厚仪；5、气囊；6固定环。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1

参见图1与图2，本发明提供一种基于电磁超声技术的大型罐体检测装置，包括矩形体的主机体1，主机体1平行的两侧分别设置一个轮式的导向机构2，另外平行的两侧对称设置若干踏步式的行走机构3，每个行走机构3的一侧均连接一个测厚仪4，测厚仪4为笔式电磁超声测厚仪；

导向机构2包括车轮21，车轮21的轮体外侧圆周阵列设置若干磁性的吸附块22；

每个行走机构3均包括一个呈踏步式驱动的摆臂31，摆臂31底部一侧设置固定环37，固定环37内套接测厚仪4；

主机体1包括对称设置的前部和后部，前部和后部之间通过弹性杆13连接，前部和后部远离弹性杆13的一端分别设置一个导向机构2；

前部和后部的行走机构3数量相等。

通过本装置，可以与现有的笔式电磁超声测厚仪4相结合，本装置与测厚仪4组合后，以测厚仪4为摆臂作为驱动的一部分在罐体上行走，因为笔式电磁超声测厚仪为小范围的区域式检测，其可以与上位机无线连接，从而在上位机上展示出对于检测物的检测结果。所以，采用踏步式的行进方式，可以在大型罐体表面随着装置的行走形成检测的点位阵列。

因此笔式电磁超声测厚仪的检测端本身都具备强磁性，可以稳定的吸附在罐体表侧。因此，本装置通过若干借助笔式电磁超声测厚仪的磁性吸附力作为和罐体的结合力之一，配合带有吸附块22的车轮21。车轮21给予装置和罐体持续的吸附力，但是因为车轮21需要转动行走，在转动过程中，吸附块22的罐体的吸附稳定性不可避免的有所降低，因此，通过结合测厚仪4，由测厚仪提供另外方向的吸附力。

因为考虑到笔式电磁超声测厚仪的吸附力较大，而装置整体需要在罐体行走，考虑到运动效果，装置所选用的材料和内部驱动机构不能自重过大。在这一限制前提下，也就导致了装置自身的动力机构不宜采用过多组件，包括其电机和电池在内，需要尽可能简化，这就导致了装置自身能提供的驱动力有限。而踏步式的行走机构均具备一个特点为，大部分踏步机构的摆臂并非是与行走面直上直下的运动，而通常是先让摆臂和接触面由垂直变为倾斜，然后分离，之后以倾斜角度再度和行走面接触，最后回到和行走面垂直的状态。这一行走形式对于笔式电磁超声测厚仪的吸附形式来说，相当于另测厚仪从与接触面垂直的状态，先被推动倾斜，这时测厚仪的检测端面和罐体表面倾斜，变成局部分离的状态，这一动作所需要提供的力则远小于与接触面垂直分离测厚仪需要的力。因此，踏步式的行走机构3也更适合本申请既需要提供吸附力，又需要提供行走力的这一需求。

实施例2

在实施例1的基础上，行走机构3包括驱动箱32，驱动箱32与主机体1连接，驱动箱32远离主机体1的一侧设置转盘33，转盘33上固定设置偏心柱34摆臂31一端与偏心柱34转动连接；

摆臂31上开设有长条槽35。前部和后部下侧面均固定设置有限位杆36，限位杆36向摆臂31方向延伸，限位杆36位于长条槽35内，且限位杆36与长条槽35滑动连接；

驱动箱32内设置有转盘驱动电机，转盘驱动电机的电机轴与转盘33联动。联动方式可以选用齿轮联动，通过减速齿轮组由转盘驱动电机驱动转盘33转动。

通过该结构，在转盘33转动时，摆臂31上端跟随转盘33转动，在限位杆36和长条槽35的限位作用下，摆臂31实现踏步动作。

行走机构3至少设置四个，前部和后部的两侧均分设置；

四个行走机构3中，斜向相对的两个行走机构3同步运动。

同侧的两个转盘33的偏心柱34所在位置成180度角相错。

该结构的可以让同一时间与罐体表面接触的摆臂至少有两个。更多的行走机构3则可以具备更稳定的吸附力。

实施例3

在上述实施例的基础上，摆臂31靠近罐体的一端固定连接固定环37，固定环37内插接测厚仪4，固定环37的环体一侧螺纹连接锁紧螺栓，通过锁紧螺栓锁紧测厚仪4；

摆臂31靠近转盘33的一端设置上支板38，上支板38与固定环37位于同一侧，上支板38与摆臂31的臂身垂直，上支板38上螺纹连接锁紧杆39，锁紧杆39为螺杆，锁紧杆39朝向固定环37的一端固定设置罩盖。罩盖包括板体，及设置在板体朝向固定环一侧侧壁，使用时，罩盖可以罩扣在测厚仪4的端部。

锁紧杆39与固定环37同轴，罩盖与测厚仪4的端部对应。

固定环37内部为倒置的圆锥台形空间。

通过该结构，可以将测厚仪4方便的固定在摆臂31的一侧，结合上下两个位置的定位，足以保证测厚仪4的稳定摆放。

实施例4

在上述实施例的基础上，前部和后部之间设置气囊5；

气囊5位于弹性杆13远离摆臂31的一侧，气囊5上设置气嘴51，气嘴51选用一般游泳圈的充放气气嘴即可。

弹性杆13为弹性材料制成的波纹杆体。

因为大型罐体往往为横置的圆柱体，其外侧面具备一定弧度，使用时，将本装置放置于罐体周壁上，弹性杆13不受力的情况下，前后导向机构2的车轮底部自然状态下是出于同一平面的，并不会和罐体非常贴合。通过对气嘴51充气，随着气囊5的膨胀，前部和后部由水平变为轻微弓起状态，以此来让前后部尽可能的适应不同半径的罐体。提高装置对罐体的吸附效果。

实施例6

在上述实施例的基础上，导向机构2包括固定设置在前部和后部一侧固定板23，固定板23的板体上开设通孔，通孔内滑动连接滑杆24，滑杆朝向装置下侧的一端固定设置支撑板25，支撑板25连接车轮架，车轮21与车轮架连接；

支撑板25和固定板23之间设置拉簧26，拉簧26的两端分别与支撑板25和固定板23固定连接；

拉簧26套接在滑杆24的外侧，滑杆24远离支撑板25的一端设置限位螺母；限位螺母的作用在于防止滑杆从固定板23的通孔内脱出。

通过该结构，当本装置放置于罐体上时，在车轮21可吸附在罐体外表面上，拉簧26起到将主机体1朝向车轮21方向的拉动力。因为本装置的为轮式机构和踏步机构的结合使用，轮式机构行走时基本可以保持主体与行走面的间距不变，而踏步机构行走时则主体可能和行走面的间距是波形变化的。为了保证不影响行走机构3的运动，且因为测厚仪4可以提供的吸附力要大于轮式机构，所以本装置以行走机构3作为主要的驱动动力源。在这一状态下，结合导向机构2的这一结构形式，便可保证车轮21在运动时始终和罐体接触，且对主机体1施加朝向接触面方向的拉扯力。

实施例7

在上述实施例的基础上，车轮架包括与车轮21连接的车轮轴，及与支撑板25连接的转动轴，转动轴贯穿支撑板25，转动轴与转向电机27的电机轴联动；

转动轴另一端固定设置车轮驱动电机，车轮驱动电机的电机轴与车轮轴联动，驱动车轮轴与车轮21固定连接。

通过该结构，可以在需要时可以通过转动车轮21另装置侧移，从而在完成罐体一周的检测后让本装置在罐体轴向移动一个距离，对罐体其它地方进行检测。

实施例8

在上述实施例的基础上，驱动箱32下边缘与主机体1的下表面铰接；

驱动箱32朝向主机体1的一侧设置竖直的滑槽，主机体1与滑槽对应设置推杆，推杆的固定端与主机体1内部固定连接，推杆的自由端设置圆柱状的块体，块体与滑槽滑动连接，推杆选用电动推杆。

通过推杆这一结构，当装置需要沿罐体轴向侧移时，推杆稍稍推出，令驱动箱32和主机体1之间打开一个角度。在这一动作的意义在于，假如在装置侧移时，恰好有测厚仪4与行走面是垂直吸附的，这一状态测厚仪4与装置的吸附力最强。通过推杆的推挤，则可以让测厚仪4略微倾斜，从而测厚仪4的端部与罐体表面的接触面积降低，由面接触变为边缘接触。便于车轮21带动装置平移。

实施例9

在上述实施例的基础上，主机体1设置有导向机构2的一端固定设置调节环6，调节环6位于转向电机27上侧，调节环6内部为螺纹孔；

与调节环6对应设置有调节杆，调节杆为螺杆。

在装置初期使用定位时，将调节杆旋拧入调节环6上，调节杆与转动电机27的壳体上侧相抵，从而可以保证支撑板25的稳定，便于调节气囊5来使装置与罐体外壁贴合，在气囊5调节完毕后，将调节杆拧下即可。对于调节杆的旋拧距离，可以通过测量固定环6和转向电机27壳体之间的距离来确定前后调节杆旋拧的长度相等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (3)

1.一种基于电磁超声技术的大型罐体检测装置，其特征在于，包括矩形体的主机体（1），所述主机体（1）平行的两侧分别设置一个轮式的导向机构（2），另外平行的两侧对称设置若干踏步式的行走机构（3），每个所述行走机构（3）的一侧均连接一个测厚仪（4），所述测厚仪（4）为笔式电磁超声测厚仪；

所述导向机构（2）包括车轮（21），所述车轮（21）的轮体外侧圆周阵列设置若干磁性的吸附块（22）；

每个所述行走机构（3）均包括一个呈踏步式驱动的摆臂（31），所述摆臂（31）底部一侧设置固定环（37），所述固定环（37）内套接所述测厚仪（4）；

所述主机体（1）包括对称设置的前部和后部，所述前部和后部之间通过弹性杆（13）连接，所述前部和后部远离所述弹性杆（13）的一端分别设置一个所述导向机构（2）；

所述前部和后部的所述行走机构（3）数量相等；

所述行走机构（3）包括驱动箱（32），所述驱动箱（32）与主机体（1）连接，所述驱动箱（32）远离所述主机体（1）的一侧设置转盘（33），所述转盘（33）上固定设置偏心柱（34）所述摆臂（31）一端与所述偏心柱（34）转动连接；

所述摆臂（31）上开设有长条槽（35），所述前部和后部下侧面均固定设置有限位杆（36），所述限位杆（36）向所述摆臂（31）方向延伸，所述限位杆（36）位于长条槽（35）内，且所述限位杆（36）与长条槽（35）滑动连接；

所述驱动箱（32）内设置有转盘驱动电机，所述转盘驱动电机的电机轴与所述转盘（33）联动；

所述行走机构（3）至少设置四个，所述前部和后部的两侧均分设置；

斜向相对的所述行走机构（3）同步运动；

所述摆臂（31）靠近罐体的一端固定连接固定环（37），所述固定环（37）内插接所述测厚仪（4），所述固定环（37）的环体一侧螺纹连接锁紧螺栓，通过锁紧螺栓锁紧测厚仪（4）；

所述摆臂（31）靠近所述转盘（33）的一端设置上支板（38），上支板（38）与所述固定环（37）位于同一侧，上支板（38）与摆臂（31）的臂身垂直，所述上支板（38）上螺纹连接锁紧杆（39），锁紧杆（39）为螺杆，锁紧杆（39）朝向固定环（37）的一端固定设置罩盖。

2.根据权利要求1所述的基于电磁超声技术的大型罐体检测装置，其特征在于，所述前部和后部之间设置气囊（5）；

所述气囊（5）位于所述弹性杆（13）远离摆臂（31）的一侧，所述气囊（5）上设置气嘴（51）。

3.根据权利要求1所述的基于电磁超声技术的大型罐体检测装置，其特征在于，所述导向机构（2）包括固定设置在所述前部和后部一侧固定板（23），所述固定板（23）的板体上开设通孔，通孔内滑动连接滑杆（24），滑杆朝向装置下侧的一端固定设置支撑板（25），支撑板（25）连接车轮架，所述车轮（21）与车轮架连接；

所述支撑板（25）和固定板（23）之间设置拉簧（26），所述拉簧（26）的两端分别与支撑板（25）和固定板（23）固定连接。

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