CN1299055A - 一种管道弯头超声扫查定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道弯头扫查定位装置,涉及超声检测技术,尤其涉及一种管道超声成像扫查定位技术。为了对各类管道弯头实时全方位地检测和对其缺陷准确定位,本装置设计有关键部件内齿圈半圆导轨、旋转盘、插杆、夹持钳等,由于安装拆卸方便,扫查方便快捷,定位准确,因此有着广阔的应用前景。

Description

一种管道弯头超声扫查定位装置

本发明涉及超声检测技术，尤其涉及管道超声成象扫查定位技术。

超声成象检测应用于管道弯头的探伤，尤其是对石油化工炉管弯头的探伤。由于弯头形状特别，使对其内部缺陷的扫查及定位带来很大困难。目前尚无专用的扫查定位机械装置的商品及文献报道。经过查新，也未见相关的专利。

本发明的目的是为管道弯头的超声成像检测系统(另申请专利)提供一种配套的扫查定位装置，以便形成一套完整的实用检测系统。

本发明的目的是这样实现的：即本装置的设计应能够方便自如地控制超声探头在弯头任一截面圆周上进行扫查，装置上的两个传感器能将超声探头扫查时的座标实时地传递给计算机，从而迅速地得到弯头内缺陷图像及其位置。而且本装置还适用于不同管径弯头的超声成像检测。为此，本装置的关键部件如内齿圈半圆导轨、滑块联合体、旋转盘、插杆、夹持钳等，保证了被检弯头能够得到全方位扫查和准确定位。

下面结合附图和实施例详细说明：

图1为本装置整体结构图(正视)；

图2为内齿圈半圆导轨、摆杆和旋转盘结构图(侧视)；

图3为机架结构图(正视)；

图4为机架A-A剖视图；

图5为机架的B向图；

图6为机架的C向图；

图7为旋转盘结构图(正视)；

图8为旋转盘结构图(俯视)；

图9为夹持钳结构图(俯视)。

其中：1-螺钉，2-传感器Ⅰ，3-连接板，4-内齿圈半圆导轨，5-换能器座，6-换能器，7-导轨座，8-圆柱销，9-铰制孔用螺栓，10-摆杆，11-铰制孔用螺栓，12-旋转盘，13-标杆，14-滚花螺杆，15-标杆座，16-夹持钳，17-传感器保险盒，18-机架，19-传感器Ⅱ，20-连接板，21-齿轮，22-齿轮，23-螺钉，24-螺钉，25-圆柱轴，26-压盖，27-圆柱销孔，28-手柄，29-螺钉。

由附图可知，本装置主要由内齿圈半圆导轨4、滑块联合体1、2、3、角度传感器Ⅰ2、换能器6、摆杆10、旋转盘12、传感器Ⅱ19、机架18、夹持钳16、标杆座15和标杆13等部件组成。

①内齿圈半圆导轨4的两端头插入导轨座7槽内，由圆柱销8固定，由铰制孔用螺栓9将导轨座7与摆杆(L形)10固定，摆杆10的另一端与旋转盘12由铰制孔螺栓11固定，旋转盘12的圆心孔套在圆柱轴25上，使旋转盘12可以绕圆柱轴25旋转。在旋转盘12的边上有滚花螺杆14，当旋转盘12旋转到所要求的角度后可由滚花螺杆14锁紧。在旋转盘12中间还有压盖26和螺钉24，用于限位圆柱轴25，并对旋转盘12与机架18起连接作用。

②角度传感器Ⅱ19的轴上固定有齿轮21，它与固定在圆柱轴25上的齿轮22衔合。角度传感器Ⅱ19还和计算机电气连接。由此可见，当旋转盘12带动圆柱轴25上的齿轮22旋转时，与其衔合的齿轮21带动传感器Ⅱ19转动，传感器Ⅱ19产生的角度变化信号送入计算机。

③滑块联合体由螺钉1、角度传感器Ⅰ2、连接板3组成。换能器座5与连接板3相连，换能器6固定在换能器座5上。角度传感器Ⅰ2的轴上装有齿轮，它与内齿圈半圆导轨4的内齿衔合，角度传感器Ⅰ2还和计算机电气连接。当滑块联合体1、2、3沿内齿圈半圆导轨滑动时，则传感器Ⅰ2的轴转动，并将其角度的变化信号送入计算机。

④标杆座15固定在机架18上，标杆13插在标杆座15内，由螺钉可以调节标杆13的高低。标杆13是作定位用，即使内齿圈半圆导轨4的旋转轴通过管道弯头的圆心。

⑤夹持钳16固定在机架18上，夹持钳16为一对称的钳口可调节的双夹钳，它使整个装置固定在管道弯头上。因为夹持钳16的钳口可以调节，所以适用于各类不同尺寸的管道弯头。

⑥在内齿圈半圆导轨4及旋转盘12上均有角度刻度，供操作时粗略定位用。

本发明的工作原理如下：

换能器6对弯头的扫查是通过滑块联合体1、2、3沿内齿圈半圆导轨4的滑动，和通过内齿圈半圆导轨4绕圆柱轴25旋转来实现的，内齿圈半圆导轨4的旋转轴线通过管道弯头(180°圆弧)的圆心。内齿圈半圆导轨4与管道弯头的截面同心。这是通过调节标杆13的长短来实现的，即使标杆13调到最短时。在换能器6扫查过程中，除滑块联合体沿内齿圈半圆导轨4滑动外，为了扫查管道弯头的不同截面，内齿圈半圆导轨4还通过旋转盘12沿圆柱轴25旋转。这样，角度传感器Ⅰ2和角度传感器Ⅱ19都有角度变化信号的输出，由此就可给出换能器6扫查时的各个位置的座标角(Q，Φ)。其中Φ是管道弯头上不同圆截面的角度，Q是对应某一截面上弧面的不同点的角度。由此可见，Q，Φ的结合使我们可以扫查整个管道弯头弧面，并能对超声探头自动定位，进而对管道内部的缺陷定位达到超声成像的目的。

由以上分析，本发明有以下优点：

①安装和拆卸方便。通过夹持钳16使本装置固定的管道弯头上，并通过调节标杆13，保证安装时的同轴和同心，并适用各种大小尺寸的管道弯头。

②扫查方便快捷。

③定位准确。

因此本发明不仅是对管道弯头超声扫查定位，而且是超声成像扫查定位系统必需配套的机械扫查部件，因此有着广阔的应用前景。

Claims (5)

1、一种管道弯头超声扫查定位装置，其特征在于本装置主要由内齿圈半圆导轨(4)、滑块联合体(1、3、5)、角度传感器Ⅰ(2)、换能器(6)、摆杆(10)、旋转盘(12)、传感器Ⅱ(19)、机架(18)、夹持钳(16)、标杆座(15)和标杆(13)等部件组成，其连接关系是：

①内齿圈半圆导轨(4)的两端头插入导轨座(7)槽内，由圆柱销(8)固定，由铰制孔用螺栓(9)将导轨座(7)与摆杆(10)固定，摆杆(10)的另一端与旋转盘(12)由铰制孔螺栓(11)固定，旋转盘(12)的圆心孔套在圆柱轴(25)上；

②角度传感器Ⅱ(19)的轴上固定有齿轮(21)，它与固定在圆柱轴(25)上的齿轮(22)衔合，角度传感器Ⅱ(19)还和计算机电气连接；

③滑块联合体由螺钉(1)、角度传感器Ⅰ(2)、连接板(3)组成，换能器座(5)与连接板(3)相连，换能器(6)由螺钉(1)固定在换能器座(5)上，角度传感器Ⅰ(2)的轴上装有齿轮，它与内齿圈半圆导轨(4)的内齿衔合，角度传感器Ⅰ(2)还和计算机电气连接；

④标杆座(5)固定在机架(18)上，标杆(13)插在标杆座(15)内；

⑤夹持钳(16)固定在机架(18)上。

2、按权利要求1所述的一种管道弯头超声扫查定位装置，其特征在于内齿圈半圆导轨(4)上有角度刻度。

3、按权利要求1所述的一种管道弯头超声扫查定位装置，其特征是在于摆杆(10)为L形状。

4、按权利要求1所述的一种管道弯头超声扫查定位装置，其特征在于旋转盘(2)上有角度刻度。

5、按权利要求1所述的一种管道弯头超声扫查定位装置，其特征在于夹持钳(16)为一对称的双夹钳。

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