CN201096751Y - 钢管位置检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢管位置检测装置，该装置包括固定编码器、压轮编码器、切换装置和钢管计长器，该切换装置进一步包括脉冲鉴别单元和信号切换单元，脉冲鉴别单元的输入端连接至压轮编码器的输出端，脉冲鉴别单元的输出端连接至信号切换单元；信号切换单元的输入端分别连接至固定编码器的输出端和压轮编码器的输出端，信号切换单元的输出连接至钢管计长器。该装置通过脉冲鉴别单元对压轮编码器的长度脉冲信号进行有无鉴别，并对信号切换单元进行切换控制，从而有效的避免了切换时间的延时，防止出现钢管测长的空白区，使得钢管检测无间隙，提高了检测精度，保证了钢管探伤正常进行。

Description

钢管位置检测装置

技术领域

本实用新型涉及钢管探伤设备，更具体地说，涉及一种钢管位置检测装置，该检测装置能够避免切换延时，从而提高检测的精确性。

背景技术

钢管超声波探伤是用于三类高压锅炉管无损检测的重要工艺，请参阅图1所示，该工艺通过超声波对钢管进行探伤，剔除不合格的钢管，并对钢管上存在的缺陷进行喷标，从而最终筛选出合格的钢管。在进行超声波探伤过程中，需要对钢管位置进行全程跟踪检测，并通过探伤主控制器将钢管位置信号与相应的探伤信号进行组合处理，使信号一一对应，形成钢管喷标筛选信号并输出，直至钢管分选结束。如果检测的位置信号不准确，会导致钢管位置与探伤信号发生错位，最终影响探伤结果，引起筛选错乱。请结合图2、图3所示，钢管位置检测装置10包括固定编码器11、压轮编码器12、切换装置13和钢管计长器14，固定编器11和压轮编码器12的输出分别接至切换装置13，切换装置13的输出接至钢管计长器14，目前，常用的切换装置13为电气切换装置，如继电器切换器。由于在钢管1(见图2)进入探伤区之前就需要对钢管位置进行检测，因此，在此过程采用固定编码器11对辊道或驱动轮3的速度进行测量，产生速度脉冲信号输入钢管计长器14，并折算成钢管长度来反映钢管位置；当钢管1刚进入探伤区时(A点处)，通过位置气缸2动作，使压轮编码器12下降至钢管1表面，从而使压轮编码器12对探伤区内钢管1的长度进行检测，并通过切换装置13进行信号切换，使压轮编码器12产生的长度脉冲信号输入钢管计长器14来反映钢管位置。但是由于位置气缸2启动后，压轮编码器12下降至钢管1表面需要一定的时间，因此常常发生切换装置13的切换使固定编码器11已经停止检测，而压轮编码器12还未“接替”上，导致在该切换时间段内无法检测到钢管长度而产生空白区，增加了钢管长度的检测误差；由于该切换时间一般在0.1～0.5秒，且不稳定，而钢管1的速度V在6～60米/分钟，因此在该切换时间段内，钢管1通过的长度在1～50厘米之间变化，远远大于位置检测以及喷标的3厘米之内的误差要求，常常发生前一钢管1的缺陷信号移动至后一钢管1上，导致喷标无法准确进行，使得整个钢管探伤无法正常进行，造成严重的经济损失。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述由于切换延时导致产生检测空白区、钢管长度的检测误差大以及喷标准确性低的缺点，本实用新型的目的是提供一种钢管位置检测装置，该检测装置能够无间隙的进行信号切换，保证钢管探伤正常进行。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

该钢管位置检测装置包括固定编码器、压轮编码器、切换装置、钢管计长器，固定编码器和压轮编码器的输出分别接至切换装置，切换装置的输出接至钢管计长器，该切换装置进一步包括脉冲鉴别单元和信号切换单元，

脉冲鉴别单元的输入端连接至压轮编码器的输出端，脉冲鉴别单元的输出端连接至信号切换单元；

信号切换单元的输入端分别连接至固定编码器的输出端和压轮编码器的输出端，信号切换单元的输出连接至钢管计长器。

该切换装置还包括长度脉冲信号隔离单元和速度脉冲信号隔离单元，长度脉冲信号隔离单元串联在压轮编码器与脉冲鉴别单元之间，速度脉冲信号隔离单元串联在固定编码器与信号切换单元之间。

该切换装置还包括输出信号隔离单元，输出信号隔离单元串联在信号切换单元与钢管计长器之间。

所述的隔离单元为光耦隔离器。

在上述技术方案中，本实用新型的钢管位置检测装置包括固定编码器、压轮编码器、切换装置、钢管计长器，固定编码器和压轮编码器的输出分别接至切换装置，切换装置的输出接至钢管计长器，该切换装置进一步包括脉冲鉴别单元和信号切换单元，脉冲鉴别单元的输入端连接至压轮编码器的输出端，脉冲鉴别单元的输出端连接至信号切换单元；信号切换单元的输入端分别连接至固定编码器的输出端和压轮编码器的输出端，信号切换单元的输出连接至钢管计长器。该装置通过脉冲鉴别单元对压轮编码器的长度脉冲信号进行有无鉴别，并对信号切换单元进行切换控制，从而能够使信号切换单元在压轮编码器下压到钢管表面开始检测时，进行信号切换，有效的避免了切换时间的延时，防止出现钢管测长的空白区，使得对钢管的检测无间隙，提高了检测精度，避免了钢管的缺陷信号发生错位，保证了钢管探伤正常进行，增加了经济效益。

附图说明

图1是钢管超声波探伤工艺示意图；

图2是钢管位置检测的原理示意图；

图3是现有技术的钢管位置检测装置的方框示意图；

图4是本实用新型的钢管位置检测装置的方框示意图；

图5是本实用新型的检测装置的切换控制电路原理图；

图6是本实用新型的检测装置的脉冲信号鉴别电路输出的电平信号的波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

请参阅图4所示，本实用新型的钢管位置检测装置20包括固定编码器21、压轮编码器22、切换装置23、钢管计长器24，固定编码器21和压轮编码器22的输出分别接至切换装置23，切换装置23的输出接至钢管计长器24，该切换装置23进一步包括脉冲鉴别单元231和信号切换单元232，脉冲鉴别单元231的输入端连接至压轮编码器22的输出端，对压轮编码器22输出的长度脉冲信号进行鉴别，并产生电平信号来控制信号切换单元232的切换；信号切换单元232的输入端分别连接至固定编码器21的输出端和压轮编码器22的输出端，对固定编码器21的速度脉冲信号和压轮编码器22的长度脉冲信号进行切换；信号切换单元232的输出端连接至钢管计长器24，并将输出的脉冲信号输入至钢管计长器24。当脉冲鉴别单元231接收到压轮编码器22的长度脉冲信号，产生相应的电平信号；当脉冲鉴别单元231未接收到压轮编码器22的长度脉冲信号，产生与上述电平信号相反的电平信号。信号切换单元232接收不同的电平信号，控制压轮编码器22的长度脉冲信号与固定编码器21的速度脉冲信号之间的切换，并输出相应的脉冲信号。在此举例说明，假设脉冲鉴别单元231接收到压轮编码器22的长度脉冲信号后，产生的电平信号为高电平信号H，那么脉冲鉴别单元231未接收到压轮编码器22的长度脉冲信号时，产生的电平信号为低电平信号L，当钢管1(见图2)还未进入探伤区时，固定编码器21对辊道或驱动轮的速度进行测量，并产生速度脉冲信号输入信号切换单元232，此时气缸2不动作，压轮编码器22不工作，没有长度脉冲信号输出，脉冲鉴别单元231产生的低电平信号L控制信号切换单元232输出固定编码器21的速度脉冲信号；当钢管1进入探伤区时，气缸2开始下压，压轮编码器22开始下降，在压轮编码器22下降至钢管1表面并开始检测之前，压轮编码器22未有长度脉冲信号输出，脉冲鉴别单元231仍产生低电平信号L，控制信号切换单元232仍输出固定编码器21的速度脉冲信号；当压轮编码器22下降至钢管1表面并开始检测时，压轮编码器22产生长度脉冲信号，此时脉冲鉴别单元231产生高电平信号H，控制信号切换单元232进行信号切换，改变输出为压轮编码器22的长度脉冲信号，并输入钢管计长器24，这样使两编码器21、22产生的脉冲信号之间的切换无间隙，不存在任何延时，使得检测效果更精确。另外，该切换装置23还包括长度脉冲信号隔离单元234和速度脉冲信号隔离单元233，长度脉冲信号隔离单元234串联在压轮编码器22与脉冲鉴别单元231之间，速度脉冲信号隔离单元233串联在固定编码器21与信号切换单元232之间。该切换装置23还包括输出信号隔离单元235，输出信号隔离单元235串联在信号切换单元232与钢管计长器24之间。上述的三个信号隔离单元233、234、235均采用光耦合器，分别对输入信号切换单元232的脉冲信号以及输入钢管计长器24的脉冲信号进行隔离，防止电平转换、以及钢管计长受到干扰影响，保证检测信号更为精确。

请参阅图5，该图为本实用新型的检测装置20的切换控制电路原理图，该切换控制电路23包括速度脉冲信号隔离单元233、长度脉冲信号隔离单元234、脉冲鉴别单元231、信号切换单元232和输出信号隔离单元235，速度脉冲信号隔离单元233包括光耦合器U1、电阻R1和R7，光耦合器U1对输入的速度脉冲信号起到隔离作用；长度脉冲信号隔离单元234包括光耦合器U3、电阻R3、R5、R6和R9、电容C5以及PNP晶体三极管Q1，光耦合器U3同样对输入的速度脉冲信号起到隔离的作用；脉冲鉴别单元231包括NPN晶体三极管Q2、D触发器U10、电阻R10以及电容C4和C6，接收长度脉冲信号隔离单元234输出的脉冲信号；信号切换单元232包括“与非门”U4、U5、U6、U7和“或非门”U8，选择哪一路的脉冲信号输出是受到脉冲鉴别单元231的输出端Q、NotQ的控制，根据Q、NotQ的不同电平信号来决定输出相应的脉冲信号；输出信号隔离单元235包括光耦合器U9、PNP晶体三极管Q3以及电阻R14、R15、R16、R17、R18，光耦合器U9对信号切换电路输出的脉冲信号起到隔离的作用。

请结合图5、图6所示，假设，脉冲鉴别单元231的初始状态为R＝S＝QNot＝L，即Q＝H。当有长度脉冲信号输入时，时间点“1”的长度脉冲信号上升沿通过C6输入至D触发器U10的C端，使输出端NotQ(非)端的电平信号由低(L)变为高(H)，同时也使输出端Q的电平信号变为低(L)，时间点“2”的长度脉冲信号下降沿对D触发器U10是不翻转的，输出状态和此前一样保持不变。由于“置位”端“S”是通过R10、C4组成的积分电路接在输出端NotQ的端子的，这时的高电平信号H按常规也要使“S”端的电平信号变为高(H)，但由于该积分电路的充电作用使得这点电平缓慢上升，一直到第二个长度脉冲信号来时，还没有充到可以使D触发器U10翻转的电平值S′，而第二个长度脉冲信号(时间点“3”)来时，与第一个长度脉冲信号一样使NotQ(非)端由低(L)变为高(H)，这样就使得NotQ(非)端的电平一直于高(H)状态。在整个脉冲周期内“S”端始终没有到达能使D触发器U10翻转的电平值S′，所以D触发器U10一直达到没有翻转条件，使这个电路一直处于NotQ＝H、Q＝L的状态。此时，NotQ(非)端的高电平(H)使U4的PIN5也为高，使U4、U5、U6、U7、U8一直将该长度脉冲信号输出，也就是说，只要脉冲鉴别单元231接收到长度脉冲信号，信号切换单元232便将固定编码器21输入的速度信号进行封锁，一直由压轮编码器22的长度脉冲信号输出。同理，当压轮编码器22为产生长度脉冲信号输入至脉冲鉴别单元231时，此时Q＝H，NotQ＝L，使U4、U5、U6、U7、U8自动将固定编码器21的速度脉冲信号输出，完成自动切换功能。由于该切换控制电路23是通过压轮编码器22的长度脉冲信号来自动控制整个切换控制电路23的输出状态，使得当压轮编码器22的脉冲信号“无”时，就输出固定编码器21的脉冲信号；当压轮编码器22的脉冲信号“有”时，就输出压轮编码器22的脉冲信号，从而实现了无间隙的信号切换，保证了钢管探伤的正常进行。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (4)

1. 一种钢管位置检测装置，该装置包括固定编码器、压轮编码器、切换装置、钢管计长器，固定编码器和压轮编码器的输出分别接至切换装置，切换装置的输出接至钢管计长器，其特征在于：

该切换装置进一步包括脉冲鉴别单元和信号切换单元，

脉冲鉴别单元的输入端连接至压轮编码器的输出端，脉冲鉴别单元的输出端连接至信号切换单元；

信号切换单元的输入端分别连接至固定编码器的输出端和压轮编码器的输出端，信号切换单元的输出连接至钢管计长器。

2. 如权利要求1所述的钢管位置检测装置，其特征在于：

该切换装置还包括长度脉冲信号隔离单元和速度脉冲信号隔离单元，长度脉冲信号隔离单元串联在压轮编码器与脉冲鉴别单元之间，速度脉冲信号隔离单元串联在固定编码器与信号切换单元之间。

3. 如权利要求1所述的钢管位置检测装置，其特征在于：

该切换装置还包括输出信号隔离单元，输出信号隔离单元串联在信号切换单元与钢管计长器之间。

4. 如权利要求2-3任一项所述的钢管位置检测装置，其特征在于：

所述的隔离单元为光耦隔离器。

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