CN203519559U

CN203519559U - 一种大型储罐底板自动化漏磁检测智能小车

Info

Publication number: CN203519559U
Application number: CN201320655321.6U
Authority: CN
Inventors: 许正望; 宋小春; 陈雨; 王亚午; 江威
Original assignee: Hubei University of Technology
Current assignee: Hubei University of Technology
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2023-10-23

Abstract

一种大型储罐底板自动化漏磁检测智能小车，包括车体⒃，所述车体⒃上设置有漏磁检测器⑿、打标装置、驱动装置、定位装置和控制器⑺；所述漏磁检测器⑿位于车体⒃底部，包括32个霍尔元件间隔排列；所述打标装置，包括自动喷漆罐⑵和推拉式电磁铁⑴，推拉式电磁铁⑴和控制器⑺相连；所述驱动装置，包括左右驱动电机⑷、左右驱动轮⑶以及万向轮⒀，所述驱动电机⑷通过一对锥齿轮(14、15)传动驱动轮⑶。其优点是：本实用新型克服了现有技术的缺陷，无需手动操作，整个检测过程均为自动化，减轻了劳动强度，扩大检测范围。

Description

一种大型储罐底板自动化漏磁检测智能小车

技术领域

本实用新型涉及无损检测和自动控制技术领域，具体的说是一种大型储罐底板自动化漏磁检测智能小车。

背景技术

目前我国经济迅速发展，对石油和各种化工原料的需求越来越大，为保障各种生产的正常进行必须储备越来越多的石油和各种化工原料。因此，各种大型储罐也越来越多地得到应用，随着运行时间的增加，储罐会因为受到腐蚀等原因而产生一些缺陷。为了保证不发生任何安全事故，在缺陷发展到一定程度之前必须准确地找到缺陷并修复它们。

漏磁无损检测法具有检测精度高、速度快的优点，是目前储罐检修前缺陷定位的主要方法。然而目前投入使用的漏磁检测系统还存在一些不尽人意的地方，最主要的缺点是检测效率低、自动化程度不高。其检测过程大致为：首先根据检测器和储罐尺寸人工规划路径并用粉笔画出路径，再人工控制检测器沿事先画好的路径行进以进行漏磁检测，最后将检测数据上传到上位机进行数据分析和处理，完成缺陷识别后生成缺陷位置图，再按图索骥找到缺陷进行修复。由于储罐尺寸很大，可能达到接近100米的直径，人工画路径和控制检测器行进方向均要费大量的时间，完成一个大型储罐检测大约需要4天时间，而且封闭罐内环境恶劣，人无法长时间在里面工作，人工劳动强度大而且效率低下，人工控制方向也不能保证高精度。另外，检测一般只能在冬季进行，因为其他季节罐内温度过高为人所不能忍受，大半年不能检测的情况严重影响了储罐的运行安全和检测设备检测人员的利用率。

为了提高检测效率，申请号为200420063195.6的专利文献所公开的一种直流电动机驱动的储罐底板漏磁检测仪，申请号为200920100319.6的专利文献所公开的一种手动、电动一体化储罐底板漏磁检测仪，这两种仪器在实用过程中被发现存在一些问题：检测仪要在工作人员的操作下完成对整个储罐底板的扫查，检测过程中需要给工作人员提供一个安全、清洁的工作环境；漏磁检测仪不能灵活转向。为了实现检测的自动化，公告号为CN 102507874 A的专利文献公开了一种储罐底板检测装置，该装置在使用中存在的问题为：该装置在使用过程中始终要用电缆线与之相连，检测范围受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无需手动操作、减轻劳动强度、扩大检测范围的大型储罐底板自动化漏磁检测智能小车。

一种大型储罐底板自动化漏磁检测智能小车，包括车体16，所述车体16上设置有漏磁检测器12、打标装置、驱动装置、定位装置和控制器7；

所述漏磁检测器12位于车体16底部，包括32个霍尔元件间隔排列，将检测到的漏磁信号经放大后通过信号电缆传送至控制器7；

所述打标装置，包括自动喷漆罐2和推拉式电磁铁1，推拉式电磁铁1和控制器7相连；控制器7循环采集漏磁信号并判断是否存在缺陷信号，当发现缺陷信号时，控制推拉式电磁铁1通电3-5s，推拉式电磁铁1铜头撞击自动喷漆罐2的开关，在缺陷位置喷漆打标；

所述驱动装置，包括左右驱动电机4、左右驱动轮3以及万向轮13，所述驱动电机4通过一对锥齿轮14、15传动驱动轮3；

所述定位装置，包括两激光测距传感器8、编码器6或里程轮，所述两激光测距传感器8通过固定支架10和车体16相连，两激光测距传感器8之间有一锐角夹角；所述编码器6或里程轮通过同步带5与左、右驱动轮3相连，可以实时测得驱动轮3的转速和转向，综合两编码器6采集的数据可以确定小车行进里程，小车转弯时还可以利用左右两边里程数据计算小车转过的角度。

车体16前后两端均设有接近开关9，用于检测小车是否到达储罐底板17端部，当控制器7接收到接近开关9的接近信号时，小车进入换轨阶段，继续扫查下一个待检区。

所述车体16上还设置有电池组11和用于保存漏磁检测器采集的检测数据的大容量存储卡。

本实用新型大型储罐底板自动化漏磁检测智能小车的优点是：除了能对储罐底部缺陷进行检测，激光测距传感器可测量小车到反射板的垂直距离，编码器可检测小车走过的距离，接近开关可判断小车是否到达储罐底板端部；控制器可接收激光测距传感器、编码器的信号，根据两者的数据实时计算小车当前位置和规划路径中的理想位置之偏差，并控制小车行进方向以修正偏差；控制器接收漏磁检测器的数据并写入存储卡以待完成检测后进行后续数据处理；打标装置能够及时在缺陷处喷漆打标，以示缺陷位置；所有传感器、控制器和小车运行所需的电力均由电池组提供，该电池组一次充电可供完成一个大型储罐底板的全部检测。

本实用新型克服了现有技术的缺陷，无需手动操作，整个检测过程均为自动化，减轻了劳动强度，扩大检测范围。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为驱动装置的结构示意图。

图3为定位装置的结构示意图。

图4为是规划路径的示意图。

图中，1为推拉式电磁铁，2为自动喷漆罐，3为驱动轮，4为驱动电机，5为同步带，6为编码器，7为控制器，8为激光测距传感器，9为接近开关，10为固定支架，11为电池组，12为漏磁检测器，13为万向轮，14、15为锥齿轮，16为车体，17为储罐底板，18为反射板，19为规划路径。

具体实施方式

如图1是智能小车的结构示意图，小车底盘由铝合金加工而成，采用三轮小车结构，两个驱动轮一个万向轮。

其中漏磁检测器13安装于小车底部，接近被测钢板，一共32个霍尔元件按一定间隔排列，它们检测的漏磁信号经放大后通过信号电缆传送至控制器7。

如图2是智能小车的驱动装置示意图，两驱动轮3分别由两电机4驱动，电机采用直流减速电机，垂直安装在小车底盘上部，下面通过一对锥齿轮14、15传动，组成了智能小车的驱动装置。在控制器7的控制下，左右驱动轮可分别按设定的速度和方向转动，利用两者前后转向不同或转速的不同可以使小车按需要转向（甚至原地调头），控制左右驱动轮的速度则可以控制小车的前进速度。

激光测距传感器8测量小车到罐壁的垂直距离，底板稍有不平就可能使小车倾斜，由于储罐尺寸巨大，小车倾斜的角度很小也可能导致激光测距传感器的激光束打到底板而不是反射板18上，为防止这种情况发生，两个激光测距传感器8安装在激光测距传感器固定支架10上，激光测距传感器8的安装高度可根据实际需要调整固定支架10的高度；在罐底板平整度不佳的情况下，可另外为激光测距传感器安装自动水平控制系统（系统复杂度和成本将上升），则无需本发明中的固定支架10，且整个自动小车系统性能更好。

接近开关9分为前后两个，分别检测小车在沿规划路径行驶时是否到达储罐底板17端部，当控制器接收到接近开关的接近信号时，小车进入换轨阶段，继续扫查下一个待检区。

编码器（可用里程轮代替）6分为左右两只，分别测量左右两个驱动轮3的行进里程，编码器6通过同步带5与驱动轮3连接，组成带传动，可以实时测得驱动轮3的转速和转向，综合两编码器6采集的数据可以确定小车行进里程，小车转弯时还可以利用左右两边里程数据计算小车转过的角度。

控制器7是小车的控制核心，它负责接收来自漏磁传感器12、激光测距传感器8、接近开关9和编码器6或里程轮的数据，将漏磁信号转换成数字信号并写入大容量U盘，根据激光测距传感器8、接近开关9和里程轮的数据计算小车当前位置，并与预先规划路径进行比较，确定误差后适当控制驱动轮3的转速/转向，修正误差，使小车沿预先规划路径行进。

自动喷漆罐2和推拉式电磁铁1组成自动小车的打标装置，控制器7循环采集漏磁信号并判断是否存在缺陷信号，当发现缺陷信号时，控制推拉式电磁铁1通电3-5s，电磁铁铜头撞击自动喷漆罐2的开关，在缺陷位置喷漆打标。

电池组11为整个自动小车系统提供能量，直接使用电动自行车的蓄电池组，充电一次可供小车行驶15公里以上，足够检测完一个大型储罐底板17，其输出电压为24V，控制器和各传感器所需要的5V电源由DC-DC变换器从电池组转换得到。

如图3是智能小车定位装置示意图，在智能小车检测过程中，通过两个夹角一定的激光测距传感器8测得其到反射板18的距离，利用三角形面积公式可以得到小车到反射板18的垂直距离，从而能够控制检测小车的行驶方向。

如图4是规划路径示意图，小车的规划路径19可以按需要设置为螺线形、圆形或折线形，图中为折线形。检测小车从沿与反射板18平行的方向直线扫查，由激光测距传感器8、编码器6采集的信息可以确定其在储罐底板17的位置，当智能小车行驶到储罐底板17端部时，接近开关9接收到接近信号，控制器7控制小车进入换轨阶段，继续检测下一个待检区。

Claims

1.一种大型储罐底板自动化漏磁检测智能小车，包括车体⒃，其特征在于：所述车体⒃上设置有漏磁检测器⑿、打标装置、驱动装置、定位装置和控制器⑺；

所述漏磁检测器⑿位于车体⒃底部，包括32个霍尔元件间隔排列；

所述打标装置，包括自动喷漆罐⑵和推拉式电磁铁⑴，推拉式电磁铁⑴和控制器⑺相连；

所述驱动装置，包括左右驱动电机⑷、左右驱动轮⑶以及万向轮⒀，所述驱动电机⑷通过一对锥齿轮(14、15)传动驱动轮⑶；

所述定位装置，包括两激光测距传感器⑻、编码器⑹或里程轮，所述两激光测距传感器⑻通过固定支架⑽和车体⒃相连，两激光测距传感器⑻之间有一锐角夹角；所述编码器⑹或里程轮通过同步带⑸与左、右驱动轮⑶相连。

2.如权利要求1所述的大型储罐底板自动化漏磁检测智能小车，其特征在于：车体⒃前后两端均设有用于检测小车是否到达储罐底板⒄端部的接近开关⑼。

3.如权利要求1所述的大型储罐底板自动化漏磁检测智能小车，其特征在于：所述车体⒃上还设置有电池组⑾和用于保存漏磁检测器采集的检测数据的大容量存储卡。