CN207051179U - 一种定心机构、管道检测装置及管道检测结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管道检测领域，提供一种定心机构、管道检测装置及管道检测结构。定心机构包括套环、配合部和安装部。安装部设置于套环的内周面，与管道检测装置连接。配合部设置于套环的外周面，与管道内壁相接触，对检测装置起到定心作用；同时配合部被构造为与管道的内壁可滑动地配合，保证检测装置的正常工作。管道检测装置的检测探头在采用定心机构定心后，可与待检测管道在检测过程中保持同心，从而提高检测结果的精度。

Description

一种定心机构、管道检测装置及管道检测结构

技术领域

本实用新型涉及管道检测，具体涉及一种定心机构、管道检测装置及管道检测结构。

背景技术

管道检测技术适用于对管道内壁出现的脱铬、烧蚀、划痕等瑕疵进行定性及定量检测，探测管道内壁质量，并对瑕疵进行定性和定量描述，评定管道质量等级，提出维护保养建议。

管道检测仪是目前用于管道检测的主要设备之一，其主要信息采集结构为检测探头，进行管道检测时将探头置于管道内，提取管道内壁的图像信息，并最终将提取到的信息以电信号的形式送入检测仪的计算机处理系统，由系统给出检测结果。

现有大多数检测探头上没有安装定心机构，导致在管道检测过程中，检测探头与所要检测的管道轴线相对位置不固定，所获取的图像信息质量较差，影响检测结果的精度；少数检测探头上安装有定心机构，但是结构复杂，更换不方便。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种定心机构，以解决现有技术中定心机构结构复杂，更换不方便的问题。

本实用新型的第二个目的在于提供一种包括上述定心机构的管道检测装置，以解决检测探头在检测过程中与管道轴线相对位置不固定的问题。

本实用新型的第三个目的在于提供一种包括上述管道检测装置的管道检测结构，使用该检测结构进行管道检测能够保证检测探头与管道同心，以解决检测探头采集到的原始信息质量不稳定的问题。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：

一种定心机构，用于管道检测，包括套环、配合部和安装部；多个配合部设置于套环的外周面，并沿径向方向凸出于套环的外周面；安装部设置于套环的内周面；配合部被构造为与管道的内壁可滑动地配合；安装部被构造为与管道检测装置连接。

进一步地，配合部包括设置在套环外周面的万向滚珠。

进一步地，配合部包括圆弧状凸起和万向滚珠，圆弧状凸起设置于套环的外周面，万向滚珠设置于圆弧状凸起的外圆面。

进一步地，圆弧状凸起为与套环同心的扇环。

进一步地，安装部包括设置于套环上的螺纹孔。

一种管道检测装置，包括检测探头以及上述定心机构，套环套设在检测探头上，安装部与检测探头连接。

进一步地，检测探头与套环同心。

一种管道检测结构，包括管道以及上述管道检测装置；管道检测装置设置在管道内；配合部与管道的内壁可滑动地配合。

进一步地，管道的内壁开设有多条阴线槽；配合部嵌入阴线槽内，并与阴线槽可滑动地配合。

进一步地，套环与管道同心。

本实用新型的技术方案至少具有以下有益效果：

本实用新型的实施例提供的定心机构，结构简单，便于安装和拆卸。

本实用新型的实施例提供的管道检测设备及管道检测结构，能够确保在使用检测装置检测管道时，检测探头中的CCD摄像头阵列和照明光源与所要检测的管道轴线的相对位置保持不变，从而保证了检测探头获取的图像信息质量，进而提高了检测结果的精度。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施方式，不应被看作是对本实用新型范围的限制。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。

图1是本实用新型第一实施例提供的定心机构的结构示意图；

图2是本实用新型第二实施例提供的定心机构的结构示意图；

图3是本实用新型第三实施例提供的管道检测装置的结构示意图；

图4是本实用新型第四实施例提供的管道检测结构的结构示意图。

图中：010-管道检测结构；020-管道检测装置；100-管道；110-阴线槽；120-阳线；200-定心机构；201-定心机构；210-套环；220-扇环凸起；230-万向滚珠；240-螺纹孔；300-检测探头；310-锥状连接台；320-套筒；330-第一照明光源；340-CCD摄像头阵列；350-平面反射镜；360-第二照明光源；400-缆线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的部分实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例：

参照图1，图1为本实施例提供的定心机构200的结构示意图。定心机构200包括套环210以及万向滚珠230，待定心工件为某种管道检测装置的检测探头，在进行管道检测时，该检测探头需要在管道内前后移动。

套环210上沿套环体设有三个螺纹孔240，其位置沿套环体所在的圆周均匀分布。同时检测探头的外表面上设置三个与之相应的螺纹孔，定心机构200通过螺栓固定在检测探头的外围。在检测不同内径的管道时，需要使用不同尺寸的定心机构200，采用设置螺纹孔的方式，定心机构200的安装和拆卸十分简单，便于根据需要进行更换。

套环210的外周面设有三颗万向滚珠230，其位置沿套环210的外周面均匀分布。万向滚珠230可以沿管道内壁自由或有规律地滑动。定心机构200通过万向滚珠230与管道内壁相接触来实现对检测探头的定心功能，即在管道检测过程中，检测探头的轴心位置是固定的；同时，万向滚珠230的可确保在连接定心机构200后，检测探头在管道内的移动能力不受影响。考虑到实际管道中较为恶劣的环境，定心机构200通常可选择金属材质。

第二实施例：

参照图2，图2为本实施例提供的定心机构201的结构示意图。定心机构201包括套环210、扇环凸起220以及万向滚珠230。

定心机构201与第一实施例提供的定心机构200的区别在于套环210的外周面上增设了三个形状相同的扇环凸起220，其位置沿套环210的外周面均匀分布，且与套环210同心。每个扇环凸起220的外圆面上分别设置一颗万向滚珠230，万向滚珠230可以沿管道内壁自由或有规律地滑动，以配合检测探头实施管道检测。

定心机构201与定心机构200基本具有相同的实施效果。某些内壁具有特殊结构的管道，除万向滚珠230外，套环210的外周面也同时与管道内壁相接触，此时可以通过设置扇环凸起220，减小定心机构201与管道内壁的接触面积，从而避免因套环210的外周面与管道内壁间摩擦过大而影响检测探头的移动，后述第三实施例将详细描述一种适于设置扇环凸起220的管道内壁结构。此外，通常万向滚珠230的安装部需要占据一定空间，通过设置扇环凸起220便于将万向滚珠230的安装部容纳在内。

第三实施例：

参照图3，图3为本实施例提供的管道检测装置020的结构示意图。管道检测装置020主要包括检测探头300及第一实施例提供的定心机构200。本实施例中的定心机构200可以替换为第二实施例提供的定心机构201，在下面的描述中为了叙述方便不再特别指出。

检测探头300包括锥状连接台310、套筒320、CCD摄像头阵列340、第一照明光源330、平面反射镜350以及第二照明光源360。

锥状连接台310外端设有内螺纹，用于连接缆线400。套筒320是检测探头300的外壳，由于待检测管道内环境可能较为恶劣，因此套筒320实际上起到保护其内部检测元件的作用，套筒320的前后部分别设有螺纹孔，其可与定心机构200的上的螺纹孔240通过螺栓进行连接，从而将定心机构200固定在检测探头300上。CCD摄像头阵列340采用微型工业CCD摄像头，这类摄像头适于在复杂工业环境下长期稳定工作，符合管道检测的要求。由于单个CCD摄像头的可视范围有限，因此采用按一定方式排布的CCD摄像头阵列340来获取360°范围内的管道影像，例如多个CCD摄像头的位置可以以检测探头300的轴线为轴呈轴对称分布。通常待检测管道内光线很弱，为获取到清晰的影像信息，必须使用外部光源进行照明。照明光源采用白光LED灯，光源发出的光照射到管道内壁上，带有内壁质量信息的反射光，经反射镜反射进入CCD摄像头内，经由CCD元件转换成电信号，并通过缆线400传输给外部系统。为了使CCD摄像头阵列340的可视范围内亮度均匀，检测探头300内设置两组照明光源，第一照明光源330离CCD摄像头阵列340较近，其发出的光通过反射镜反射照亮CCD摄像头阵列340视场内的景象；第二照明光源360离CCD摄像头阵列340较远，对第一照明光源330进行补光。

检测探头300的主要作用在于将采集到的光信号转换为电信号，为外部系统生成检测结果提供直接依据。

由于检测探头300具有一定长度，为保证在管道检测过程中，探头能够得到充分的支撑以保证定心效果，在检测探头300的前后部各使用一个定心机构200，并通过螺栓固定在套筒320外围，由于检测探头300和定心机构200均具有圆周状结构，故固定后的定心机构200与光电检测探头300同心。进一步地，如果定心机构200的万向滚珠230与待检测管道的内壁能充分接触，则定心机构200与待检测管道同心，对于此种情况，显然检测探头300与管道也是同心的，此时检测探头300中的照明光源330、360及CCD摄像头阵列340与管道轴线的相对位置始终保持不变。

综上所述，管道检测装置020的基本工作流程为：开始检测前，首先将根据管道内径选择合适尺寸的定心机构200，并将定心机构200安装在检测探头300上，所谓合适尺寸是指，定心机构200垂直于管道轴线放置时，其万向滚珠230能与管道内壁充分接触。然后将检测探头300放入管道内，通过定心机构200的定心功能使检测探头300的轴心位于管道的轴线上。开始检测测时，外部系统通过缆线400驱动检测探头300在管道内作轴向运动，检测探头300上的CCD摄像头阵列340对管道内壁景象进行拍摄，并将所采集到的图像信息以电信号的形式经由缆线400传入外部系统，由外部系统进行分析，并得出检测结果。通过上述流程描述可以看出，所采集的原始图像信息是决定管道检测结果的决定性因素，管道检测020为改善原始图像信息质量所做的措施包括：设置CCD摄像头阵列340，扩大检测范围；通过合理设置照明光源330和360，改善管道的光照环境，进而使CCD摄像头能拍摄到清晰的画面；在检测探头300前后端分别设置定心机构200，保证检测探头300在检测过程中始终与管道同心，进而使CCD摄像头能拍摄到稳定的画面。

第四实施例：

参照图4，图4为本实施例提供的管道检测结构010的结构示意图。管道检测结构010包括管道100，第三实施例提供的管道检测装置020。管道检测结构010用于描述管道检测装置020在检测具有特定结构的管道100时的具体工作状态。

为了描述管道检测结构010的特性，本实施例中涉及定心机构时，采用第二实施例提供的定心机构201进行描述，其可以替换为第一实施例提供的定心机构200，在下面的描述中为了叙述方便不再特别指出。

管道100内壁开设有多条阴线槽110，与阴线槽110相对应的凸起部分为阳线120。

管道检测装置020包括检测探头300和定心机构201。定心机构201套设在检测探头300外围。定心机构201的套环210上设置有扇环凸起220，其外圆面的弧长大于阴线槽110的宽度，以确保在管道检测过程中，扇环凸起220始终位于阳线120上并与阳线120接触。每个扇环凸起220的外圆面上均设置有万向滚珠230，其大小足以嵌入阴线槽110内，并且在管道检测过程中，由于扇环凸起220始终位于阳线120上，所以万向滚珠230始终被限制在阴线槽110内，只能沿阴线槽110方向前后移动。由于阴线槽110并不一定是与管道100轴线平行的直线，所以检测探头300在沿阴线槽110前后移动的同时，也可能同时以管道100轴线为轴发生转动，但由于扇环凸起220与管道100内壁充分接触，此时管道100与检测探头300是同心的，所以检测探头300在转动过程中，仍然能保持其中的照明光源330、360及CCD摄像头阵列340与管道100轴线的相对位置不变，即不会影响成像质量。

下面举例说明这一检测结构的实际意义：

具有上述结构的管道100常见于炮管以及枪管，上述阴线槽110及阳线120即为膛线，膛线的作用在于赋予弹头旋转的能力，同时使弹头在出膛之后，仍能保持既定的方向。

炮管是火炮核心部件之一，火炮射击时，炮管不仅要承受高温高压火药燃烧气体的冲击和化学作用，还要承受高速运动弹丸的摩擦作用，因此很容易在内膛形成各种瑕疵。为了保证火炮的射击安全和射击精度，需要定期对炮管内膛的状态进行检测，这一管道检测过程一般称为窥膛，所采用的管道检测设备称为窥膛仪。窥膛可能需要在战场环境下进行，此时炮管内环境恶劣，因此对窥膛仪的可靠性，检测的速度和精度都提出很高要求。

例如35mm的某型炮管，其阳线内径为35mm，具有24条长度为2853mm右旋混合膛线(渐速膛线长2253mm；炮口部等齐膛线长23mm)，设计窥膛仪检测这样的炮管，一方面要考虑到检测装置尺寸的限制，另一方面还要保证在炮管内恶劣的条件下，采集的图像要有足够的清晰度。

第四实施例提供的管道检测结构010，描述了一种上述问题的解决方案。窥膛仪包括管道检测装置020和外部系统，二者经由缆线400连接。检测过程中，仅将检测探头300伸入管道100内，检测探头300一般尺寸较小，不会受到管道100内径较小的限制。检测探头300上通过设置CCD摄像头阵列340，解决了采集图像范围有限，采集信息不完整的问题；通过设置照明光源330和360，解决了管道100内光照度不足、不均匀的问题。同时，在检测探头300上安装定心机构201，定心机构201保证检测探头300始终沿阴线槽110方向运动，且在运动过程中始终保持与管道100同心，加装定心机构201解决了检测探头300位置相对于管道100轴线不固定，拍摄图像质量不稳定的问题。检测探头300采集到图像信息通过缆线400传输给外部系统进行处理，并得出检测结果。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定心机构，用于管道检测，其特征在于，所述定心机构包括套环、配合部和安装部；多个所述配合部设置于所述套环的外周面，并沿径向方向凸出于所述套环的外周面；所述安装部设置于所述套环上；

所述配合部被构造为与所述管道的内壁可滑动地配合；所述安装部被构造为与管道检测装置连接。

2.根据权利要求1所述的定心机构，其特征在于，所述配合部包括设置在所述套环外周面的万向滚珠。

3.根据权利要求1所述的定心机构，其特征在于，所述配合部包括圆弧状凸起和万向滚珠，所述圆弧状凸起设置于所述套环的外周面，所述万向滚珠设置于所述圆弧状凸起的外圆面。

4.根据权利要求3所述的定心机构，其特征在于，所述圆弧状凸起为与所述套环同心的扇环。

5.根据权利要求1所述的定心机构，其特征在于，所述安装部包括设置于所述套环上的螺纹孔。

6.一种管道检测装置，其特征在于，所述管道检测装置包括检测探头以及权利要求1-5中任一项所述的定心机构，所述套环套设在所述检测探头上，所述安装部与所述检测探头连接。

7.根据权利要求6所述的管道检测装置，其特征在于，所述检测探头与所述套环同心。

8.一种管道检测结构，其特征在于，所述管道检测结构包括管道，以及权利要求6或7所述的管道检测装置；所述管道检测装置设置在所述管道内；所述配合部与所述管道的内壁可滑动地配合。

9.根据权利要求8所述的管道检测结构，其特征在于，所述管道的内壁开设有多条阴线槽；所述配合部嵌入所述阴线槽内，并与所述阴线槽可滑动地配合。

10.根据权利要求8所述的管道检测结构，其特征在于，所述套环与所述管道同心。