CN207096175U - 一种用于管道的阵列式超声波探头组合系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于管道的阵列式超声波探头组合系统，组合系统包括至少两根可卷绕的至少两根标尺(1)、至少两个超声波探头(2)和多个定位销(3)，每个所述柔性尺条紧贴管道卷绕一周且尺钩(5)锁紧在定位卡槽(4)中，多个定位销(3)沿着超声波探头发射方向插入所述定位卡槽(4)以相对固定至少两根柔性尺条，布置在柔性尺条之间的超声波探头(2)的纵向轴线对准柔性尺条的预定刻度，两根定位销(3)分别从柔性尺条的定位卡槽(4)中插入经由所述定位孔(6)从另一根柔性尺条的定位卡槽(4)穿出，间隔预定距离布置的至少两个超声波探头(2)形成阵列式超声波探头组合。

Description

一种用于管道的阵列式超声波探头组合系统

技术领域

本实用新型涉及一种超声波检测技术领域，特别是一种用于管道的阵列式超声波探头组合系统。

背景技术

随着时代的发展，管道运输已经逐渐成为继铁路、公路、水路、航空运输以后的第五大运输工具，主要用来运输原油、天然气、其他液化气等液体或者是气体物质。而管道在使用的过程中容易因外界条件而发生损坏，对国民经济造成重大的损失。所以管道的损伤检测问题逐渐引起社会的关注。

目前新兴的检测方法主要是超声导波检测技术，即利用超声导波可以在管道中延轴向传播的特性，通过在单一端面布置超声波传感器实现对整个管道的检测。而采用超声导波技术检测通常需要在管道的一端均匀的布置多个超声波探头，目前经常采用的超声波探头的布置方法是通过目视确定超声波探头在周向的相对位置，之后通过胶粘的方式加以固定，而采用这种方式有很大的缺陷，超声波探头往往很难实现周向的均匀布置，而且如果胶的粘性不好则不能保证超声波探头与管道的外壁完全贴合，而且容易脱落，影响检测的效果；如果胶的粘性过强则检测完成后不方便取下，容易在管道上留下痕迹。

目前现有的超声波探头所采用的采用夹具往往成本昂贵，而且大部分只能适应单一口径的管道。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本实用新型背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

实用新型内容

针对现有管道检测技术中存在的问题和缺陷，本实用新型的目的在于提供一种为克服传统用于管道的阵列式超声波探头稳定性差，抗扰能力不足，拆卸困难以及故障类型难以识别等缺点，本实用新型提供一种稳定性强，抗干扰能力强、用于管道的阵列式超声波探头组合系统，降低检测成本，提高检测精度。

本实用新型的目的是通过以下技术方案予以实现。

一种用于管道的阵列式超声波探头组合系统包括至少两根标尺、至少两个超声波探头和多个定位销，所述标尺包括标尺壳体、柔性尺条和卡环，所述标尺壳体设有自动收卷所述柔性尺条的尺簧，所述柔性尺条上表面设有刻度和所述柔性尺条的下表面设有连续的定位卡槽，所述柔性尺条的端部设有可卡合在所述定位卡槽中的尺钩，所述卡环设在所述柔性尺条上的零刻度处，与所述超声波探头发射方向平行的超声波探头的两个侧面上靠近底面位置分别设有至少两个定位座，所述定位座包括定位孔，所述定位孔的孔径和所述定位卡槽的槽孔孔径相同，每个标尺中的所述柔性尺条克服尺簧拉力从标尺壳体中拉出卷绕所述管道一周，所述卡环将尺钩锁紧到所述定位卡槽中，标尺之间间隔超声波探头的长度，多个定位销沿着所述超声波探头发射方向插入所述定位卡槽，布置在柔性尺条之间的超声波探头的纵向轴线对准柔性尺条的预定刻度，两根定位销分别从柔性尺条的定位卡槽中插入经由所述定位孔从另一根柔性尺条的定位卡槽穿出，间隔预定距离布置的至少两个超声波探头形成阵列式超声波探头组合。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统中，所述柔性尺条的本体由钢丝绳或玻璃纤维制成，所述本体外涂覆聚氨酯或氯丁橡材料。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统中，所述定位卡槽为梯形凹槽或弧形凹槽，标尺壳体的底部设置存放定位销的储存盒。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统中，所述定位销的前端呈锥形和后端呈圆柱形，定位销的末端略微向上弯曲。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统中，所述预定距离为管道周长除以管道圆周上每个阵列超声波探头的个数。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统中，所述定位孔离所述超声波探头的底面具有预定的位移使得当定位销插入定位孔后施加预紧力到所述超声波探头。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统中，所述阵列式超声波探头组合系统包括作为激发探头的第一超声波探头阵列和作为接收探头的第二超声波探头阵列，所述第一超声波探头阵列和第二超声波探头阵列轴向相对布置且分别包括两个柔性尺条、多个超声波探头和多个定位销。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统中，用于管道的阵列式超声波探头组合系统包括至少4根标尺、16个超声波探头和32个定位销。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统中，超声波探头的底面为贴合管道的内弧面。

与现有的超声波探头和检测方案相比，本实用新型具有以下几点好处：

1、本实用新型使用简单方便，与传统的方式相比，本实用新型可以准确定位周向的位置，而且固定方便，在管道上不会留下痕迹，并且各个超声波探头所施加的预紧力基本相同，提高了检测精度。

2、本实用新型可以适用于任何口径的管道的检测，不会因为管道的尺寸不同而受到限制。

3、本实用新型的使用成本低，不需要用到复杂的夹具，对操作人员的技术素质要求低，而且能大大减少操作人员的工作量而且便于超声导波检测技术的推广。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够使得本实用新型的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本实用新型的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本实用新型各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的柔性尺条的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的超声波探头的结构示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的超声波探头布置在柔性尺条之间的结构示意图。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的具体实施例。虽然附图中显示了本实用新型的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本实用新型实施例的限定。

为了更好地理解，图1是根据本实用新型一个实施例的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的结构示意图，如图1所示，一种用于管道的阵列式超声波探头组合系统包括至少两根标尺、至少两个超声波探头2和多个定位销3，所述标尺包括标尺壳体7、柔性尺条和卡环8，所述标尺壳体7设有自动收卷所述柔性尺条的尺簧，所述柔性尺条上表面设有刻度和所述柔性尺条的下表面设有连续的定位卡槽4，所述柔性尺条的端部设有可卡合在所述定位卡槽4中的尺钩5，所述卡环8设在所述柔性尺条上的零刻度处，与所述超声波探头2发射方向平行的超声波探头2的两个侧面上靠近底面位置分别设有至少两个定位座，所述定位座包括定位孔6，所述定位孔6的孔径和所述定位卡槽4的槽孔孔径相同，每个标尺中的所述柔性尺条克服尺簧拉力从标尺壳体7中拉出卷绕所述管道一周，所述卡环8将尺钩5锁紧到所述定位卡槽4中，标尺之间间隔超声波探头2的长度，多个定位销3沿着所述超声波探头发射方向插入所述定位卡槽4，布置在柔性尺条之间的超声波探头2的纵向轴线对准柔性尺条的预定刻度，两根定位销3分别从柔性尺条的定位卡槽4中插入经由所述定位孔6从另一根柔性尺条的定位卡槽4穿出，间隔预定距离布置的至少两个超声波探头2形成阵列式超声波探头组合。

本实用新型的阵列式超声波探头组合系统可以适用于任何口径的管道的检测，不会因为管道的尺寸不同而受到限制，而且使用成本低，不需要用到复杂的夹具，对操作人员的技术素质要求低，而且能大大减少操作人员的工作量而且便于超声导波检测技术的推广。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的优选实施例中，图2是根据本实用新型一个实施例的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的柔性尺条的结构示意图，如图2所示，所述柔性尺条可以是一种标尺。所述柔性尺条经由设在标尺壳体7内的尺簧自动收卷，所述标尺壳体7上设有用于制动所述柔性尺条1的制动件，制动件可保证柔性尺条预定距离的卡紧。所述柔性尺条上的零刻度处设有卡环 8，所述柔性尺条紧贴所述管道卷绕一周时，所述卡环8将尺钩5锁紧到所述定位卡槽4中。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的优选实施例中，所述柔性尺条的本体由钢丝绳或玻璃纤维制成，所述本体外涂覆聚氨酯或氯丁橡材料。所示柔性尺条具有良好的弹性，能够很好地紧贴管道外壁。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的优选实施例中，所述定位卡槽4为梯形凹槽或弧形凹槽，标尺壳体7的底部设置存放定位销3的储存盒。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的优选实施例中，所述预定距离为管道周长除以管道圆周上每个阵列超声波探头的个数。

图3是根据本实用新型一个实施例的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的超声波探头的结构示意图。如图3所示，超声波探头2的左右两侧具有4个定位孔6，定位孔6位于超声波探头的下端，与超声波探头2的底面存在微小的距离，定位孔的主要是用于定位销的插入，确保探头排布的周向位置，而且能对探头施加一定的预紧力。

在一个实施例中，超声波探头2上设有刻度。

在一个实施例中，超声波探头2左右两侧具有4个定位座，定位座中设有定位孔6。

在一个实施例中，所述定位孔6离所述超声波探头2的底面具有预定的位移使得当定位销3插入定位孔6后施加预紧力到所述超声波探头2。

图4是根据本实用新型一个实施例的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的超声波探头布置在柔性尺条之间的结构示意图。如图4所示，布置在柔性尺条之间的超声波探头2的纵向轴线对准柔性尺条的预定刻度，两根定位销3分别从柔性尺条的定位卡槽4中插入经由所述定位孔6从另一根柔性尺条的定位卡槽4穿出。

在一个实施例中，所述定位销3的前端呈锥形和后端呈圆柱形，定位销3的末端略微向上弯曲。

在一个实施例中，用于管道的阵列式超声波探头组合系统包括至少两根标尺、至少两个超声波探头 2和多个定位销3，所述标尺包括标尺壳体7、柔性尺条和卡环8，所述标尺壳体7包括自动收卷所述柔性尺条1的尺簧和用于制动所述柔性尺条1的制动件，所述柔性尺条上表面设有刻度和所述柔性尺条的下表面设有连续的定位卡槽4，所述柔性尺条的端部设有可卡合在所述定位卡槽中的尺钩5，所述卡环8 设在所述柔性尺条上的零刻度处，与所述超声波探头2的发射方向平行的两个侧面的靠近底面位置分别设有至少两个定位座，所述定位座包括定位孔6，所述定位孔6的中心距和所述定位卡槽的中心距相同，所述侧面设有刻度，所有标尺中的所述柔性尺条1克服尺簧拉力从标尺壳体中拉出卷绕所述管道一周，所述卡环8将尺钩5锁紧到所述定位卡槽4中，标尺间间隔超声波探头的长度，多个定位销沿着所述超声波探头的发射方向插入所述定位卡槽以相对固定至少两根标尺，超声波探头2的中心点布置在一个标尺上的预定刻度，两根定位销分别从标尺的定位卡槽4中插入经由所述定位孔6从另一个标尺的定位卡槽4中穿出，间隔预定距离布置的至少两个超声波探头2形成阵列式。

在所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统的优选实施例中，所述阵列式超声波探头组合系统包括作为激发探头的第一超声波探头阵列和作为接收探头的第二超声波探头阵列，所述第一超声波探头阵列和第二超声波探头阵列轴向相对布置且分别包括两个柔性尺条、多个超声波探头2和多个定位销3。

为了进一步说明本实用新型的方法，以8个可阵列式超声波探头作为激发探头和8个可阵列式超声波探头作为接收探头，采用回波法对管道进行检测的系统为例。

用于管道的阵列式超声波探头组合系统主要由16个阵列式超声波探头2、4个柔性尺条、32根固定销3组成。超声波探头2的左右两侧具有4个定位孔6，定位孔6位于超声波探头2的下端，与超声波探头2的底面存在微小的距离，定位孔6的主要是用于定位销3的插入，确保探头排布的周向位置，而且能对探头施加一定的预紧力。

在一个实施例中，将待测管道的表面清理干净，之后取一个柔性尺条(标尺)缠绕待检测管道一周，采用标尺上的卡环进行锁紧，使柔性尺条完全贴合待检测管道表面，从尺条上表面的刻度可以得到缠绕标尺后管道的周长。之后将该值除以八，得到相邻两个探头在管道表面的弧线距离。之后取另外一个柔性尺条(标尺2)，采用同样的方式缠绕到管道上并进行锁紧，要保证该标尺所测得的管道周长与前一标尺相同。两个标尺间的距离与超声波探头2的长度相同。之后取4根定位销3分别插入到标尺上下左右四个不同方位的凹槽中，调整标尺2的位置，使其能从标尺2的尺条下表面的定位卡槽中穿出。然后在标尺上选定一个刻度作为可阵列式超声波探头布置的基点，并以此点为纵向轴线布置第一个探头，探头的纵向轴线要与该基点重合，之后取两根定位销3分别从标尺的定位卡槽4中插入，经过探头的定位孔 3，从标尺2的定位卡槽中穿出。之后根据前面的计算结果得到其他探头在标尺上的纵向轴线的位置，采用相同方式布置好其他7个探头。这样便布置完成了该系统的激发阵列。

选取激发探头和接收探头的轴向相对位置，并采用同样的方式布置好接收探头阵列，之后便可以激发超声导波对管道进行检测。保证激发探头和接收探头的一一对应关系，可先布置好四个标尺的相对位置，之后采用一根长的定位销3从四个标尺的定位卡槽4中贯穿，调整标尺的角度，使其刻度对应即可。尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。

Claims (10)

1.一种用于管道的阵列式超声波探头组合系统，其包括至少两根标尺、至少两个超声波探头(2)和多个定位销(3)，其特征在于：所述标尺包括标尺壳体(7)、柔性尺条(1)和卡环(8)，所述标尺壳体(7)设有自动收卷所述柔性尺条的尺簧，所述柔性尺条上表面设有刻度和所述柔性尺条的下表面设有连续的定位卡槽(4)，所述柔性尺条的端部设有可卡合在所述定位卡槽(4)中的尺钩(5)，所述卡环(8)设在所述柔性尺条上的零刻度处，与所述超声波探头(2)发射方向平行的超声波探头(2)的两个侧面上靠近底面位置分别设有至少两个定位座，所述定位座包括定位孔(6)，所述定位孔(6)的孔径和所述定位卡槽(4)的槽孔孔径相同，每个标尺中的所述柔性尺条克服尺簧拉力从标尺壳体(7)中拉出卷绕所述管道一周，所述卡环(8)将尺钩(5)锁紧到所述定位卡槽(4)中，标尺之间间隔超声波探头(2)的长度，多个定位销(3)沿着所述超声波探头发射方向插入所述定位卡槽(4)，布置在柔性尺条(1)之间的超声波探头(2)的纵向轴线对准柔性尺条(1)的预定刻度，两根定位销(3)分别从柔性尺条(1)的定位卡槽(4)中插入经由所述定位孔(6)从另一根柔性尺条(1)的定位卡槽(4)穿出，间隔预定距离布置的至少两个超声波探头(2)形成阵列式超声波探头组合。

2.根据权利要求1所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统，其特征在于：标尺壳体(7)的底部设置存放定位销(3)的储存盒。

3.根据权利要求1所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统，其特征在于：所述柔性尺条(1)的本体由钢丝绳或玻璃纤维制成，所述本体外涂覆聚氨酯或氯丁橡材料。

4.根据权利要求1所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统，其特征在于：所述定位卡槽(4)为梯形凹槽或弧形凹槽。

5.根据权利要求1所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统，其特征在于：所述定位销(3)的前端呈锥形和后端呈圆柱形，定位销(3)的末端略微向上弯曲。

6.根据权利要求1所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统，其特征在于：所述超声波探头(2)设有刻度。

7.根据权利要求1所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统，其特征在于：所述定位孔(6)离所述超声波探头(2)的底面具有预定的位移使得当定位销(3)插入定位孔(6)后施加预紧力到所述超声波探头(2)。

8.根据权利要求1所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统，其特征在于：所述阵列式超声波探头组合系统包括作为激发探头的第一超声波探头阵列和作为接收探头的第二超声波探头阵列，所述第一超声波探头阵列和第二超声波探头阵列轴向相对布置且分别包括两个柔性尺条(1)、多个超声波探头(2)和多个定位销(3)。

9.根据权利要求1所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统，其特征在于：用于管道的阵列式超声波探头组合系统包括至少4根标尺、16个超声波探头(2)和32个定位销(3)。

10.根据权利要求1所述的用于管道的阵列式超声波探头组合系统，其特征在于：超声波探头(2)的底面为贴合管道的内弧面。