CN210427459U - 一种无轨式超声波探伤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无轨式超声波探伤系统，该无轨式超声波探伤系统包括：无轨式移动组件，用于在待检测面上移动；耦合液供给组件，与所述无轨式移动组件通过传输管路连接，用于提供耦合液；超声波探伤执行机构，设置在所述无轨式移动组件上，用于执行探伤操作；控制箱组件，分别与所述耦合液供给组件、所述无轨式移动组件和所述超声波探伤执行机构电连接，分别用以控制所述耦合液供给组件的流量和流速、所述无轨式移动组件的移动量、所述超声波探伤执行机构执行探伤操作。本实用新型的无轨式超声波探伤系统是由多个部件组成的、便于携带，在控制箱组件的作用下，能够实现自动控制，不再需要人工涂抹耦合液，手持探伤头进行检测，大大提高了工作效率。

Description

一种无轨式超声波探伤系统

技术领域

本实用新型涉及探伤机器人技术领域，具体而言，涉及一种无轨式超声波探伤系统及控制方法。

背景技术

目前，大型管道、船舶、钢构桥梁等由钢铁等导磁性材料构件的装备体越来越多的应用于各个领域。这些大型设备使用一段时间之后，需要定期对其进行检测，以防止出现缺陷。但是目前对于这些大型设备的超声波探伤检测，还是使用人工涂抹耦合液，手持探伤头对钢铁材料进行检测，检测效率低下。另外这些大型设备外形较大，检测属于高空作业，同时也存在着安全隐患。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是人工进行探伤检测，效率低下，且存在安全隐患。

为解决上述问题，本实用新型提供一种无轨式超声波探伤系统，包括：

无轨式移动组件，用于在待检测面上移动；

耦合液供给组件，与所述无轨式移动组件通过传输管路连接，用于提供耦合液；

超声波探伤执行机构，设置在所述无轨式移动组件上，用于执行探伤操作；

控制箱组件，分别与所述耦合液供给组件、所述无轨式移动组件和所述超声波探伤执行机构电连接，分别用以控制所述耦合液供给组件的流量和流速、所述无轨式移动组件的移动量、所述超声波探伤执行机构执行探伤操作。

可选地，所述无轨式移动组件为磁吸附爬壁机器人，所述无轨式移动组件通过线缆和所述控制箱组件连接。

可选地，所述耦合液供给组件包括耦合液桶、流量计、液压泵和所述传输管路；所述耦合液桶包括第一空腔和第二空腔，所述液压泵设置在所述第一空腔中，所述液压泵的进口与所述第二空腔相通；所述流量计位于所述第一空腔中，所述流量计连通所述液压泵出口和所述传输管路；所述液压泵和所述流量计通过线缆和所述控制箱组件连接。

可选地，所述超声波探伤执行机构包括Z向滑台、X向滑台、超声波探伤头、耦合液喷嘴和距离传感器；所述Z向滑台安装在X向滑台上面，所述Z 向滑台上面设置有安装板，所述耦合液喷嘴、所述超声波探伤头和所述距离传感器设置在所述安装板上。

可选地，所述耦合液喷嘴设有两个，两个所述耦合液喷嘴对称设置在所述安装板的左右两侧。

可选地，所述安装板上还设有分流装置，所述分流装置与所述控制箱组件电连接，所述分流装置设有两个流路，分别与两个所述耦合液喷嘴相通。

可选地，所述无轨式移动组件上拆卸式设有连接板，所述连接板的一端转动式连接所述超声波探伤执行机构。

可选地，所述连接板上设有视频监视组件，所述视频监视组件与所述控制箱组件电连接，用以监控待检测面的状态以及所述超声波探伤执行机构的状态。

可选地，所述控制箱组件包括工控机、探伤仪，显示屏；所述探伤仪与所述超声波探伤执行机构电连接，所述工控机分别与所述探伤仪和所述显示屏电连接。

相对于现有技术，本实用新型的无轨式超声波探伤系统是由多个部件组成的、便于携带，在控制箱组件的作用下，能够实现自动控制，不再需要人工涂抹耦合液，手持探伤头进行检测，大大提高了工作效率。

本实用新型的另一目的在于提出一种无轨式超声波探伤方法，以解决人工进行探伤检测，效率低下，且存在安全隐患的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种无轨式超声波探伤控制方法，包括以下步骤：

S1、控制箱组件发送命令给无轨式移动组件，无轨式移动组件运动至待检测面，并到达指定位置；

S2、无轨式移动组件运动到指定位置后，控制箱组件控制超声波探伤执行机构调整至工作状态；

S3、超声波探伤执行机构调整至工作状态后，控制箱组件发送命令给耦合液供给组件和超声波探伤执行机构；

S4、耦合液供给组件配合超声波探伤执行机构执行探伤操作。

相对于现有技术，本实用新型的无轨式超声波探伤方法，在控制箱组件的作用下，能够实现探伤工作的自动进行，取代了传统人工的方式，不仅效率高、而且安全性好。

附图说明

图1为无轨式超声波探伤系统一种实施方式的示意图；

图2为控制箱组件一种实施方式的结构示意图；

图3为耦合液供给组件一种实施方式的结构示意图；

图4为无轨式移动组件和超声波探伤执行机构工作状态的示意图；

图5为轨式移动组件和超声波探伤执行机构关闭状态的示意图；

图6为无轨式移动组件一种实施方式的结构示意图；

图7为超声波探伤执行机构一种实施方式的结构示意图；

图8为超声波探伤执行机构的部分结构示意图；

图9为无轨式超声波探伤方法的流程示意图；

附图标记说明：

1-控制箱组件、2-耦合液供给组件、3-无轨式移动组件、4-超声波探伤执行机构、5-视频监测组件；

11-工控机、12-隔板、13-控制器、14-电源、15-散热风扇、16-键盘、 17-显示屏、18-探伤仪、19-柜体、21-耦合液桶、22-液压泵、23-流量计、 24-传输管路、31-连接板、32-固定板、33-第二电机、41-X向滑台、42-Z向滑台、43-耦合液喷嘴、44-分流装置、45-安装板、46-第一电机、47-超声波探伤头、48-距离传感器；

211-第一空腔、212-第二空腔、311-卡槽、411-转轴。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

如图1-8所示，一种无轨式超声波探伤系统，包括无轨式移动组件3、耦合液供给组件2、超声波探伤执行机构4和控制箱组件1；其中，无轨式移动组件3用于在待检测面上移动；耦合液供给组件2与无轨式移动组件3通过传输管路24连接，用于提供耦合液；超声波探伤执行机构4设置在无轨式移动组件3上，用于执行探伤操作；控制箱组件1，分别与耦合液供给组件2、无轨式移动组件3和超声波探伤执行机构4电连接，分别用以控制耦合液供给组件2的流量和流速、无轨式移动组件3的移动量、超声波探伤执行机构4 执行探伤操作。

具体地，无轨式移动组件3为磁吸附爬壁机器人，其通过线缆和控制箱组件1连接。需要说明的是，由于本实用新型大多是针对导磁性材料制成的构件进行探伤，磁吸附爬壁机器人能够吸附在构件的导磁壁面上，且能灵活移动。

其中，磁吸附爬壁机器人为四轮结构，运行平稳可靠，可以在平面、内凹曲面、外凸曲面上自由移动，还可以跨越高度在25mm以下的障碍，一般通过CAN总线和控制箱组件1连接。

具体地，耦合液供给组件2包括耦合液桶21、流量计23、液压泵22和传输管路24；耦合液桶21包括第一空腔211和第二空腔212，液压泵22设置在第一空腔211中，液压泵22的进口与第二空腔212相通；流量计23位于第一空腔211中，流量计23连通液压泵22出口和传输管路24；液压泵22 和流量计23通过线缆和控制箱组件1连接。

其中，第二空腔212用来盛装耦合液，同时为了便于向其内部补添耦合液，一般在耦合液桶21的外壁开设一个能够打开和闭合的进液孔。

其中，第一空腔211位于第二空腔212的上方，两者通过一个板分隔开，为了便于液压泵22抽取第二空腔212中的耦合液，液压泵22的进口设有伸入第二空腔212的软管，软管伸入第二空腔212的一端靠近第二空腔212的底端面。

同时，为了便于耦合液供给组件2与控制箱组件1电连接，耦合液供给组件2还设有控制装置，其设置在第一空腔211中，分别与控制箱组件1、液压泵22和流量计23电连接。

具体地，超声波探伤执行机构4包括Z向滑台42、X向滑台41、超声波探伤头47、耦合液喷嘴43和距离传感器48；Z向滑台42安装在X向滑台41 上，Z向滑台42上设置有安装板45，耦合液喷嘴43、超声波探伤头47和距离传感器48设置在安装板45上。

其中，Z向滑台42、X向滑台41、超声波探伤头47、距离传感器48分别与电控箱组件通过线缆连接；X向滑台41移动时，能够带动其他部件整体在左右方向上移动，Z向滑台42移动时，能够带动耦合液喷嘴43、超声波探伤头47和距离传感器48上下移动；距离传感器48检测与待检测面的距离，其将数据反馈给控制箱组件1后，控制箱组件1控制Z箱滑台上下移动，保证超声波探头始终紧贴在待检测面上；超声波探头通过一个支架拆卸式固定在安装板45上，其检测范围为0～10000mm，工作频率0.25～20MHz，针对不同板厚和检测位置，使用直探头、斜探头、双晶探头和穿透探头。

X向滑台41有三种不同的行程，分别为200mm、400mm和650mm，分别适用于测量不同的大小、位置的待检测面。

可选地，耦合液喷嘴43设有两个，两个耦合液喷嘴43对称设置在安装板45的左右两侧。能够实现安装板45两侧喷洒耦合液。

其中，安装板45上设有立柱，耦合液喷嘴43通过抱攀套在立柱上，同时，立柱上设有第一电机46，第一电机46与控制箱组件1通过线缆连接，第一电机46的转轴连接抱攀，第一电机46转轴转动时，抱攀能够绕着立柱旋转，从而调整耦合液喷嘴43的位置。

具体地，安装板45上还设有分流装置44，分流装置44与控制箱组件1 通过线缆连接，分流装置44设有两个流路，分别与两个耦合液喷嘴43相通。从而实现两个耦合液喷嘴43的导通与关闭。

其中，分流装置44可选为双通电磁阀，其进口与耦合液供给组件2的传输管路24连接，两个出口分别与两个耦合液喷嘴43相通，从而实现耦合液喷嘴43的导通与关闭。

具体地，无轨式移动组件3上拆卸式设有连接板31，连接板31的一端转动式连接超声波探伤执行机构4。由此，超声波探伤执行机构4在无轨式移动组件3上能够形成不同角度，工作时放下，不工作时收起，能够起到保护超声波探伤执行机构4的目的。

其中，连接板31上设有卡槽311，且卡槽311的一端设有与控制箱组件 1连接的第二电机33、超声波探伤执行机构4上设有转轴411，具体在X向滑台41上端边缘的中心位置，转轴411转动式位于卡槽311中，且其一端与第二电机33的电机轴连接，由此第二电机33转动，能够实现超声波探伤执行机构4不同角度的调节。正常空闲状态下，超声波探伤执行机构4处于关闭状态，整体与无轨式移动组件3的角度在45°-60°，由于第二电机33带自锁刹车，断电仍能使声波探伤执行机构4处于关闭状态；当Z向滑台42竖直时，超声波探伤执行机构4处于工作状态。

具体地，连接板31上设有视频监视组件5，视频监视组件5与控制箱组件1通过线缆连接，用以监控待检测面的状态以及超声波探伤执行机构4的状态。

其中，视频监视组件5为摄像头，其通过一个向上倾斜的固定板32设置在连接板31上，从而促使摄像头的镜头能够检测到指定位置。摄像头实时观测喷淋状态和耦合液流量大小，实时反馈信号到控制箱组件1；控制箱组件1 结合流量计23统计的耦合液流速，控制液压泵22的工作状态，从而实时调整耦合液流量的大小，既不浪费耦合液，同时也能满足探伤的流量要求。

具体地，控制箱组件1包括工控机11、探伤仪18，显示屏17；探伤仪 18与超声波探伤执行机构4电连接，工控机11与探伤仪18和显示屏17电连接。由此，通过显示屏17显示探伤的波形及探伤结果。

其中，除了超声波探伤头47是与探伤仪18电连接，其他与控制箱组件1 连接的器件都是与工控机11电连接的。

控制箱组件1还包括控制器13、电源14，控制器13分别与工控机11、电源14电连接，其中，工控机11和控制器13为整个系统的核心，用来控制无轨式移动组件3的移动以及超声波探伤执行机构4的探伤操作，电源为整个系统提供电能，电压一般为24V。

控制箱组件1还包括柜体19；柜体19采用紧凑型安装方式，通过隔板 12分为上、下两侧，分别布置安装各种电气元器件，从而充分利用控制箱内部空间，控制箱外形尺寸为400*300*250mm；柜体19上设有拉杆和万向滚轮，方便移动和转移；柜体19内部设有散热风扇15，其靠近控制器13，用于对控制器13进行散热。柜体19的上端设有转动的翻盖，显示屏17内嵌在翻盖中；柜体19上端面设有内嵌的键盘16和鼠标触摸板，能够实现控制指令的输入。

本实用新型的另一目的在于提供一种无轨式超声波探伤控制方法，如图9 所示，包括以下步骤：

S1、控制箱组件1发送命令给无轨式移动组件3，无轨式移动组件3运动至待检测面，并到达指定位置；

S2、无轨式移动组件3运动到指定位置后，控制箱组件1控制超声波探伤执行机构4调整至工作状态；

S3、超声波探伤执行机构4调整至工作状态后，控制箱组件1发送命令给耦合液供给组件2和超声波探伤执行机构4；

S4、耦合液供给组件2配合超声波探伤执行机构4执行探伤操作。

采用上述方法后，在控制箱组件1的作用下，能够实现探伤工作的自动进行，取代了传统人工的方式，不仅效率高、而且安全性好。

一种实施方式中，整套系统开始工作后，控制箱组件1控制无轨式移动组件3行走至待检测竖直立面上；无轨式移动组件3运行至待检测位置后，控制箱组件1控制第二电机33，第二电机33带动超声波探伤执行机构4至工作状态；控制箱组件1结合距离传感器48传输回来的数据，调整X向滑台41 和Z向滑台42至初始工作位置；控制箱组件1启动耦合液供给组件2；控制箱组件1控制液压泵22抽取耦合液并沿着传输管路24输送至耦合液喷嘴43，开始喷洒耦合液；

X向滑台41从左向右移动时，右侧的耦合液喷嘴43通过第一电机46调整其位置，控制箱组件1控制分流装置44，右侧的耦合液喷嘴43喷淋耦合液在待检测面上，开始从左向右执行探伤动作；整个行程结束后，控制箱组件1 控制无轨式移动组件3向前行走一段距离(小于等于横向探伤的宽度)；无轨式移动组件3行走过程中，控制箱组件1控制液压泵22停止工作，同时控制分流装置44闭合，不再喷淋耦合液，完成第一次探伤；一段时间后，X向滑台41从右向左移动时，左侧的耦合液喷嘴43通过第一电机46调整其位置，控制箱组件1控制分流装置44，左侧的耦合液喷嘴43喷淋耦合液在待检测面上，开始从右向左执行探伤动作；整个行程结束后，控制箱组件1控制无轨式移动组件3向前行走一段距离(小于等于横向探伤的宽度)；无轨式移动组件3行走过程中，控制箱组件1控制液压泵22停止工作，同时控制分流装置 44闭合，不再喷淋耦合液，完成第二次探伤；依次重复第一次探伤和第二次探伤，直至完成整个检测面的检测工作；

当最后一段检测面检测完毕后，控制箱组件1控制耦合液供给组件2中的液压泵22停止工作；第二电机33控制超声波探伤执行机构4升起至空闲状态，然后无轨式移动组件3驶离待检测面或者移至另外的工作区域继续重复上述流程；

在整个过程中，摄像头一直处于开启状态，实时监控检测面的状态以及超声波探伤执行机构4的状态。

上述方式中，无轨式移动组件3是从左向右工作或者从右向左工作，在其他实施方式中，无轨式移动组件3是从下向上工作或者从上向下工作。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种无轨式超声波探伤系统，其特征在于，包括：

无轨式移动组件(3)，用于在待检测面上移动；

耦合液供给组件(2)，与所述无轨式移动组件(3)通过传输管路(24)连接，用于提供耦合液；

超声波探伤执行机构(4)，设置在所述无轨式移动组件(3)上，用于执行探伤操作；

控制箱组件(1)，分别与所述耦合液供给组件(2)、所述无轨式移动组件(3)和所述超声波探伤执行机构(4)电连接，分别用以控制所述耦合液供给组件(2)的流量和流速、所述无轨式移动组件(3)的移动量、所述超声波探伤执行机构(4)执行探伤操作。

2.根据权利要求1所述的无轨式超声波探伤系统，其特征在于，所述无轨式移动组件(3)为磁吸附爬壁机器人，所述无轨式移动组件(3)通过线缆和所述控制箱组件(1)连接。

3.根据权利要求1所述的无轨式超声波探伤系统，其特征在于，所述耦合液供给组件(2)包括耦合液桶(21)、流量计(23)、液压泵(22)和所述传输管路(24)；所述耦合液桶(21)包括第一空腔(211)和第二空腔(212)，所述液压泵(22)设置在所述第一空腔(211)中，所述液压泵(22)的进口与所述第二空腔(212)相通；所述流量计(23)位于所述第一空腔(211)中，所述流量计(23)连通所述液压泵(22)出口和所述传输管路(24)；所述液压泵(22)和所述流量计(23)通过线缆和所述控制箱组件(1)连接。

4.根据权利要求1所述的无轨式超声波探伤系统，其特征在于，所述超声波探伤执行机构(4)包括Z向滑台(42)、X向滑台(41)、超声波探伤头(47)、耦合液喷嘴(43)和距离传感器(48)；所述Z向滑台(42)安装在X向滑台(41)上面，所述Z向滑台(42)上面设置有安装板(45)，所述耦合液喷嘴(43)、所述超声波探伤头(47)和所述距离传感器(48)设置在所述安装板(45)上。

5.根据权利要求4所述的无轨式超声波探伤系统，其特征在于，所述耦合液喷嘴(43)设有两个，两个所述耦合液喷嘴(43)设置在所述安装板(45)的左右两侧。

6.根据权利要求5所述的无轨式超声波探伤系统，其特征在于，所述安装板(45)上还设有分流装置(44)，所述分流装置(44)与所述控制箱组件(1)电连接，所述分流装置(44)设有两个流路，分别与两个所述耦合液喷嘴(43)相通。

7.根据权利要求1所述的无轨式超声波探伤系统，其特征在于，所述无轨式移动组件(3)上拆卸式设有连接板(31)，所述连接板(31)的一端转动式连接所述超声波探伤执行机构(4)。

8.根据权利要求7所述的无轨式超声波探伤系统，其特征在于，所述连接板(31)上设有视频监视组件(5)，所述视频监视组件(5)与所述控制箱组件(1)电连接，用以监控待检测面的状态以及所述超声波探伤执行机构(4)的状态。

9.根据权利要求1所述的无轨式超声波探伤系统，其特征在于，所述控制箱组件(1)包括工控机(11)、探伤仪(18)，显示屏(17)；所述探伤仪(18)与所述超声波探伤执行机构(4)电连接，所述工控机(11)分别与所述探伤仪(18)和所述显示屏(17)电连接。

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