RU2531037C1 - Device for inspection of macrodefects on internal surface of pipes - Google Patents

Device for inspection of macrodefects on internal surface of pipes Download PDF

Info

Publication number
RU2531037C1
RU2531037C1 RU2013118874/28A RU2013118874A RU2531037C1 RU 2531037 C1 RU2531037 C1 RU 2531037C1 RU 2013118874/28 A RU2013118874/28 A RU 2013118874/28A RU 2013118874 A RU2013118874 A RU 2013118874A RU 2531037 C1 RU2531037 C1 RU 2531037C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylindrical body
pipe
spring
limit switch
emitter
Prior art date
Application number
RU2013118874/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Львович Казанский
Станислав Рафаелевич Абульханов
Сергей Борисович Попов
Original Assignee
Российская академия наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская академия наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН) filed Critical Российская академия наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН)
Priority to RU2013118874/28A priority Critical patent/RU2531037C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2531037C1 publication Critical patent/RU2531037C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: device for inspection of macrodefects on the internal surface of the pipes comprises the emitter, radiation receiver, pipe guiding cylindrical body, mechanically linked with electric drive and installed along the body axis, limit switch, control unit, power supply unit connected through the control unit with the limit switch, meanwhile on the internal surface of the cylindrical body the symmetrical slots are made, in each of which four pairs of guide rollers with a step 90° are installed, the axle of each roller is rigidly connected with a bracket able to move along a normal to the surface of the cylindrical body, meanwhile each bracket is spring-loaded with reference to the cylindrical body, another end of the spring rests on the pressure sensor, the guiding pipe is installed using bearings in the cylindrical body with a possibility of rotational motion, the guiding pipe and cylindrical body are connected to each other by gear-and-pinion set, one of the wheels of which is connected with electric drive, the rod is installed on the same axle with the body and rests on the spring is installed with a possibility of axial movement, the second end of a spring rests on a pressure unit installed on a flange of the cylindrical body, meanwhile on the part of the rod located outside of interior of the cylindrical body, the limit switch is installed on the rod outside of the body and touches the end of inspected pipe, on the end of the guiding pipe the emitter is fixed, before the emitter the membrane is placed, in which the parallel slots with an angle of inclination towards the radiation receiver are made, in the guiding pipe the opening between the membrane and radiation receiver is made.
EFFECT: determination of geometrical parameters of macrodefects on the pipe surface with different colouring at keeping of high reliability of inspection results.
2 cl, 4 dwg

Description

Устройство относится к средствам контроля геометрических параметров макродефектов внутренней поверхности труб, например, нефтяного сортамента.The device relates to means for controlling the geometric parameters of macrodefects of the inner surface of pipes, for example, an oil assortment.

Известно устройство для контроля качества поверхности цилиндрических отверстий, содержащее цилиндрический корпус, в котором на подшипниках установлена направляющая труба, в которой укреплен световод, имеющий выходной конец, перпендикулярный оси направляющей трубы. При этом в цилиндрическом корпусе посредством резьбового соединения установлен центрирующий конус, на котором с зазором укреплен стакан, подпружиненный пружиной. Направляющая труба посредством зубчатых шестерен соединена с электродвигателем, укрепленным на державке, имеющей две группы контактов (А.с. №1221492, SU, МКИ4 G01B 21/30, опубл. 30.03.1986. Бюл. №12).A device for controlling the quality of the surface of cylindrical holes is known, comprising a cylindrical body in which a guide tube is mounted on bearings, in which a light guide having an output end perpendicular to the axis of the guide tube is mounted. At the same time, a centering cone is installed in the cylindrical housing by means of a threaded connection, on which a spring-loaded spring is mounted with a gap. The guide tube is connected by means of gear gears to an electric motor mounted on a holder having two groups of contacts (A.S. No. 1221492, SU, MKI 4 G01B 21/30, published on 03.30.1986. Bull. No. 12).

Недостатком известного устройства является невозможность контроля геометрических параметров макродефектов (забоин, задиров, коррозионных раковин) поверхности отверстий, на показания устройства влияет цветность контролируемой поверхности.A disadvantage of the known device is the inability to control the geometric parameters of macrodefects (nicks, nicks, corrosion sinks) of the surface of the holes, the color of the surface being affected affects the readings of the device.

Известно устройство для контроля микрорельефа поверхностей, содержащее стойку, измерительную головку с механизмом ориентации, выполненную в виде волоконно-оптического преобразователя со световодом в виде коллектора. При этом в устройстве выполняют механизм ориентации в виде подвески с двумя колесами, расположенными одно от другого на расстоянии, превышающем диаметр внешнего световода коллектора преобразователя, двуплечий рычаг, установленный шарнирно на стойке с возможностью качания в плоскости оси симметрии стойки и соединенный одним плечом посредством упругой связи со стойкой, а другое плечо шарнирно закреплено на подвеске. Измерительная головка укреплена между осями вращения колес, а шарнир, соединяющий подвеску и плечо рычага, смещен относительно линии центров колес (А.с. 1528079, SU, МКИ4 G01B 5/28, опубл. 29.03.1988).A device for controlling the microrelief of surfaces, comprising a stand, a measuring head with an orientation mechanism, made in the form of a fiber optic transducer with a light guide in the form of a collector. At the same time, the device performs an orientation mechanism in the form of a suspension with two wheels located one from another at a distance exceeding the diameter of the external fiber of the converter manifold, a two-arm lever pivotally mounted on the rack with the possibility of swinging in the plane of the axis of symmetry of the rack and connected by one shoulder by means of elastic coupling with a stand, and the other shoulder is pivotally mounted on the suspension. The measuring head is fixed between the axes of rotation of the wheels, and the hinge connecting the suspension and the arm of the lever is displaced relative to the line of the centers of the wheels (AS 1528079, SU, MKI 4 G01B 5/28, published on 03.29.1988).

Недостатком известного устройства является невозможность контроля геометрических параметров макродефеков (забоин, задиров, коррозионных раковин) поверхности отверстий, на показания устройства влияет цветность контролируемой поверхности.A disadvantage of the known device is the inability to control the geometric parameters of macrodefects (nicks, nicks, corrosion sinks) of the surface of the holes, the color of the controlled surface affects the readings of the device.

Наиболее близким по своей технической сущности является устройство для контроля шероховатости поверхности отверстий, содержащее направляющую трубу с зубчатой рейкой, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения и соединенной через шестерню, червячное колесо и червяк с электродвигателем. При этом осевое движение направляющей трубы ограничивают концевые выключатели, а в направляющей трубе размещен волокнно-оптический световод, представляющий из себя цилиндрический коллектор и работающий как датчик шероховатости (А.с. №1594350, SU, МКИ5 G01B 11/30, опубл. 23.09.1990).The closest in technical essence is a device for controlling the surface roughness of the holes, containing a guide tube with a gear rack mounted in the housing with the possibility of axial movement and connected through a gear, a worm wheel and a worm with an electric motor. Thus axial movement of the guide tube end limit switches and housed in a guide tube fiber-optic light guide, which is of a cylindrical collector, and functions as a roughness sensor (AS №1594350, SU, MKI 5 G01B 11/30, publ. 23.09 .1990).

Недостатком известного устройства также является невозможность контроля геометрических параметров макродефектов (забоин, задиров, коррозионных раковин) поверхности отверстий, на показания устройства влияет цветность контролируемой поверхности.A disadvantage of the known device is the inability to control the geometric parameters of macrodefects (nicks, nicks, corrosion sinks) of the surface of the holes, the color of the controlled surface affects the readings of the device.

В основу изобретения поставлена задача определения геометрических параметров макродефектов на поверхности труб, имеющих различную цветность.The basis of the invention is the task of determining the geometric parameters of macrodefects on the surface of pipes having different colors.

Задача решается за счет того, что устройство контроля макродефектов на внутренней поверхности труб, содержащее излучатель, приемник излучения, цилиндрический корпус направляющую трубу, механически связанную с электроприводом и установленную вдоль оси корпуса, концевой выключатель, блок управления, блок питания, связанный через блок управления с концевым выключателем, согласно изобретению на внутренней поверхности цилиндрического корпуса выполнены симметричные пазы, в каждый из которых установлены четыре пары направляющих ролика с шагом в 90°, ось каждого ролика жестко связана с кронштейном, имеющим возможность перемещения вдоль нормали к поверхности цилиндрического корпуса, при этом каждый кронштейн подпружинен относительно цилиндрического корпуса, другой конец пружины опирается на датчик давления, направляющая труба установлена с помощью подшипников в цилиндрическом корпусе с возможностью вращательного движения, направляющая труба и цилиндрический корпус связаны между собой зубчатой парой, одно из колес которой связано с электроприводом, на одной оси с корпусом установлен с возможностью осевого перемещения шток, опирающийся на пружину, второй конец пружины опирается на датчик давления, установленный на фланце цилиндрического корпуса, при этом на части штока, находящейся вне внутренности цилиндрического корпуса, концевой выключатель установлен на штоке вне корпуса и касается торца контролируемой трубы, на торце направляющей трубы укреплен излучатель, перед излучателем размещена мембрана, в которой выполнены параллельные щели, имеющая угол наклона в сторону приемника излучения, в направляющей трубе выполнено окно между мембраной и приемником излучения.The problem is solved due to the fact that the device for monitoring macrodefects on the inner surface of the pipes, containing an emitter, a radiation receiver, a cylindrical body, a guide tube mechanically connected to the electric drive and installed along the axis of the body, a limit switch, a control unit, a power supply unit connected through a control unit with limit switch, according to the invention on the inner surface of the cylindrical body made symmetrical grooves, each of which has four pairs of guide rollers with at 90 °, the axis of each roller is rigidly connected to the bracket, which can be moved along the normal to the surface of the cylindrical body, each bracket being spring-loaded relative to the cylindrical body, the other end of the spring is supported by a pressure sensor, the guide tube is mounted using bearings in a cylindrical body with with the possibility of rotational movement, the guide tube and the cylindrical body are interconnected by a gear pair, one of the wheels of which is connected to the electric drive, on the same axis as the body ohm mounted with the possibility of axial movement of the rod, resting on the spring, the second end of the spring is supported by a pressure sensor mounted on the flange of the cylindrical body, while on the part of the rod located outside the inside of the cylindrical body, the limit switch is mounted on the rod outside the body and touches the end of the pipe being monitored , the emitter is fixed at the end of the guide tube, a membrane is placed in front of the emitter, in which parallel slots are made, having an angle of inclination towards the radiation receiver, in the A window is made between the membrane and the radiation receiver.

Кроме того, все датчики давления, концевой выключатель, блок питания подключены к блоку управления, подсоединенному к электроприводу.In addition, all pressure sensors, limit switch, power supply are connected to the control unit connected to the electric drive.

На фиг.1 изображены фронтальное сечение трубы и фронтальный вид кинематической схемы устройства контроля макродефектов на внутренней поверхности труб;Figure 1 shows the front section of the pipe and the front view of the kinematic diagram of the device for monitoring macrodefects on the inner surface of the pipes;

на фиг.2 изображено сечение А-А;figure 2 shows a section aa;

на фиг.3 показан фронтальный вид направляющей трубы с окном и сечение фронтального вида направляющей трубы с окном;figure 3 shows a front view of a guide pipe with a window and a cross section of a front view of a guide pipe with a window;

на фиг.4 изображена блок-схема системы управления работы устройством.figure 4 shows a block diagram of a control system for operating the device.

Устройство контроля макродефектов на внутренней поверхности труб содержит цилиндрический корпус 1, соосно установлена направляющая труба 2 с укрепленным на торце излучателем 3. Перед излучателем закреплена мембрана 4 с несколькими параллельными щелями 5. Направляющая труба 2 установлена с возможностью вращения посредством пары подшипников 6 и связана с корпусом 1 при помощи зубчатой пары 7, подсоединенной к электроприводу 8. На внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 выполнены симметричные пазы, в каждый из которых установлены четыре пары направляющих ролика 9 с шагом в 90°, ось каждого ролика 9 жестко связана с кронштейнами 10, имеющими возможность перемещения вдоль нормали к поверхности цилиндрического корпуса 1. Каждый кронштейн 10 опирается на пружину 11. Один из торцов пружины 11 опирается на датчик давления 12. На одной оси с корпусом 1 установлен с возможностью осевого перемещения шток 13, опирающийся на пружину 14, второй конец пружины опирается на датчик давления 15, установленный на фланце 16 цилиндрического корпуса 1. На части штока 13, находящейся вне цилиндрического корпуса, установлен концевой выключатель 17.The macrodefects control device on the inner surface of the pipes contains a cylindrical body 1, a guide pipe 2 with an emitter mounted on the end 3 is mounted coaxially. A membrane 4 with several parallel slots 5 is mounted in front of the emitter. The guide pipe 2 is mounted for rotation by means of a pair of bearings 6 and connected to the housing 1 by means of a gear pair 7 connected to an electric drive 8. Symmetrical grooves are made on the inner surface of the cylindrical body 1, each of which has four four pairs of guide rollers 9 in increments of 90 °, the axis of each roller 9 is rigidly connected to brackets 10 that can be moved along the normal to the surface of the cylindrical housing 1. Each bracket 10 is supported by a spring 11. One of the ends of the spring 11 is supported by a pressure sensor 12 . On the same axis with the housing 1 is mounted with axial movement of the rod 13, supported by a spring 14, the second end of the spring is supported by a pressure sensor 15 mounted on the flange 16 of the cylindrical housing 1. On the part of the rod 13, which is outside the cylindrical housing, limit switch 17 is installed.

В направляющей трубе 2 выполнено окно 18, расположенное между мембраной 4 и приемником излучения 19.A window 18 is made in the guide tube 2, located between the membrane 4 and the radiation receiver 19.

Все датчики давления 12, концевой выключатель 17, блок питания 20 подключены к блоку управления 21, подсоединенному к электроприводу 8. Контролируемая труба 22.All pressure sensors 12, limit switch 17, power supply 20 are connected to a control unit 21 connected to an electric actuator 8. A controlled pipe 22.

Устройство работает следующим образом. Оператор (на чертеже не показан) устанавливает направляющую трубу 2 в отверстие контролируемой трубы 22 и вводит направляющую трубу 2 и цилиндрический корпус 1 во внутренность трубы 22 до касания всеми роликами 9 поверхности отверстия, в результате чего происходит центрирование направляющей трубы 2 и цилиндрического корпуса 1 относительно оси симметрии трубы 22.The device operates as follows. The operator (not shown) installs the guide pipe 2 into the hole of the pipe 22 to be monitored and inserts the guide pipe 2 and the cylindrical body 1 into the inside of the pipe 22 until all rollers 9 touch the hole surface, as a result of which the guide pipe 2 and the cylindrical body 1 are centered relative to axis of symmetry of the pipe 22.

После касания всеми роликами 9 поверхности отверстия трубы 22 начинают работать приемник излучения 19 и излучатель 3, питаемые по команде блока управления 21 блоком питания 20. Световой поток, сформированный излучателем 3, падает на мембрану 4 и через щели 5 попадает через окно 18, выполненное на образующей направляющей трубы 2, на контролируемую поверхность отверстия трубы 22 в виде непересекающихся световых отрезков. Такое освещение контролируемой поверхности является структурированным освещением (http://www.aqsense.com/docs/docu/structuredLight.html http://www.gdiy.com/projects/structured-light-3d-scanning/index.php?lang=ru). Световой поток в виде световых отрезков падает на контролируемую поверхность трубы 22 через окно 18 благодаря наклону мембраны 4 по отношению к оси симметрии направляющей трубы 2. Поверхность отверстия трубы 22 может иметь дефекты. Световые отрезки, падающие на эти дефекты, изменяют свою форму, т.е. на каких-то своих фрагментах они теряют свою прямолинейность.After all the rollers 9 touch the surface of the hole in the pipe 22, the radiation receiver 19 and emitter 3 begin to work, fed by the command of the control unit 21 of the power unit 20. The light flux generated by the emitter 3 falls on the membrane 4 and through the slots 5 enters through the window 18, made on generatrix of the guide pipe 2, on the controlled surface of the hole of the pipe 22 in the form of disjoint light segments. Such controlled surface lighting is structured lighting (http://www.aqsense.com/docs/docu/structuredLight.html http://www.gdiy.com/projects/structured-light-3d-scanning/index.php?lang = ru). Luminous flux in the form of light segments falls on the controlled surface of the pipe 22 through the window 18 due to the inclination of the membrane 4 with respect to the axis of symmetry of the guide pipe 2. The surface of the hole of the pipe 22 may have defects. The light segments incident on these defects change their shape, i.e. on some of their fragments, they lose their straightforwardness.

Угол наклона мембраны 4 относительно оси симметрии цилиндрического корпуса 1 выбирается таким образом, чтобы сформированный световой поток щелями 5 и излучателем 3 падал через окно 18 направляющей трубы 2 на контролируемую поверхность отверстия трубы 22. При этом размеры окна 18 таковы, что отраженный от поверхности отверстия трубы 22 световой поток через окно 18 попадает на приемник излучения 19.The angle of inclination of the membrane 4 relative to the axis of symmetry of the cylindrical body 1 is selected so that the generated light flux by the slots 5 and emitter 3 falls through the window 18 of the guide pipe 2 onto the controlled surface of the pipe opening 22. Moreover, the dimensions of the window 18 are such that reflected from the surface of the pipe opening 22, the light flux through the window 18 enters the radiation receiver 19.

Оптическая ось приемника излучения 19 должна быть сосной оси симметрии цилиндрического корпуса 1. При этом приемник излучения 19 воспринимает все изменения прямолинейности световых отрезков на поверхности отверстия трубы 22. Все изображения, зафиксированные приемником излучения 19, анализируются с помощью компьютера (на фиг. не показан), например, по методикам в соответствии с работами (Система регистрации железнодорожных составов цистерн / Волотовский С.Г., Казанский Н.Л. Попов С.Б. // Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2004611969 по заявке №2004611381 от 29 июня 2004 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 26 августа 2004 г.; Казанский, Н.Л. Система технического зрения для определения количества гель-частиц в растворе полимера / Н.Л. Казанский, С.Б. Попов // Компьютерная оптика. - 2009. - Том 33, №3. - С.325-331). В результате такого анализа могут быть определены максимальная глубина дефекта, его наибольшие ширина и протяженность. Структурированное освещение не зависит от цвета контролируемой поверхности, поэтому структурированное освещение для контроля геометрических параметров поверхности отверстия может быть использовано для контроля труб различного назначения. Чем больше световых отрезков, сформированных мембраной 4, щелями 5 и излучателем 3, тем большая площадь может контролироваться одномоментно. Чем тоньше световые отрезки и чем меньше между ними расстояние, тем более точным будет контроль геометрических размеров макродефектов на поверхности отверстия трубы 22.The optical axis of the radiation receiver 19 should be the pine axis of symmetry of the cylindrical body 1. In this case, the radiation receiver 19 perceives all changes in the straightness of light segments on the surface of the pipe opening 22. All images recorded by the radiation receiver 19 are analyzed using a computer (not shown in Fig.) , for example, according to the methods in accordance with the work (System for registering railway trains / Volotovsky S.G., Kazansky N.L. Popov S.B. // Certificate of official registration of computer programs No. 2004611969 according to the application No. 2004611381 dated June 29, 2004. Registered in the Register of computer programs on August 26, 2004; Kazansky, N.L. Vision system for determining the number of gel particles in a polymer solution / N.L. Kazansky, C .B. Popov // Computer Optics. - 2009. - Volume 33, No. 3. - S.325-331). As a result of such an analysis, the maximum depth of a defect, its greatest width and extent can be determined. Structured lighting does not depend on the color of the surface being monitored; therefore, structured lighting to control the geometric parameters of the hole surface can be used to control pipes for various purposes. The more light segments formed by the membrane 4, slots 5 and emitter 3, the larger the area can be monitored simultaneously. The thinner the light segments and the smaller the distance between them, the more accurate will be the control of the geometric dimensions of macrodefects on the surface of the pipe opening 22.

Момент касания всеми роликами 9 поверхности отверстия трубы 22 фиксируется датчиками давления 12. После касания всеми роликами 9 поверхности отверстия трубы 22 начинают анализироваться показания датчика давления 15, показания которого характеризуют скорость продвижения во внутренность трубы 22 цилиндрического корпуса 1 и направляющей трубы 2. Скорость продвижения во внутренность контролируемой трубы 22 цилиндрического корпуса 1 и направляющей трубы 2 обеспечивает оператор (на чертеже не показан), воздействующий на шток 13, который в свою очередь сжимает пружину 14, давящую одним своим торцом на датчик давления 15, опирающийся на фланец 16 цилиндрического корпуса 1.The moment of contact by all rollers 9 of the surface of the hole of the pipe 22 is fixed by pressure sensors 12. After the contact of all rollers 9 of the surface of the hole of the pipe 22, the readings of the pressure sensor 15 begin to be analyzed, the readings of which characterize the speed of advancement into the interior of the pipe 22 of the cylindrical body 1 and the guide pipe 2. The speed of advancement the inside of the controlled pipe 22 of the cylindrical body 1 and the guide pipe 2 is provided by an operator (not shown in the drawing) acting on the rod 13, which in turn q compresses the spring 14, pressing one end on the pressure sensor 15, resting on the flange 16 of the cylindrical body 1.

Чем больше скорость продвижения цилиндрического корпуса 1 и направляющей трубы 2 во внутренность отверстия трубы 22, тем большее давление оказывает пружина 14 на датчик давления 15 и тем большая по команде блока управления 21 имеет место частота вращения электропривода 8, который через зубчатую пару 7 и подшипники 6 приводит во вращение направляющую трубу 2. Это приводит к тому, что световые отрезки, сформированные излучателем 3 и щелями 5 мембраны 4, начинают сканирующее вращение по поверхности отверстия трубы 22. При этом световые отрезки совершают также прямолинейное движение вдоль оси симметрии трубы 22 под действием штока 13. Протяженность световых отрезков регламентируется протяженностью (длиной) окна 18, выполненного на образующей направляющей трубы 2.The greater the speed of advancement of the cylindrical body 1 and the guide pipe 2 into the interior of the hole of the pipe 22, the greater the pressure exerted by the spring 14 on the pressure sensor 15 and the greater the speed of the electric actuator 8, which through the gear pair 7 and bearings 6, takes place at the command of the control unit 21 leads the rotation of the guide tube 2. This leads to the fact that the light segments formed by the emitter 3 and the slots 5 of the membrane 4, begin scanning rotation along the surface of the hole of the pipe 22. In this case, the light segments make are also rectilinear motion along the axis of symmetry of the pipe 22 under the action of rod 13. The length light regulated segments length (length) of the window 18 formed on the generatrix of the guide tube 2.

Четыре пары роликов 9 необходимы для центрирования осей симметрии цилиндрического корпуса 1 и направляющей трубы 2 в отверстии трубы 22.Four pairs of rollers 9 are necessary for centering the axis of symmetry of the cylindrical body 1 and the guide pipe 2 in the hole of the pipe 22.

Для оператора (на фиг. не показан) срабатывание концевого выключателя 17 означает, что достигнута заданная протяженность контролируемого фрагмента поверхности отверстия трубы 22 и что устройство необходимо начать извлекать из внутренности трубы 22. При этом блоком управления 21 отключается работа датчиков давления 12 и 15, приемник излучения 19, излучатель 3. Блок управления 21 поворачивает ротор электропривода 8 в положение, соответствующее началу контроля трубы 22.For the operator (not shown in Fig.), The operation of the limit switch 17 means that the specified length of the controlled fragment of the surface of the hole in the pipe 22 has been reached and that the device must be removed from the inside of the pipe 22. At the same time, the pressure sensors 12 and 15 are turned off by the control unit 21, the receiver radiation 19, emitter 3. The control unit 21 rotates the rotor of the electric drive 8 to a position corresponding to the beginning of the control pipe 22.

Положение концевого выключателя 17 на штоке 13 определяет протяженность фрагмента поверхности отверстия трубы 22, подлежащего контролю.The position of the limit switch 17 on the rod 13 determines the extent of the fragment of the surface of the hole of the pipe 22 to be controlled.

Протяженность направляющей трубы 2 и цилиндрического корпуса 1, а также ширина и длина окна 18, обуславливающие плотность и протяженность световых отрезков на поверхности трубы 22, заносятся оператором в блоке управления 21, который формирует такой частотный режим работы электропривода 8, что при внесении устройства во внутренность отверстия трубы 22 направляющая труба 2 повернется на такой угол, что за время контроля на фрагменте контролируемой поверхности не будет зон, которые бы не были освещены световыми отрезками, сформированными щелями 5 мембраны 4.The length of the guide tube 2 and the cylindrical body 1, as well as the width and length of the window 18, which determine the density and length of the light segments on the surface of the pipe 22, are entered by the operator in the control unit 21, which forms such a frequency mode of operation of the electric drive 8 that when the device is inserted into the inside the holes of the pipe 22, the guide pipe 2 will rotate at such an angle that during the control period there will be no zones on the fragment of the surface to be monitored that are not illuminated by light segments formed by slits 5 membranes 4.

Угол поворота направляющей трубы 2 относительно цилиндрического корпуса 1 и трубы 22 ограничен электропроводами, питающими излучатель 3. Кроме того, окно 18 имеет определенную ширину и длину, ограничивающие зону сканирования. По этой причине величина угла поворота направляющей трубы 2 в момент окончания контроля поверхности отверстия трубы 22 должна составлять 360°+Δ, где величина Δ определяется шириной окна 18.The rotation angle of the guide tube 2 relative to the cylindrical body 1 and the pipe 22 is limited by electric wires supplying the emitter 3. In addition, the window 18 has a certain width and length that limit the scanning area. For this reason, the angle of rotation of the guide pipe 2 at the time of the end of the control of the surface of the hole of the pipe 22 should be 360 ° + Δ, where the value Δ is determined by the width of the window 18.

Количество щелей 5 мембраны 4 обусловлено характером проводимого контроля. В случае если необходимо проконтролировать только глубину раковины (забоины, риски и т.д.) на поверхности отверстия трубы 22, то тогда необходима по крайней мере одна щель 5 на мембране 4. Когда необходимо осуществить контроль глубины и протяженности, например, раковины, то минимальное количество щелей 5 должно быть две. Для контроля глубины, ширины и протяженности, например, раковины потребуется минимум три щели 5. Чем больше щелей 5 на мембране 4, тем более точный и достоверный контроль геометрических параметров поверхностного дефекта отверстия трубы 22.The number of slots 5 of the membrane 4 is due to the nature of the control. If it is only necessary to check the depth of the shell (nicks, risks, etc.) on the surface of the hole in the pipe 22, then at least one slot 5 on the membrane 4 is needed. When it is necessary to control the depth and length, for example, of the sink, the minimum number of slots 5 should be two. To control the depth, width and length, for example, of the shell, a minimum of three slots 5 will be required. The more slots 5 on the membrane 4, the more accurate and reliable control of the geometric parameters of the surface defect of the pipe opening 22.

Для того чтобы исключить влияние люфта на время начала сжатия датчика давления 15, пружина 14 перед началом работы должна иметь первичный натяг (сжатие).In order to exclude the influence of play on the start time of compression of the pressure sensor 15, the spring 14 must have a primary interference (compression) before starting work.

В качестве датчиков давления 12 и 15 могут быть использованы, например, пьезокерамические датчики ЦТС-19 (http://www.elpapiezo.ru/elements.shtml).As pressure sensors 12 and 15, for example, TsTS-19 piezoceramic sensors (http://www.elpapiezo.ru/elements.shtml) can be used.

В качестве электропривода 8 используется шаговый двигатель, например, модели 28BYJ-48 5 В (http://devicter.ru/goods/28BYJ-48-High-qualitv-Stepper-motor-5V?from=ZTE5) или ШД-10/100М (http://energo20.ru/article-0-72-435.html).As an electric drive 8, a stepper motor is used, for example, model 28BYJ-48 5 V (http://devicter.ru/goods/28BYJ-48-High-qualitv-Stepper-motor-5V?from=ZTE5) or ШД-10 / 100M (http://energo20.ru/article-0-72-435.html).

В качестве излучателя 3 может использоваться инфракрасный источник света. В этом случае исключаются помехи в виде засветок приемника излучения 19, что повышает достоверность результатов контроля поверхности отверстия трубы 22.As the emitter 3 can be used infrared light source. In this case, interference in the form of flare of the radiation receiver 19 is excluded, which increases the reliability of the results of monitoring the surface of the hole of the pipe 22.

Блок управления 21 есть программируемый контроллер или микропроцессор.The control unit 21 is a programmable controller or microprocessor.

Соосность оптической оси приемника излучения 19 необходима для того, чтобы исключить детерминированное искажение отраженного излучения от контролируемой поверхности отверстия трубы 22, обусловленное несоосностью цилиндрического корпуса 1 и приемника излучения 19. Соосность в этом случае повышает достоверность результатов контроля поверхности отверстия трубы 22. В качестве приемника излучения 19 использовалась телекамера повышенной резкости изображения модели MINI-BULET550TVL (http://www.radcam.ru/index.php?productID=514), модели JK-927 (http://www.radcam.ru/index.php?productID=438) или модели 900-СВ (http://www.radcam.ru/index.php?productID=589).The alignment of the optical axis of the radiation receiver 19 is necessary in order to exclude deterministic distortion of the reflected radiation from the controlled surface of the pipe opening 22, due to the misalignment of the cylindrical body 1 and the radiation receiver 19. In this case, the alignment increases the reliability of the results of monitoring the surface of the pipe opening 22. As a radiation receiver 19, a sharpened image camera of the MINI-BULET550TVL model (http://www.radcam.ru/index.php?productID=514) and the JK-927 model (http://www.radcam.ru/index.php?productID were used = 438) or m Delhi 900-SV (http://www.radcam.ru/index.php?productID=589).

Заявляемое устройство было реализовано и испытано на трубе насос-компрессорной (НКТ 73 ГОСТ 633-80), имеющей внутренний диаметр отверстия 62 мм. Контроль осуществлялся на поверхности отверстия, прилегающей к торцу трубы, имеющей протяженность 300 мм. Испытания показали высокую достоверность результатов контроля.The inventive device was implemented and tested on a pump-compressor pipe (tubing 73 GOST 633-80), having an inner hole diameter of 62 mm The control was carried out on the surface of the hole adjacent to the end of the pipe, having a length of 300 mm Tests have shown high reliability of the control results.

Claims (2)

1. Устройство контроля макродефектов на внутренней поверхности труб, содержащее излучатель, приемник излучения, цилиндрический корпус, направляющую трубу, механически связанную с электроприводом и установленную вдоль оси корпуса, концевой выключатель, блок управления, блок питания, связанный через блок управления с концевым выключателем, отличающееся тем, что на внутренней поверхности цилиндрического корпуса выполнены симметричные пазы, в каждый из которых установлены четыре пары направляющих роликов с шагом в 90°, ось каждого ролика жестко связана с кронштейном, имеющим возможность перемещения вдоль нормали к поверхности цилиндрического корпуса, при этом каждый кронштейн подпружинен относительно цилиндрического корпуса, другой конец пружины опирается на датчик давления, направляющая труба установлена с помощью подшипников в цилиндрическом корпусе с возможностью вращательного движения, направляющая труба и цилиндрический корпус связаны между собой зубчатой парой, одно из колес которой связано с электроприводом, на одной оси с корпусом установлен с возможностью осевого перемещения шток, опирающийся на пружину, второй конец пружины опирается на датчик давления, установленный на фланце цилиндрического корпуса, при этом на части штока, находящейся вне внутренности цилиндрического корпуса, концевой выключатель установлен на штоке вне корпуса и касается торца контролируемой трубы, на торце направляющей трубы укреплен излучатель, перед излучателем размещена мембрана, в которой выполнены параллельные щели, имеющая угол наклона в сторону приемника излучения, в направляющей трубе выполнено окно между мембраной и приемником излучения.1. A device for monitoring macrodefects on the inner surface of the pipes, comprising a radiator, a radiation receiver, a cylindrical body, a guide pipe mechanically coupled to the electric drive and installed along the axis of the body, a limit switch, a control unit, a power supply unit connected through a control unit with a limit switch, characterized the fact that on the inner surface of the cylindrical body symmetrical grooves are made, in each of which four pairs of guide rollers are installed in increments of 90 °, the axis of each roller it is tightly connected with an arm that can move along the normal to the surface of the cylindrical body, with each arm being spring-loaded relative to the cylindrical body, the other end of the spring resting on the pressure sensor, the guide tube mounted with bearings in a cylindrical housing with the possibility of rotational movement, the guide tube and cylindrical the housing is interconnected by a gear pair, one of the wheels of which is connected to the electric drive, is installed on the same axis with the housing with the possibility of of the spring movement, the rod resting on the spring, the second end of the spring rests on a pressure sensor mounted on the flange of the cylindrical body, while on the part of the stem located outside the inside of the cylindrical body, the limit switch is mounted on the rod outside the body and touches the end of the pipe being monitored, on the end of the guide the emitter is fixed to the pipe, a membrane is placed in front of the emitter, in which parallel slots are made, having an angle of inclination towards the radiation receiver, a window between the membrane and the radiation detector. 2. Устройство контроля макродефектов на внутренней поверхности труб по п.1, отличающееся тем, что все датчики давления, концевой выключатель, блок питания подключены к блоку управления, подсоединенному к электроприводу. 2. The macrodefects control device on the inner surface of the pipes according to claim 1, characterized in that all pressure sensors, a limit switch, a power supply are connected to a control unit connected to the electric drive.
RU2013118874/28A 2013-04-23 2013-04-23 Device for inspection of macrodefects on internal surface of pipes RU2531037C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013118874/28A RU2531037C1 (en) 2013-04-23 2013-04-23 Device for inspection of macrodefects on internal surface of pipes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013118874/28A RU2531037C1 (en) 2013-04-23 2013-04-23 Device for inspection of macrodefects on internal surface of pipes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2531037C1 true RU2531037C1 (en) 2014-10-20

Family

ID=53381869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013118874/28A RU2531037C1 (en) 2013-04-23 2013-04-23 Device for inspection of macrodefects on internal surface of pipes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2531037C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU182588U1 (en) * 2017-12-27 2018-08-23 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" PRODUCT SURFACE GEOMETRIC CONTROL DEVICE
EA035636B1 (en) * 2017-12-27 2020-07-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Device for control of geometric parameters of a product surface
CN113670244A (en) * 2021-10-22 2021-11-19 马拉兹(江苏)电梯导轨有限公司 T-shaped hollow elevator guide rail section deviation testing device and method
CN117589114A (en) * 2024-01-16 2024-02-23 泰州市爱国机械有限公司 Planetary gear shaft symmetry degree detection equipment and detection method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1221492A1 (en) * 1984-05-07 1986-03-30 Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Им.Акад.С.П.Королева Arrangement for inspecting quality of cylindrical hole surface
SU1594350A1 (en) * 1988-10-10 1990-09-23 Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева Device for inspecting surface rougness
US6614923B1 (en) * 1998-01-06 2003-09-02 Hitachi, Ltd. Pattern inspecting method and apparatus thereof, and pattern inspecting method on basis of electron beam images and apparatus thereof
SU1528079A1 (en) * 1988-03-29 2004-07-10 С.Р. Абульханов DEVICE FOR CONTROL OF SURFACE MICRORELIFE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1221492A1 (en) * 1984-05-07 1986-03-30 Куйбышевский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Им.Акад.С.П.Королева Arrangement for inspecting quality of cylindrical hole surface
SU1528079A1 (en) * 1988-03-29 2004-07-10 С.Р. Абульханов DEVICE FOR CONTROL OF SURFACE MICRORELIFE
SU1594350A1 (en) * 1988-10-10 1990-09-23 Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева Device for inspecting surface rougness
US6614923B1 (en) * 1998-01-06 2003-09-02 Hitachi, Ltd. Pattern inspecting method and apparatus thereof, and pattern inspecting method on basis of electron beam images and apparatus thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU182588U1 (en) * 2017-12-27 2018-08-23 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" PRODUCT SURFACE GEOMETRIC CONTROL DEVICE
EA035636B1 (en) * 2017-12-27 2020-07-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Device for control of geometric parameters of a product surface
CN113670244A (en) * 2021-10-22 2021-11-19 马拉兹(江苏)电梯导轨有限公司 T-shaped hollow elevator guide rail section deviation testing device and method
CN113670244B (en) * 2021-10-22 2022-01-18 马拉兹(江苏)电梯导轨有限公司 T-shaped hollow elevator guide rail section deviation testing device and method
CN117589114A (en) * 2024-01-16 2024-02-23 泰州市爱国机械有限公司 Planetary gear shaft symmetry degree detection equipment and detection method thereof
CN117589114B (en) * 2024-01-16 2024-04-26 泰州市爱国机械有限公司 Planetary gear shaft symmetry degree detection equipment and detection method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2531037C1 (en) Device for inspection of macrodefects on internal surface of pipes
JP5603231B2 (en) Method and apparatus for optical measurement of external threads
EP3099549B1 (en) Method and tool to determine a brake disk deterioration state
CN102162717B (en) Device and method for automatically detecting composite errors of spiral inner raceway of ball nut
US10207297B2 (en) Method and system for inspecting a manufactured part at an inspection station
CN101382422A (en) Internal contour outline automatic detection system for pipe-shaped parts
WO2013118912A1 (en) Inside-diameter measurement device
CN106767470A (en) A kind of non-contact type bearing lasso inner diameter measuring device
CN105378444A (en) Method for detecting defects in a rod-shaped transparent object
JP6571963B2 (en) Inner surface inspection device
EP3091332B1 (en) A catoptric imaging device for drill measuring
CN204612669U (en) A kind of crude oil pipeline wax deposition thickness off-line detection device
CN108332656B (en) Elbow pipe detection device based on measuring light curtain
CN115854887B (en) Distance measuring mechanism and method
KR101180835B1 (en) Apparatus for inspecting defects
CN116908211A (en) Defect detection device for manufacturing optical fiber perform
CN110823908A (en) Cylinder inner wall check out test set
CN107367478A (en) Non-dispersive infrared optical sulfur hexafluoride gas concentration sensor
JP6675749B1 (en) Cylindrical inner surface inspection device
JP5791485B2 (en) Pipe insertion type ultrasonic flaw detector
WO2017138083A1 (en) V-block refractometer
CN111025619A (en) Device for detecting defects of inner wall of cylinder
CN110849233B (en) Online measurement method for effective volume of piston cylinder of piston type gas flow standard device
CN101109621B (en) Optical measuring method for hole cubage
JPH0423746B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200424