專利名稱：X射線管道爬行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是以X射線探傷檢測管道焊疑質(zhì)量的管道探傷爬行器。
背景技術(shù)：
X射線無損探傷管道爬行器是用于檢測輸送石油、天然氣或其它流動性化工產(chǎn)品管道焊縫質(zhì)量的探傷儀器。其組成包括有管頭部分、γ射線探測部分、行進傳動部分、電氣控制部分和電池箱部分。目前的各種管道爬行器的電氣控制部分仍采用以單片機為中央控制核心、由各繼電器、接觸器等組成的電氣驅(qū)動控制單元，其存在的主要技術(shù)問題是軟、硬件設(shè)計龐雜，導致爬行器體積龐大、沉重，因而極大地限制了其對不同規(guī)格管道探測的廣泛適用性，也給運輸、使用帶來了許多不便。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有X射線管道爬行器的電氣控制部分結(jié)構(gòu)復雜、體積較大的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種X射線管道爬行器技術(shù)方案，本技術(shù)方案的主要技術(shù)內(nèi)容是本X射線管道爬行器包括有管頭部分、γ射線探測部分、行進傳動部分及電氣控制部分和電池箱部分，其γ射線探測部分為設(shè)置于爬行器機身上相隔一定間距的示蹤點(s1)和示蹤點(s2)分別設(shè)有γ源傳感計數(shù)管，其電氣控制部分包括有可編程控制器單元、電機驅(qū)動單元，其電機驅(qū)動單元包括有①、由電機兩端的第一被控開關(guān)元件(D1)和第二被控開關(guān)元件(D2)將電源正向連接至電機的前進驅(qū)動電路，②、由電機兩端的第三被控開關(guān)元件(D3)和第四被控開關(guān)元件(D4)將電源反向連接至電機的后退驅(qū)動電路，③、前進驅(qū)動電路和后退驅(qū)動電路的電源端并接后分別連接兩高、低速選擇被控開關(guān)元件(D5、D6)的電源選擇電路，④、一制動被控開關(guān)元件(D7)與上述電路并聯(lián)構(gòu)成的電機短路制動電路；其可編程控制器單元由可編程控制器PLC和其信號輸入部分和驅(qū)動輸出部分共同構(gòu)成，其信號輸入部分為分別設(shè)置于PLC各輸入端的信號采集電路，包括有γ源第一示蹤點計數(shù)電路、γ源第二示蹤點計數(shù)電路、前進手動啟動電路、后退手動啟動電路和碼盤時間控制電路，其驅(qū)動輸出部分為分別連接于PLC各輸出端的驅(qū)動控制電路，包括有①、設(shè)置串接第一被控開關(guān)驅(qū)動部分和第二被控開關(guān)驅(qū)動部分的前進驅(qū)動電路，該電路中串接有后退、前進雙向啟動開關(guān)；②、設(shè)置串接第三被控開關(guān)驅(qū)動部分和第四被控開關(guān)驅(qū)動部分的后退驅(qū)動電路，該電路中串接有前進、后退雙向啟動開關(guān)；③、連接高速被控開關(guān)驅(qū)動部分的高速驅(qū)動電路，該電路中串接有前進、后退雙向啟動開關(guān)；④、連接低速被控開關(guān)驅(qū)動部分的低速驅(qū)動電路，⑤、連接管頭高壓供電控制的被控開關(guān)驅(qū)動部分的高壓驅(qū)動電路；⑥、連接制動被控開關(guān)驅(qū)動部分的電機制動驅(qū)動電路；驅(qū)動電路①、②、③中設(shè)置的前進、后退啟動開關(guān)為雙向連動開關(guān)，此①路中的前進啟動開關(guān)的一開關(guān)接線端、②路后退啟動開關(guān)的一開關(guān)接線端和③路中后退開關(guān)和前進開關(guān)的一開關(guān)接線端串接后，共同連接電源高電平。
本實用新型的X射線管道爬行器的技術(shù)方案，采用可編程控制器PLC系統(tǒng)設(shè)計替代原有的單片機及繼電器、接觸器的電氣控制系統(tǒng)，不僅簡化了電氣控制部分的硬件結(jié)構(gòu)，大大縮小了爬行器的體積，為爬行器適用范圍的擴大創(chuàng)造了條件，而且硬件部分的有效集成、軟件部分的緊密配合，有效地提高了電氣控制部分的工作可靠性和穩(wěn)定性，也為提高爬行器的工作準確性提供了有效途徑。
以下結(jié)合附圖結(jié)構(gòu)詳細說明本實用新型的技術(shù)內(nèi)容。


圖1為本X射線管道爬行器在管道中的工作示意圖圖2為本X射線管道爬行器中電氣控制部分的電路原理圖。
具體實施方式
本X射線管道爬行器包括有管頭部分、γ射線探測部分、行進傳動部分及電氣控制部分和電池箱部分。其中的γ射線探測部分為設(shè)置于爬行器機身上相隔一定間距的第一示蹤點S1和第二示蹤點S2的γ源傳感計數(shù)管。其電氣控制部分包括有可編程控制器單元、電機驅(qū)動單元，其電機驅(qū)動單元包括有①、將電源正向連接至電機DM、分別串接電機DM兩端的第一被控開關(guān)元件D1和第二被控開關(guān)元件D2，所構(gòu)成的電機前進驅(qū)動電路；②、將電源反向連接至電機DM上、串接于電機DM兩端的第三被控開關(guān)元件D3和第四被控開關(guān)元件D4所構(gòu)成的電機后退驅(qū)動電路；③、前進驅(qū)動電路①和后退驅(qū)動電路②的電源連接端并接后分別經(jīng)兩選擇被控開關(guān)元件D5、D6連接至120V、72V電源端，實現(xiàn)電機高、低速運行選擇，構(gòu)成的電源選擇電路；④、并接于電機DM的電源端和接地端的被控開關(guān)元件D7所構(gòu)成的電機短路制動電路。其可編程控制器單元是以可編程控制器PLC為控制核心，在其輸入端和輸出端設(shè)置信號輸入部分和驅(qū)動輸出部分構(gòu)成，其信號輸入部分為分別設(shè)置于PLC各輸入端的功能信號采集電路，在本實施例中，其輸入腳1連接設(shè)有γ源第一示蹤點蓋革計數(shù)管電路，用于檢測輸入第一示蹤點S1的檢測信號；其輸入腳2設(shè)有γ源第二示蹤點蓋革計數(shù)管電路，用于檢測輸入第二示蹤點S2的檢測信號；其手動前進開關(guān)K1連接設(shè)置于芯片電源端和PLC輸入腳0之間，構(gòu)成前進手動啟動電路；其手動后退開關(guān)K2連接設(shè)置于芯片電源端和PLC輸入腳3之間，構(gòu)成后退手動啟動電路；其輸入腳4、5、6、7連接碼盤時間控制矩陣電路的矩陣連接端，輸入由碼盤所預定的曝光時間。PLC驅(qū)動輸出部分為分別連接于PLC各輸出端的驅(qū)動控制電路，包括有①、設(shè)置于輸出0腳的串接第一被控開關(guān)D1驅(qū)動部分和第二被控開關(guān)D2驅(qū)動部分的前進驅(qū)動電路，該電路中串接有后退雙向啟動開關(guān)K2、前進雙向啟動開關(guān)K1；②、設(shè)置于輸出1腳串接第三被控開關(guān)D3驅(qū)動部分和第四被控開關(guān)D4驅(qū)動部分的后退驅(qū)動電路，該電路中串接有前進雙向啟動開關(guān)K1、后退雙向啟動開關(guān)K2；③、設(shè)置于輸出2腳的高速被控開關(guān)D5驅(qū)動部分的高速驅(qū)動電路，該電路中串接有前進雙向啟動開關(guān)K1、后退雙向啟動開關(guān)K2；④、設(shè)置于輸出3腳的低速被控開關(guān)D6驅(qū)動部分的低速驅(qū)動電路；⑤、設(shè)置于輸出5腳的連接管頭高壓供電控制的被控開關(guān)D8驅(qū)動部分的高壓驅(qū)動電路，在本實施例中，高壓驅(qū)動電路中還設(shè)有手動鑰匙開關(guān)K4，以避免非正常情況下的X射線管頭的曝光操作；⑥、設(shè)置于輸出4腳的制動被控開關(guān)D7驅(qū)動部分的電機制動驅(qū)動電路。所述的被控開關(guān)和其驅(qū)動部分可采用的電子元件有光電耦合開關(guān)、繼電器等。驅(qū)動電路①、②、③中設(shè)置的前進雙向啟動開關(guān)K1、后退啟動開關(guān)K2為雙向連動開關(guān)，如圖所示，其中①路中的前進啟動開關(guān)K1的一開關(guān)接線端、②路后退啟動開關(guān)K2的一開關(guān)接線端和③路中后退開關(guān)K2和前進開關(guān)K1的一開關(guān)接線端串接后，共同連接電源高電平。在本電路圖中，其PLC的輸出6腳設(shè)有逆變器驅(qū)動開關(guān)控制電路，其被控開關(guān)D9連接設(shè)置于逆變器電源電路中，PLC逆變器驅(qū)動開關(guān)控制電路控制該被控開關(guān)D9；PLC的輸出7腳還設(shè)有報警驅(qū)動電路，用于驅(qū)動報警電路中的被控開關(guān)D10。
其工作過程是當爬行器管外γ源掃過示蹤源S2、S1時，PLC檢測到輸入1、2腳的高電平，即在輸出0腳產(chǎn)生前進驅(qū)動信號，被控開關(guān)D1、D2的驅(qū)動部分得高電平，由電機DM正轉(zhuǎn)帶動爬行車前進；前進路途中，其示蹤源S1檢測到管外γ源時，由PLC的輸出3腳輸出驅(qū)動信號，啟動被控開關(guān)D6，使爬行器轉(zhuǎn)為低速前行，其后PLC的輸入腳2端檢測到示蹤源S2信號時，啟動制動被控開關(guān)D7，使爬行車停止前進，再啟動輸出3腳和1腳，使電機DM慢速反轉(zhuǎn)后退，同時檢測示蹤源S2信號，有則再啟動輸出腳4，使電機DM制動，爬行車停車，這種校位法可有效地提高定位精度；PLC開始檢測示蹤源的存在時間，若超過一定時間，如20S時，則進入曝光程序，若短于該時間則程序控制不進入曝光程序；曝光程序中，由碼盤時間控制電路予以曝光時間計時，曝光結(jié)束時，其輸出7腳輸出指令，啟動報警被控開關(guān)D10報警。
權(quán)利要求1.一種X射線管道爬行器，包括有管頭部分、γ射線探測部分、行進傳動部分及電氣控制部分和電池箱部分，其特征在于其γ射線探測部分為設(shè)置于爬行器機身上相隔一定間距的示蹤點(s1)和示蹤點(s2)分別設(shè)有γ源傳感計數(shù)管，其電氣控制部分包括有可編程控制器單元、電機驅(qū)動單元，其電機驅(qū)動單元包括有①、由電機兩端的第一被控開關(guān)元件(D1)和第二被控開關(guān)元件(D2)將電源正向連接至電機的前進驅(qū)動電路，②、由電機兩端的第三被控開關(guān)元件(D3)和第四被控開關(guān)元件(D4)將電源反向連接至電機的后退驅(qū)動電路，③、前進驅(qū)動電路和后退驅(qū)動電路的電源端并接后分別連接兩高、低速選擇被控開關(guān)元件(D5、D6)的電源選擇電路，④、一制動被控開關(guān)元件(D7)與上述電路并聯(lián)構(gòu)成的電機短路制動電路；其可編程控制器單元由可編程控制器PLC和其信號輸入部分和驅(qū)動輸出部分共同構(gòu)成，其信號輸入部分為分別設(shè)置于PLC各輸入端的信號采集電路，包括有γ源第一示蹤點計數(shù)電路、γ源第二示蹤點計數(shù)電路、前進手動啟動電路、后退手動啟動電路和碼盤時間控制電路，其驅(qū)動輸出部分為分別連接于PLC各輸出端的驅(qū)動控制電路，包括有①、設(shè)置串接第一被控開關(guān)(D1)驅(qū)動部分和第二被控開關(guān)(D2)驅(qū)動部分的前進驅(qū)動電路，該電路中串接有后退、前進雙向啟動開關(guān)(K2、K1)；②、設(shè)置串接第三被控開關(guān)(D3)驅(qū)動部分和第四被控開關(guān)(D4)驅(qū)動部分的后退驅(qū)動電路，該電路中串接有前進、后退雙向啟動開關(guān)(K1、K2)③、連接高速被控開關(guān)(D5)驅(qū)動部分的高速驅(qū)動電路，該電路中串接有前進、后退雙向啟動開關(guān)(K1、K2) ④、連接低速被控開關(guān)(D6)驅(qū)動部分的低速驅(qū)動電路，⑤、連接管頭高壓供電控制的被控開關(guān)(D8)驅(qū)動部分的高壓驅(qū)動電路；⑥、連接制動被控開關(guān)(D7)驅(qū)動部分的電機制動驅(qū)動電路；驅(qū)動電路①、②、③中設(shè)置的前進、后退啟動開關(guān)(K1、K2)為雙向連動開關(guān)，此①路中的前進啟動開關(guān)(K1)的一開關(guān)接線端、②路后退啟動開關(guān)(K2)的一開關(guān)接線端和③路中后退開關(guān)(K2)和前進開關(guān)(K1)的一開關(guān)接線端串接后，共同連接電源高電平。
專利摘要現(xiàn)有的X射線無損探傷管道爬行器中的電氣控制部分仍采用單片機及各繼電器、接觸器等組成的電氣驅(qū)動控制組成，體積龐大、沉重，限制了其對不同規(guī)格管道探測的廣泛適用性。為解決這一技術(shù)問題，本實用新型的X射線管道爬行器的電氣控制部分設(shè)計為可編程控制器單元，由可編程控制器PLC和其信號輸入部分和驅(qū)動輸出部分共同構(gòu)成，簡化了電氣控制部分硬件結(jié)構(gòu)，縮小了爬行器體積，為爬行器適用范圍的擴大創(chuàng)造了條件，而且硬件部分的有效集成、軟件部分的緊密配合，有效地提高了電氣控制部分的工作可靠性和穩(wěn)定性，也為提高爬行器的工作準確性提供了有效途徑。
文檔編號G01N23/00GK2762121SQ20052008882
公開日2006年3月1日 申請日期2005年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月6日
發(fā)明者于志軍, 孟繁芝, 周來安 申請人:遼寧儀表研究所有限責任公司