專利名稱：圓筒形鐵磁性構(gòu)件的磁記憶掃描檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種應用于石油化工領(lǐng)域的無損檢測裝置，尤其是指一種圓筒形鐵磁性構(gòu)件的磁記憶掃描檢測裝置。
背景技術(shù)：
在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域中，含有液壓系統(tǒng)的大型機械設(shè)備較多，而其大多會應用到圓筒形鐵磁性鑄件或鍛件作為液壓系統(tǒng)的常用構(gòu)件。隨著機械設(shè)備服役年限的增長，這類鑄件或鍛件會因為長期承受著高溫、高壓和交變荷載的作用，而出現(xiàn)早期損傷，如應力集中導致筒體細微裂紋等。如果不能在機械設(shè)備定期檢修期間檢測出這些早期損傷，則在重新開工時，這些細微裂紋的再次承壓很可能導致筒體開裂，造成機械設(shè)備的嚴重損壞，甚至造成生產(chǎn)事故的發(fā)生。因此對于這些承受高溫、高壓和交變荷載的圓筒形鐵磁性構(gòu)件，極有必要進行早期損傷的檢測，從而預防事故的發(fā)生。目前，對圓筒形鐵磁性構(gòu)件的無損檢測方法主要有外觀檢測、超聲檢測、磁粉檢測、射線檢測和滲透檢測等，上述方法對宏觀缺陷和損傷的檢測較為到位，但對于構(gòu)件表面和內(nèi)部的應力集中所導致的裂紋萌生，其檢測效果并不好，并且上述方法一般都采用手動掃查進行圓筒形鐵磁性構(gòu)件的缺陷檢測，檢測效率相對較低，不適合大批量流水線檢測作業(yè)。二十世紀九十年代末，國際上出現(xiàn)了一種新的無損檢測技術(shù)，稱為金屬磁記憶檢測技術(shù)，其基本原理為通過測量鐵磁性構(gòu)件表面漏磁場信息，根據(jù)磁場分布確定鐵磁性構(gòu)件的應力分布情況，檢測出構(gòu)件的危險部位。已經(jīng)證實磁記憶檢測是一種行之有效的早期診斷無損檢測技術(shù)，該技術(shù)的優(yōu)勢在于不需要對構(gòu)件進行磁化，也不需要耦合劑，在非接觸構(gòu)件狀態(tài)下就能實現(xiàn)構(gòu)件早期損傷的快速掃描。然而到目前為止，還沒有可用于流水線的圓筒形鐵磁構(gòu)件的磁記憶掃描檢測裝置。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于背景技術(shù)中所述的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于流水線的能夠?qū)A筒形鐵磁性構(gòu)件表面和內(nèi)部微觀損傷進行早期診斷和預測評估的磁記憶掃描檢測裝置，通過金屬磁記憶檢測技術(shù)檢測出圓筒形鐵磁性構(gòu)件的早期損傷，從而預防機械設(shè)備重大故障的產(chǎn)生，避免安全事故的發(fā)生。上述本發(fā)明的目的，是由以下的技術(shù)方案所實現(xiàn):—種圓筒形鐵磁性構(gòu)件的磁記憶掃描檢測裝置，包括:移動平臺，其頂面設(shè)有平移軌道，一平移支座可移動地設(shè)置于該平移軌道上；與所述移動平臺垂直布置、一端固定于該平移支座上的升降機構(gòu)，升降機構(gòu)能隨平移支座的移動而在所述移動平臺上水平移動，且包括一端固定于該平移支座上的固定部及能被驅(qū)動而沿固定部上下移動的升降部；一端固定于所述升降機構(gòu)的升降部上的橫臂游梁機構(gòu)，能隨升降部的移動而上下平移，橫臂游梁機構(gòu)包含一與所述升降部相固接的固定端，并自該固定端橫向延伸設(shè)有導軌梁，導軌梁上設(shè)有可被驅(qū)動而沿導軌梁移動的移動塊；設(shè)置于所述移動塊的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，具有上部可回轉(zhuǎn)地連接于所述移動塊、下部向移動塊正下方延伸的豎直轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)能被驅(qū)動而以該豎直轉(zhuǎn)軸為軸旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)，其一端具有固定于所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)一側(cè)的固定端，并且自該固定端橫向延伸出轉(zhuǎn)動臂，并從該轉(zhuǎn)動臂遠離固定端的另一端向下延伸設(shè)有檢測臂，所述固定端、轉(zhuǎn)動臂和檢測臂作為呈L型的整體能隨所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)繞所述豎直轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，且所述檢測臂上設(shè)有用以磁記憶掃描所述圓筒形鐵磁性構(gòu)件的磁敏傳感器，磁敏傳感器的設(shè)置方向正對待檢測的圓筒形鐵磁性構(gòu)件的壁面；以及設(shè)置于磁記憶掃描檢測裝置、用以分析所述磁敏傳感器所采集的數(shù)據(jù)、并能控制磁記憶掃描檢測裝置各部件運動的控制與采集裝置，控制與采集裝置電性連接所述磁敏傳感器。如上所述的磁記憶掃描檢測裝置，所述移動平臺的底面設(shè)有滾輪，移動平臺的平移軌道具有互相平行的兩根導軌，所述平移支座設(shè)置于這兩根導軌上，導軌的一端具有能被所述控制與采集裝置控制的驅(qū)動電機，驅(qū)動電機通過絲杠驅(qū)動所述平移支座沿導軌直線運動。如上所述的磁記憶掃描檢測裝置，所述移動平臺平移軌道的兩根導軌的兩端分別銷接有固定塊，固定塊與移動平臺的臺面固定，所述平移支座穿設(shè)于這兩根導軌上且其底面懸空在移動平臺上，所述平移支座的底面還具有兩個能承載平移支座的重力、且滾動接觸于移動平臺臺面的滑輪。如上所述的磁記憶掃描檢測裝置，所述升降機構(gòu)的固定部為一中空的外支撐柱，外支撐柱上設(shè)有能被所述控制與采集裝置控制的驅(qū)動電機，驅(qū)動電機連接有齒輪；所述升降部為一活動套設(shè)于外支撐柱內(nèi)部的內(nèi)升降柱，內(nèi)升降柱上設(shè)有與所述齒輪嚙合并能帶動內(nèi)升降柱上下移動的齒條。如上所述的磁記憶掃描檢測裝置，所述升降機構(gòu)的外支撐柱上固設(shè)有驅(qū)動箱，所述升降機構(gòu)的驅(qū)動電機和齒輪所連接的一驅(qū)動軸通過軸承支撐于該驅(qū)動箱中。如上所述的磁記憶掃描檢測裝置，所述橫臂游梁機構(gòu)的固定端為一矩形夾具，矩形夾具夾緊于所述升降機構(gòu)的升降部的上部，矩形夾具的一側(cè)固設(shè)有根部固定塊，從根部固定塊橫向延伸出兩條平行的導軌梁，并以端部固定塊固定兩條導軌梁的另一端；所述移動塊被所述兩條平行的導軌梁穿設(shè)，且其上設(shè)有能被所述控制與采集裝置控制的驅(qū)動電機，以及受該驅(qū)動電機驅(qū)動、能分別在兩條導軌梁上滾動并帶動移動塊平移的兩個驅(qū)動輪，在移動塊設(shè)有驅(qū)動輪的另一側(cè)還對應設(shè)有能分別在兩條導軌梁上滾動的兩個從動輪。如上所述的磁記憶掃描檢測裝置，所述橫臂游梁機構(gòu)的移動塊中心位置開設(shè)有豎直的通孔；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在該通孔的上部固定有能被所述控制與采集裝置控制的驅(qū)動電機，驅(qū)動電機連接豎直轉(zhuǎn)軸的上端；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在該通孔的下部和豎直轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有用以將豎直轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動與所述移動塊分離的軸承；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在所述豎直轉(zhuǎn)軸的下端固定有一與所述豎直轉(zhuǎn)軸同心的轉(zhuǎn)動盤。如上所述的磁記憶掃描檢測裝置，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)還在所述移動塊的通孔的底部螺固有一環(huán)形構(gòu)件，環(huán)形構(gòu)件的內(nèi)緣設(shè)有一能提供縱向支撐的環(huán)狀肩臺，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)軸承的外圈坐設(shè)于該環(huán)狀肩臺中，環(huán)形構(gòu)件的下方還固定有一便于磁敏傳感器的導線穿過的集線套筒，集線套筒套設(shè)于所述豎直轉(zhuǎn)軸外周側(cè)，并與豎直轉(zhuǎn)軸運動分離。如上所述的磁記憶掃描檢測裝置，所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)在所述轉(zhuǎn)動盤的底部中心位置固設(shè)有攝像頭，所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)的固定端具有兩個平行設(shè)置的矩形固定塊固定于所述轉(zhuǎn)動盤的一側(cè)，轉(zhuǎn)動臂臨近固定端的一端通過螺栓穿接固定于兩個矩形固定塊中間；而在轉(zhuǎn)動盤的另一側(cè)還固定有至少一個配重塊；所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)的檢測臂頂部開有形狀與轉(zhuǎn)動臂相應的插接孔，轉(zhuǎn)動臂遠離固定端的另一端通過插入該插接孔中而與檢測臂連接，轉(zhuǎn)動臂還在臨近插接孔的位置環(huán)設(shè)有檢測臂固定件，檢測臂固定件通過兩根平行的彈簧與檢測臂彈性連接。如上所述的磁記憶掃描檢測裝置，所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)的檢測臂為抗磁性材料，檢測臂上開設(shè)有用以容置所述磁敏傳感器的內(nèi)槽，內(nèi)槽旁側(cè)還開設(shè)有貫通內(nèi)槽與其外部空間的用以穿置磁敏傳感器的導線的穿線孔。如上所述的磁記憶掃描檢測裝置，所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)的檢測臂上均勻分布有多個所述的內(nèi)槽，每個內(nèi)槽內(nèi)均設(shè)有所述的磁敏傳感器，各磁敏傳感器的導線通過所述穿線孔，沿檢測臂、轉(zhuǎn)動臂向上延伸，被套設(shè)于所述豎直轉(zhuǎn)軸上的集線套筒收集，并穿出集線套筒而連接所述的控制與采集裝置。如上所述的磁記憶掃描檢測裝置，所述的控制與采集裝置具有一控制箱固定安裝于所述升降機構(gòu)的固定部一側(cè)，控制箱內(nèi)具有用以處理所述磁敏傳感器磁感應信號的數(shù)據(jù)采集卡，能發(fā)出電機控制指令的控制器，以及能接收控制器控制信號、并控制磁記憶掃描檢測裝置各部件運動的工控機。借由以上技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點在于:1、本發(fā)明的磁敏傳感器配合控制與采集裝置，能夠?qū)A筒形鐵磁性構(gòu)件表面和內(nèi)部微觀損傷進行早期診斷和預測評估，通過金屬磁記憶檢測技術(shù)檢測出圓筒形鐵磁性構(gòu)件的早期損傷，彌補了傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)的不足，從而對預防機械設(shè)備重大故障的產(chǎn)生，以及避免安全事故的發(fā)生，具有重要的意義。2、本發(fā)明通過升降機構(gòu)、橫臂游梁機構(gòu)及旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的良好配合，能夠同時實現(xiàn)磁敏傳感器豎直、水平兩個方面的平動及水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，使本發(fā)明的磁記憶掃描檢測裝置掃描檢測操作靈活、方便，檢測速度和效率大大提高；又因為豎直檢測臂可繞軸回轉(zhuǎn)運動，特別適合于圓筒形鐵磁性構(gòu)件的檢測。3、本發(fā)明通過工控機分別控制平移軌道、升降機構(gòu)、橫臂游梁機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的驅(qū)動電機，使本發(fā)明的磁記憶掃描檢測裝置自動化程度較高，僅需操作人員向控制與采集裝置發(fā)送操作指令即可，大幅降低了檢測作業(yè)難度，提高了檢測工作效率。4、本發(fā)明的移動平臺底面具有滾輪，方便磁記憶掃描檢測裝置整體在待測工件之間快速地移動，使其更適用于在流水線上對鐵磁性構(gòu)件進行檢測，并且亦能提高了檢測工作效率。5、本發(fā)明適應能力強，轉(zhuǎn)動臂和檢測臂均方便拆卸，其可以根據(jù)圓筒形鐵磁構(gòu)件的直徑和高度來配置適合長度的轉(zhuǎn)動臂和檢測臂，如此便實現(xiàn)了只用一臺本發(fā)明的磁記憶掃描檢測裝置就可實現(xiàn)不同直徑、不同高度圓筒形鐵磁構(gòu)件的檢測，減小了企業(yè)配置成本。6、本發(fā)明檢測重復性好，通過轉(zhuǎn)動臂上的彈簧連接檢測臂，保證了檢測臂及其上的磁敏傳感器能緊貼著構(gòu)件外表面進行掃描，避免提離效應對測量結(jié)果的影響，檢測結(jié)果具有可重復性(提離效應表示傳感器與工件表面距離有變化后，測量值也相應變化)。


圖1為本發(fā)明磁記憶掃描檢測裝置的立體示意圖；圖2A為本發(fā)明的移動平臺的俯視圖；圖2B為沿圖2A中虛線所在截面的側(cè)剖視圖；圖3A為本發(fā)明的升降機構(gòu)的主視圖；圖3B為圖3A的F-F剖視圖；圖4A為本發(fā)明的橫臂游梁機構(gòu)的俯視圖；圖4B為本發(fā)明的橫臂游梁機構(gòu)的主視圖；圖4C為圖4A的H-H剖視圖；圖5A為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的剖視圖；圖5B為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的環(huán)形構(gòu)件的仰視圖；圖6A為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)的主視圖；圖6B為圖6A的K-K剖視圖；圖6C為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)的檢測臂部件的剖視圖。圖7為本發(fā)明的控制與采集裝置的模塊示意圖。
具體實施例方式為令本發(fā)明的目的、技術(shù)手段及技術(shù)效果有更完整及清楚的揭露，以下進行詳細說明，并請一并參閱附圖及部件標號。如圖1所示，本發(fā)明提出的磁記憶掃描檢測裝置，較佳地能對一圓筒形鐵磁性構(gòu)件7進行磁記憶掃描檢測，且包括:移動平臺O、升降機構(gòu)1、橫臂游梁機構(gòu)2、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3、旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)4以及控制與采集裝置5。各部分的相對位置關(guān)系以及各部分內(nèi)的基本部件，請一并參閱圖1-圖7共14幅附圖，其中:請參閱圖1、圖2A及圖2B，移動平臺O底部設(shè)有滾輪007，移動平臺O的頂面設(shè)有平移軌道01，一平移支座003可移動地設(shè)置于該平移軌道01上；請參閱圖1、圖3A及圖3B，升降機構(gòu)I與所述移動平臺O垂直布置，且一端固定于該平移支座003上，升降機構(gòu)I能隨平移支座003的移動而在所述移動平臺O上水平移動，且包括一端固定于該平移支座003上的固定部(下文詳述)及能被驅(qū)動而沿固定部上下移動的升降部(下文詳述)；請參閱圖1、圖4A至圖4C，橫臂游梁機構(gòu)2的一端固定于所述升降機構(gòu)I的升降部上，能隨升降部的移動而上下平移，橫臂游梁機構(gòu)2包含一與所述升降部相固接的固定端(下文詳述)，并自該固定端橫向延伸設(shè)有導軌梁208，導軌梁208上設(shè)有可被驅(qū)動而沿導軌梁208移動的移動塊203 ；請參閱圖1、圖5A及圖5B，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3設(shè)置于所述移動塊203，具有上部可回轉(zhuǎn)地連接于所述移動塊203、下部向移動塊203正下方延伸的豎直轉(zhuǎn)軸304，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3能被驅(qū)動而以該豎直轉(zhuǎn)軸304為軸旋轉(zhuǎn)；請參閱圖1、圖6A至圖6C，旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)4，其一端具有固定于所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3一側(cè)的固定端(下文詳述)，并且自該固定端橫向延伸出轉(zhuǎn)動臂405,并從該轉(zhuǎn)動臂405遠離固定端的另一端向下延伸設(shè)有檢測臂402，所述固定端、轉(zhuǎn)動臂405和檢測臂402作為呈L型的整體能隨所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3繞所述豎直轉(zhuǎn)軸304旋轉(zhuǎn)，且所述檢測臂402上設(shè)有用以磁記憶掃描所述圓筒形鐵磁性構(gòu)件7的磁敏傳感器41，磁敏傳感器41的設(shè)置方向正對待檢測的圓筒形鐵磁性構(gòu)件7的壁面；請參閱圖1及圖7，控制與采集裝置5設(shè)置于磁記憶掃描檢測裝置，用以分析所述磁敏傳感器41所采集的數(shù)據(jù)，并能控制磁記憶掃描檢測裝置各部件運動，控制與采集裝置5電性連接所述磁敏傳感器41。下面將按各個附圖分別詳述本發(fā)明各部分較佳實施例的具體結(jié)構(gòu)，并且請注意，各部分的較佳實施例可以與本發(fā)明的基本技術(shù)方案進行任意組合，而形成各種不同的實施方案:移動平臺O:請參閱圖2A及圖2B，移動平臺O的平移軌道01具有互相平行的兩根導軌001，所述平移支座003設(shè)置于這兩根導軌001上，導軌001的一端具有能被所述控制與采集裝置5控制的驅(qū)動電機004，驅(qū)動電機004通過絲杠002驅(qū)動所述平移支座003沿導軌001直線運動。更進一步地，所述移動平臺O的平移軌道01的兩根導軌001的兩端分別銷接有固定塊005，固定塊005與移動平臺O的臺面006固定，所述平移支座003穿設(shè)于這兩根導軌001上且其底面懸空在移動平臺O的臺面006上，所述平移支座003的底面還具有兩個能承載平移支座003的重力、且滾動接觸于移動平臺臺面006的滑輪008 ;移動平臺O的底部四角處分別具有上述滾輪007。但本發(fā)明并不以此為限，平移支座003也可不設(shè)滑輪008而懸空于臺面006上；或者與臺面006接觸，而在運動時與臺面006發(fā)生滑動摩擦。此外，移動平臺底部的滾輪007較佳為萬向輪，也可為單向輪，亦可不設(shè)置滾輪。升降機構(gòu)1:請參閱圖3A及圖3B，升降機構(gòu)I的固定部為一中空的外支撐柱101，外支撐柱101上設(shè)有能被所述控制與采集裝置5控制的驅(qū)動電機104，驅(qū)動電機104連接有齒輪107 ;所述升降部為一活動套設(shè)于外支撐柱101內(nèi)部的內(nèi)升降柱102，內(nèi)升降柱102上設(shè)有與所述齒輪107嚙合并能帶動內(nèi)升降柱102上下移動的齒條103。更進一步地，外支撐柱101上固設(shè)有驅(qū)動箱108，所述升降機構(gòu)I的驅(qū)動電機104和齒輪107所連接的一驅(qū)動軸105通過軸承106支撐于該驅(qū)動箱108中。橫臂游梁機構(gòu)2:請參閱圖4A至圖4C所示，橫臂游梁機構(gòu)2的固定端為一矩形夾具201，矩形夾具201夾緊于所述升降機構(gòu)I的升降部(即內(nèi)升降柱102)的上部，矩形夾具201的一側(cè)固設(shè)有根部固定塊202，從根部固定塊202橫向延伸出兩條平行的導軌梁208，并以端部固定塊207固定兩條導軌梁208的另一端；所述移動塊203被所述兩條平行的導軌梁208穿設(shè)，且其上設(shè)有能被所述控制與采集裝置5控制的驅(qū)動電機206，以及受該驅(qū)動電機206驅(qū)動、能分別在兩條導軌梁208上滾動并帶動移動塊203平移的兩個驅(qū)動輪204，在移動塊203設(shè)有驅(qū)動輪204的另一側(cè)還對應設(shè)有能分別在兩條導軌梁208上滾動的兩個從動輪205。驅(qū)動電機206帶動驅(qū)動輪204，在從動輪205配合下平穩(wěn)地驅(qū)動移動塊203，在導軌梁208上做直線往復運動。此外，還可在驅(qū)動輪204和從動輪205上設(shè)置滾花，且配置有剎車系統(tǒng)，以提供移動塊更穩(wěn)定的位移和定位。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3:請參閱圖5A及圖5B所示，首先在所述橫臂游梁機構(gòu)2的移動塊203中心位置開設(shè)有豎直的通孔209 ;旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3在該通孔209的上部固定有能被所述控制與采集裝置5控制的驅(qū)動電機301，驅(qū)動電機301連接豎直轉(zhuǎn)軸304的上端，且通過一 L型固定件302固定在移動塊203上；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3在該通孔209的下部和豎直轉(zhuǎn)軸304之間設(shè)置有用以將豎直轉(zhuǎn)軸304的旋轉(zhuǎn)運動與所述移動塊203分離的軸承303 ;所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3在所述豎直轉(zhuǎn)軸304的下端固定有一與所述豎直轉(zhuǎn)軸304同心的轉(zhuǎn)動盤307 (如圖6A)，轉(zhuǎn)動盤307用以承載旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)4。更進一步地，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3還在所述移動塊203的通孔209的底部螺固有一環(huán)形構(gòu)件305 (如圖5B)，環(huán)形構(gòu)件305的內(nèi)緣設(shè)有一能提供縱向支撐的環(huán)狀肩臺，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)3軸承303的外圈坐設(shè)于該環(huán)狀肩臺中，以提供承載旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)4所需要的支撐，環(huán)形構(gòu)件305的下方還固定有一便于磁敏傳感器41的導線410穿過的集線套筒306，集線套筒306套設(shè)于所述豎直轉(zhuǎn)軸304的外周側(cè)，并與豎直轉(zhuǎn)軸304運動分離，集線套筒306用以在檢測設(shè)備活動連接處提供穩(wěn)定的信號傳送。旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)4:請參閱圖6A至圖6C所示，旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)4在所述轉(zhuǎn)動盤307的底部中心位置固設(shè)有攝像頭401，用于觀測并確認磁敏傳感器41的位置對正。所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)4的固定端具有兩個平行設(shè)置的矩形固定塊404固定于所述轉(zhuǎn)動盤307的一側(cè)，轉(zhuǎn)動臂405臨近固定端的一端通過螺栓穿接固定于兩個矩形固定塊404中間(如圖6A);而在轉(zhuǎn)動盤307的另一側(cè)還固定有至少一個配重塊403，配重塊403可根據(jù)需要更換，目的在于保證轉(zhuǎn)動盤307在轉(zhuǎn)動過程中的重心不變；所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)4的檢測臂402頂部開有形狀與轉(zhuǎn)動臂405相應的插接孔408,轉(zhuǎn)動臂405遠離固定端的另一端通過插入該插接孔408中而與檢測臂402連接，轉(zhuǎn)動臂405還在臨近插接孔408的位置環(huán)設(shè)有檢測臂固定件406，檢測臂固定件406通過兩根平行的彈簧407與檢測臂402彈性連接。較佳地，檢測臂固定件406為一環(huán)片體，并銷接在轉(zhuǎn)動臂405上。請再參閱圖6C，所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)4的檢測臂402為抗磁性材料，檢測臂402上開設(shè)有用以容置所述磁敏傳感器41的內(nèi)槽411,內(nèi)槽411芳側(cè)還開設(shè)有貫通內(nèi)槽411與其外部空間的用以穿置磁敏傳感器41的導線410的穿線孔412。在本發(fā)明的較佳實施例中，檢測臂402上均勻分布有多個所述的內(nèi)槽411，每個內(nèi)槽411內(nèi)均設(shè)有所述的磁敏傳感器41，各磁敏傳感器41的導線410通過所述穿線孔412，沿檢測臂402、轉(zhuǎn)動臂405向上延伸，被套設(shè)于所述豎直轉(zhuǎn)軸304上的集線套筒306收集，并穿出集線套筒306而連接所述的控制與采集裝置5?？刂婆c采集裝置5:請參閱圖1及圖7所示，控制與采集裝置5具有一控制箱500固定安裝于所述升降機構(gòu)I的固定部(即外支撐柱101) —側(cè)，控制箱500內(nèi)具有用以處理所述磁敏傳感器41磁感應信號的數(shù)據(jù)采集卡501，能發(fā)出電機控制指令的控制器502，以及能接收控制器502控制信號、并控制磁記憶掃描檢測裝置各部件運動的工控機503。其中，如圖7所示，磁敏傳感器41的信號輸入給數(shù)據(jù)采集卡501，由數(shù)據(jù)采集卡501運算處理后向外部電路(圖中未不)輸出，外部電路發(fā)送控制信號504給控制器502,控制器502處理后輸入給工控機503,由工控機503分別輸出并控制驅(qū)動電機004、104、206和301運轉(zhuǎn)，驅(qū)動磁記憶掃描檢測裝置各部件運動；同時，數(shù)據(jù)采集卡501還能向控制器502輸入反饋信號，以提供閉環(huán)控制。上述電子器件中，數(shù)據(jù)采集卡501的廠商及型號優(yōu)選為:研華PCI1712 ;控制器502的廠商及型號優(yōu)選為:研華ADAM系列控制器；工控機的廠商及型號優(yōu)選為:研華IPC610。本發(fā)明可用于承受高溫、高壓大型機械圓筒形鐵磁構(gòu)件的微觀缺陷和應力集中檢測。其具體使用方法如下:(I)調(diào)整本發(fā)明磁記憶掃描檢測裝置的位置，使其靠近被檢測構(gòu)件；(2)輸入指令、通過電機調(diào)整本發(fā)明的平移支座、內(nèi)升降柱以及移動塊的位置，在攝像頭輔助下使得本發(fā)明的轉(zhuǎn)動盤的中心對準圓筒形構(gòu)件中心位置；(3)通過電機調(diào)整本發(fā)明的內(nèi)升降柱的升降運行，使得所述檢測臂緊靠圓筒形鐵磁構(gòu)件外表面；(4)啟動豎直轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)并維持所述轉(zhuǎn)動盤轉(zhuǎn)速，通過磁敏傳感器獲取相關(guān)的磁記憶檢測信號，并通過導線將信號導入控制與采集裝置，當獲取構(gòu)件外表面三周檢測數(shù)據(jù)后，停止采集；(5)通過本發(fā)明的控制與采集裝置配合計算機對信號進行分析處理得出圓筒形鐵磁構(gòu)件應力集中區(qū)域和應力集中的程度情況，并判斷其早期損傷。以上所舉僅為本發(fā)明示意性的部分實施例，并非用以限制本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應包括在本專利保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圓筒形鐵磁性構(gòu)件的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，包括: 移動平臺，其頂面設(shè)有平移軌道，一平移支座可移動地設(shè)置于該平移軌道上； 與所述移動平臺垂直布置、一端固定于該平移支座上的升降機構(gòu)，升降機構(gòu)能隨平移支座的移動而在所述移動平臺上水平移動，且包括一端固定于該平移支座上的固定部及能被驅(qū)動而沿固定部上下移動的升降部； 一端固定于所述升降機構(gòu)的升降部上的橫臂游梁機構(gòu)，能隨升降部的移動而上下平移，橫臂游梁機構(gòu)包含一與所述升降部相固接的固定端，并自該固定端橫向延伸設(shè)有導軌梁，導軌梁上設(shè)有可被驅(qū)動而沿導軌梁移動的移動塊； 設(shè)置于所述移動塊的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，具有上部可回轉(zhuǎn)地連接于所述移動塊、下部向移動塊正下方延伸的豎直轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)能被驅(qū)動而以該豎直轉(zhuǎn)軸為軸旋轉(zhuǎn)； 旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)，其一端具有固定于所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)一側(cè)的固定端，并且自該固定端橫向延伸出轉(zhuǎn)動臂，并從該轉(zhuǎn)動臂遠離固定端的另一端向下延伸設(shè)有檢測臂，所述固定端、轉(zhuǎn)動臂和檢測臂作為呈L型的整體能隨所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)繞所述豎直轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，且所述檢測臂上設(shè)有用以磁記憶掃描所述圓筒形鐵磁性構(gòu)件的磁敏傳感器，磁敏傳感器的設(shè)置方向正對待檢測的圓筒形鐵磁性構(gòu)件的壁面；以及 設(shè)置于磁記憶掃描檢測裝置、用以分析所述磁敏傳感器所采集的數(shù)據(jù)、并能控制磁記憶掃描檢測裝置各部件運動的控制與采集裝置，控制與采集裝置電性連接所述磁敏傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，所述移動平臺的底部設(shè)有滾輪，移動平臺的平移軌道具有互相平行的兩根導軌，所述平移支座設(shè)置于這兩根導軌上，導軌的一端具有能被所述控制與采集裝置控制的驅(qū)動電機，驅(qū)動電機通過絲杠驅(qū)動所述平移支座沿導軌直線運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，所述移動平臺平移軌道的兩根導軌的兩端分別銷接有固定塊，固定塊與移動平臺的臺面固定，所述平移支座穿設(shè)于這兩根導軌上且其底面懸空在移動平臺上，所述平移支座的底面還具有兩個能承載平移支座的重力、且滾動接觸于移動平臺臺面的滑輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，所述升降機構(gòu)的固定部為一中空的外支撐柱，外支撐柱上設(shè)有能被所述控制與采集裝置控制的驅(qū)動電機，驅(qū)動電機連接有齒輪；所述升降部為一活動套設(shè)于外支撐柱內(nèi)部的內(nèi)升降柱，內(nèi)升降柱上設(shè)有與所述齒輪嚙合并能帶動內(nèi)升降柱上下移動的齒條。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，所述升降機構(gòu)的外支撐柱上固設(shè)有驅(qū)動箱，所述升降機構(gòu)的驅(qū)動電機和齒輪所連接的一驅(qū)動軸通過軸承支撐于該驅(qū)動箱中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，所述橫臂游梁機構(gòu)的固定端為一矩形夾具，矩形夾具夾緊于所述升降機構(gòu)的升降部的上部，矩形夾具的一側(cè)固設(shè)有根部固定塊，從根部固定塊橫向延伸出兩條平行的導軌梁，并以端部固定塊固定兩條導軌梁的另一端；所述移動塊被所述兩條平行的導軌梁穿設(shè)，且其上設(shè)有能被所述控制與采集裝置控制的驅(qū)動電機， 以及受該驅(qū)動電機驅(qū)動、能分別在兩條導軌梁上滾動并帶動移動塊平移的兩個驅(qū)動輪，在移動塊設(shè)有驅(qū)動輪的另一側(cè)還對應設(shè)有能分別在兩條導軌梁上滾動的兩個從動輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，所述橫臂游梁機構(gòu)的移動塊中心位置開設(shè)有豎直的通孔；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在該通孔的上部固定有能被所述控制與采集裝置控制的驅(qū)動電機，驅(qū)動電機連接豎直轉(zhuǎn)軸的上端；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在該通孔的下部和豎直轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有用以將豎直轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動與所述移動塊分離的軸承；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在所述豎直轉(zhuǎn)軸的下端固定有一與所述豎直轉(zhuǎn)軸同心的轉(zhuǎn)動盤。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)還在所述移動塊的通孔的底部螺固有一環(huán)形構(gòu)件，環(huán)形構(gòu)件的內(nèi)緣設(shè)有一能提供縱向支撐的環(huán)狀肩臺，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)軸承的外圈坐設(shè)于該環(huán)狀肩臺中，環(huán)形構(gòu)件的下方還固定有一便于磁敏傳感器的導線穿過的集線套筒，集線套筒套設(shè)于所述豎直轉(zhuǎn)軸外周側(cè)，并與豎直轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動分離。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)在所述轉(zhuǎn)動盤的底部中心 位置固設(shè)有攝像頭，所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)的固定端具有兩個平行設(shè)置的矩形固定塊固定于所述轉(zhuǎn)動盤的一側(cè)，轉(zhuǎn)動臂臨近固定端的一端通過螺栓穿接固定于兩個矩形固定塊中間；而在轉(zhuǎn)動盤的另一側(cè)還固定有至少一個配重塊；所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)的檢測臂頂部開有形狀與轉(zhuǎn)動臂相應的插接孔，轉(zhuǎn)動臂遠離固定端的另一端通過插入該插接孔中而與檢測臂連接，轉(zhuǎn)動臂還在臨近插接孔的位置環(huán)設(shè)有檢測臂固定件，檢測臂固定件通過兩根平行的彈簧與檢測臂彈性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)的檢測臂為抗磁性材料，檢測臂上開設(shè)有用以容置所述磁敏傳感器的內(nèi)槽，內(nèi)槽旁側(cè)還開設(shè)有貫通內(nèi)槽與其外部空間的用以穿置磁敏傳感器的導線的穿線孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)的檢測臂上均勻分布有多個所述的內(nèi)槽，每個內(nèi)槽內(nèi)均設(shè)有所述的磁敏傳感器，各磁敏傳感器的導線通過所述穿線孔，沿檢測臂、轉(zhuǎn)動臂向上延伸，被套設(shè)于所述豎直轉(zhuǎn)軸上的集線套筒收集，并穿出集線套筒而連接所述的控制與采集裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記憶掃描檢測裝置，其特征在于，所述的控制與采集裝置具有一控制箱固定安裝于所述升降機構(gòu)的固定部一側(cè)，控制箱內(nèi)具有用以處理所述磁敏傳感器磁感應信號的數(shù)據(jù)采集卡，能發(fā)出電機控制指令的控制器，以及能接收控制器控制信號、并控制磁記憶掃描檢測裝置各部件運動的工控機。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種圓筒形鐵磁性構(gòu)件的磁記憶掃描檢測裝置，包括移動平臺；一端固定于移動平臺上的升降機構(gòu)，升降機構(gòu)包括固定部及升降部；一端固定于升降部上的橫臂游梁機構(gòu)，包含固定端和導軌梁，導軌梁上設(shè)有移動塊；設(shè)置于移動塊的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，具有豎直轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)能以豎直轉(zhuǎn)軸為軸旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)檢測臂機構(gòu)，一端具有固定于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的固定端，自固定端延伸出轉(zhuǎn)動臂，從轉(zhuǎn)動臂的另一端向下延伸有檢測臂，檢測臂上設(shè)有磁敏傳感器；設(shè)置于升降機構(gòu)固定部的控制與采集裝置。本發(fā)明適用于流水線，能對圓筒形鐵磁性構(gòu)件的微觀損傷進行早期診斷和預測評估，從而預防機械設(shè)備重大故障的產(chǎn)生，避免安全事故的發(fā)生。
文檔編號G01N27/82GK103196990SQ20131008032
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者胡家順, 孫文勇, 牛蘊, 趙永濤, 羅方偉, 楊光福, 馬紅玉, 劉文才 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團安全環(huán)保技術(shù)研究院