技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種油氣管道超聲檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

石油天然氣已成為當(dāng)今社會(huì)最重要的能源戰(zhàn)略物資。管道運(yùn)輸作為石油天然氣最經(jīng)濟(jì)，最有效的運(yùn)輸手段，發(fā)展迅猛。但是隨著管線的增多，管齡的增長(zhǎng)，以及高溫高壓的運(yùn)輸環(huán)境，管道內(nèi)的缺陷很容易導(dǎo)致泄漏事故的發(fā)生，造成嚴(yán)重的安全事故。所以，定時(shí)對(duì)油氣管道進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，目前對(duì)于異形管道比如橢圓管道，一些特殊的無(wú)規(guī)則弧形管道，一般的超聲波檢測(cè)裝置無(wú)法達(dá)到自動(dòng)檢測(cè)的目的，只能通過(guò)手動(dòng)排查，很容易出現(xiàn)漏檢的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有問(wèn)題，本發(fā)明提供一種油氣管道超聲檢測(cè)裝置，可以對(duì)異形管道進(jìn)行自動(dòng)超聲波檢測(cè)。。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種異形油氣管道超聲檢測(cè)裝置，包括固定支架、軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、探頭架；固定支架支撐軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，固定掃查裝置于待測(cè)管道外表面；軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于固定支架上，控制周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿管道軸向運(yùn)動(dòng)；周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，控制探頭架沿管道周向運(yùn)動(dòng)；探頭架夾持超聲探頭，使超聲探頭與管道外表面保持密切接觸；

所述的固定支架由兩條對(duì)稱的鋼梁組成；所述的鋼梁由一塊主梁，兩塊側(cè)梁構(gòu)成，側(cè)梁安裝于主梁兩側(cè)，側(cè)梁與主梁之間的角度可變，每塊主梁及側(cè)梁與管道直接接觸的下表面有防滑橡膠墊，所述的防滑橡膠墊的下表面設(shè)有若干吸盤； 防滑橡膠墊的下表面的邊緣處設(shè)有一圈定位凸條，所述定位凸條的底面向內(nèi)凹陷形成喇叭狀的槽；

所述的周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的支撐座上，周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座一端與支撐座鉸接，另一端安裝有2個(gè)相同的角度調(diào)節(jié)彈簧，角度調(diào)節(jié)彈簧可以調(diào)節(jié)角度，并具有壓緊與復(fù)位功能；

周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由底座、第二步進(jìn)電機(jī)、第二滾珠絲杠、第二滾珠絲杠螺母座構(gòu)成，第二滾珠絲杠固定在底座上，第二步進(jìn)電機(jī)控制第二滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾珠絲杠螺母座沿第二滾珠絲杠的軸向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)；

所述的探頭架包括探頭架基座、高度調(diào)節(jié)彈簧、探頭夾具，探頭架基座通過(guò)橫桿固定于周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠螺母座上，探頭基座中間具有銷孔，活柱通過(guò)銷孔并與連接板固定連接，探頭基座與連接板之間的活柱套有高度調(diào)節(jié)彈簧，連接板與下方的探頭夾具鉸接，并且連接板與探頭夾具之間安裝有四個(gè)探頭調(diào)節(jié)彈簧。

所述的軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于固定支架的主梁上，由第一步進(jìn)電機(jī)、第一滾珠絲杠、導(dǎo)軌、支撐座組成，第一步進(jìn)電機(jī)控制第一滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)支撐座沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。

所述的第一步進(jìn)電機(jī)，第二步進(jìn)電機(jī)均為帶編碼器的步進(jìn)電機(jī)。

所述的探頭夾具與超聲探頭直接接觸表面粘貼有探頭保護(hù)橡膠墊。

所述的鋼梁的端部具有帶卡扣的彈性橡膠帶固定于待檢測(cè)管道外表面。

本發(fā)明的有益效果：首先具備了普通圓形管道的徑向檢測(cè)和軸向檢測(cè)的能力，通過(guò)軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和周像運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)配合超聲探頭來(lái)完成檢測(cè)，而且本發(fā)明還具有了異形管道的檢測(cè)，特別是橢圓形管道周向的超聲檢測(cè)，“周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座一端與支撐座鉸接，另一端安裝有2個(gè)相同的角度調(diào)節(jié)彈簧”，這種結(jié)構(gòu)能夠確保探頭架在一個(gè)實(shí)時(shí)調(diào)整的位置，當(dāng)異形管道的弧度變化，其角度調(diào)節(jié)彈簧也會(huì)跟著伸縮調(diào)節(jié)支撐座，確保探頭架與管道表面保持一定的固定角度，而且“探頭架包括探頭架基座、高度調(diào)節(jié)彈簧、探頭夾具，探頭架基座通過(guò)橫桿固定于周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠螺母座上，探頭基座中間具有銷孔，活柱通過(guò)銷孔并與連接板固定連接，探頭基座與連接板之間的活柱套有高度調(diào)節(jié)彈簧，連接板與下方的探頭夾具鉸接，并且連接板與探頭夾具之間安裝有四個(gè)探頭調(diào)節(jié)彈簧”使得超聲探頭的調(diào)節(jié)能力更好，異形管道曲面的變化會(huì)使得高度調(diào)節(jié)彈簧和探頭調(diào)節(jié)彈簧實(shí)時(shí)的伸縮變化，確保了超聲探頭能夠與管道的表面密切接觸，而且角度不會(huì)發(fā)生改變，而且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。

本發(fā)明主梁及側(cè)梁與管道直接接觸的下表面有防滑橡膠墊不但設(shè)有吸盤，而且周圍的一圈定位凸條的底面也向內(nèi)凹陷形成喇叭狀的槽，吸盤和喇叭狀槽在受到壓力之后，能夠牢牢地緊貼底面，吸附性好。而由于在防滑橡膠墊的上表面還設(shè)有與定位凸條配合的定位凹槽，因此若是需要較厚的防滑橡膠墊時(shí)，只需要將多片防滑橡膠墊疊加在一起就能使用，且上一片的吸盤會(huì)吸住下一片的上表面，保證了單片防滑橡膠墊不會(huì)掉落，特別在異形管道不規(guī)則處增減防滑橡膠墊，增強(qiáng)整個(gè)檢測(cè)裝置的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為掃查裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為固定支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為探頭架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為防滑橡膠墊結(jié)構(gòu)圖；

圖5為防滑橡膠墊凸條的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的描述。

本發(fā)明提供一種異形油氣管道超聲檢測(cè)裝置。該裝置可以控制超聲探頭沿異形管道外表面軸向或周向精確自動(dòng)移動(dòng)，利用超聲信號(hào)進(jìn)行無(wú)損探傷掃查，有利于超聲信號(hào)的采集與缺陷的識(shí)別。

一種異形油氣管道超聲檢測(cè)裝置，如圖1到圖3所示包括固定支架1、軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2、周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、探頭架4；固定支架1支撐軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2，固定掃查裝置于待測(cè)管道外表面；軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2安裝于固定支架1上，控制周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3沿管道軸向運(yùn)動(dòng)；周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3安裝于軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2上，控制探頭架4沿管道周向運(yùn)動(dòng)；探頭架4夾持超聲探頭5，使超聲探頭5與管道外表面保持密切接觸；

所述的固定支架1由兩條對(duì)稱的鋼梁組成；所述的鋼梁的端部具有帶卡扣的彈性橡膠帶1-3固定于待檢測(cè)管道外表面；

所述的鋼梁由一塊主梁1-1，兩塊側(cè)梁1-2構(gòu)成，側(cè)梁1-2安裝于主梁1-1兩側(cè)，側(cè)梁1-2與主梁1-1之間的角度可變，每塊主梁1-1及側(cè)梁1-2與管道直接接觸的下表面有防滑橡膠墊1-4，如圖4和圖5所示，防滑橡膠墊1-4的下表面設(shè)有若干吸盤1-5； 防滑橡膠墊1-4的下表面的邊緣處設(shè)有一圈定位凸條1-6，所述定位凸條1-6的底面向內(nèi)凹陷形成喇叭狀的槽1-7；

所述的周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3安裝于軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2的支撐座2-4上，周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的底座3-1一端與支撐座2-4鉸接，另一端安裝有2個(gè)相同的角度調(diào)節(jié)彈簧2-5，角度調(diào)節(jié)彈簧2-5可以調(diào)節(jié)角度，并具有壓緊與復(fù)位功能；夠確保探頭架在一個(gè)實(shí)時(shí)調(diào)整的位置，當(dāng)異形管道的弧度變化，其角度調(diào)節(jié)彈簧也會(huì)跟著伸縮調(diào)節(jié)支撐座，確保探頭架與管道表面保持一定的角度。

周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3由底座3-1、第二步進(jìn)電機(jī)3-2、第二滾珠絲杠3-3、第二滾珠絲杠螺母座3-4構(gòu)成，第二滾珠絲杠3-3固定在底座3-1上，第二步進(jìn)電機(jī)3-2控制第二滾珠絲杠3-3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾珠絲杠螺母座3-4沿第二滾珠絲杠3-3的軸向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)；

所述的探頭架4包括探頭架基座4-1、高度調(diào)節(jié)彈簧4-2、探頭夾具4-3，探頭架基座4-1通過(guò)橫桿固定于周向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的滾珠絲杠螺母座3-4上，探頭基座4-1中間具有銷孔，活柱6-1通過(guò)銷孔并與連接板6-2固定連接，探頭基座4-1與連接板6-2之間的活柱6-1套有高度調(diào)節(jié)彈簧4-2，可以通過(guò)彈簧的張力自適應(yīng)的調(diào)整探頭架基座4-1與連接板6-2之間的高度距離，連接板6-2與下方的探頭夾具4-3鉸接，并且連接板6-2與探頭夾具4-3之間安裝有四個(gè)探頭調(diào)節(jié)彈簧4-4，能夠微調(diào)探頭夾具4-3的角度，當(dāng)管道曲面不平整時(shí)，四個(gè)探頭調(diào)節(jié)彈簧4-4的伸縮長(zhǎng)度也不一致，保證了探頭夾具4-3的平整角度，進(jìn)而保證了超聲探頭5的探測(cè)角度。

所述的軸向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2安裝于固定支架的主梁1-1上，由第一步進(jìn)電機(jī)2-1、第一滾珠絲杠2-2、導(dǎo)軌2-3、支撐座2-4組成，第一步進(jìn)電機(jī)2-1控制第一滾珠絲杠2-2轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)支撐座2-4沿導(dǎo)軌2-3運(yùn)動(dòng)。

所述的第一步進(jìn)電機(jī)2-1，第二步進(jìn)電機(jī)3-2均為帶編碼器的步進(jìn)電機(jī)。

所述的探頭夾具4-3與超聲探頭5直接接觸表面粘貼有探頭保護(hù)橡膠墊4-5可以保護(hù)超聲探頭5與增大接觸摩擦力。

簡(jiǎn)述一下本異形油氣管道超聲檢測(cè)裝置的控制方法。

本裝置的運(yùn)動(dòng)控制可以由運(yùn)動(dòng)控制機(jī)箱與控制軟件聯(lián)合完成。掃查裝置與控制機(jī)箱連接，控制機(jī)箱與計(jì)算機(jī)連接，控制軟件安裝在計(jì)算機(jī)上，控制軟件需要有良好的人機(jī)交互界面。

使用時(shí)，由操作人員按照現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)需求，通過(guò)軟件界面，對(duì)掃查裝置下達(dá)指令。比如控制超聲探頭5以某個(gè)速度沿管道軸向運(yùn)動(dòng)掃查一段距離，或者控制超聲探頭5以某個(gè)速度沿管道周向運(yùn)動(dòng)掃查一段距離，如果同時(shí)下達(dá)兩個(gè)方向的指令，就可以實(shí)現(xiàn)某傾斜角度的掃查。由于掃查過(guò)程全部由掃查裝置按照命令自動(dòng)完成，所以減小了環(huán)境干擾，有利于檢測(cè)信號(hào)的采集與缺陷的識(shí)別。