一種儲罐罐壁缺陷的漏磁檢測爬壁裝置及測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于金屬容器缺陷漏磁檢測，是一種利用永磁體實現(xiàn)吸附和漏磁檢測的儲罐罐壁缺陷的漏磁檢測爬壁裝置及測量方法，適用于石化機械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]儲罐作為石化行業(yè)最常見的設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著重要的儲運功能，同時也是致命的威脅。罐內(nèi)介質(zhì)通常具有易燃、易爆、易腐蝕等性質(zhì)，再加之儲油罐由于罐內(nèi)壓力、外界雨水等因素的共同作用，儲罐壁容易產(chǎn)生凹陷、裂縫、孔洞等缺陷。這些缺陷不僅會造成罐體泄漏，甚至可能引發(fā)火災(zāi)和爆炸，造成環(huán)境的污染和人員傷亡。所以，對儲罐的檢測與安全評估成為預(yù)防這一切嚴(yán)重后果發(fā)生的重要手段，但行業(yè)內(nèi)通用的還是人工檢測。人工檢測須搭建腳手架，檢測員再爬上腳手架手持檢測儀器進行探傷，這樣的方法效率低同時危險性高，并且需要清空儲罐內(nèi)的油品。隨著石化行業(yè)的迅速發(fā)展，自動化檢測儀器代替人工勢在必行。
[0003]文獻檢索石化設(shè)備檢測爬壁機器人表明:英國Silverwing公司生產(chǎn)的Scorp1nD.C.P爬壁機器人采用永磁鐵實現(xiàn)吸附，超聲波完成罐壁探傷，但超聲波的檢測方式需要耦合劑，對底板表面情況要求較高，同時檢測效率較低；清華大學(xué)的TH_Climber I，采用磁吸附、單車雙履帶方案，外帶渦流檢測裝置完成對儲罐內(nèi)壁的缺陷檢測，缺點是檢測機構(gòu)是集成化低，并且渦流檢測具有趨膚效應(yīng)，只適用于較薄的底板和厚底板的表面和近表面缺陷的檢測。
[0004]大型立式圓筒形儲罐罐壁采用的是階梯形變截面結(jié)構(gòu)，而固定尺寸的磁吸附機構(gòu)的吸附力以和磁化能力有限，不能實現(xiàn)這一類儲罐罐壁的吸附和檢測，這增加了自動化檢測的困難。此外根據(jù)文獻檢索也顯示現(xiàn)有儲罐檢測爬壁裝置沒有實現(xiàn)依靠同一磁路產(chǎn)生足夠磁吸力的同時，通過磁化強度調(diào)節(jié)檢測階梯形變截面罐壁的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了改變儲罐罐壁人工檢測的缺陷，克服現(xiàn)有檢測器不能實現(xiàn)階梯形變截面罐壁檢測的不足。特提供一種儲罐罐壁缺陷的漏磁檢測爬壁裝置及測量方法。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種儲罐罐壁缺陷的漏磁檢測爬壁裝置，是由車架1、驅(qū)動輪2、吸附機構(gòu)3、檢測探頭4、驅(qū)動電機5、滑軌6、信號檢測與分析裝置7、絲杠8和升降驅(qū)動器9組成。
[0007]車架I由上支撐板20、支撐柱21及下支撐板22構(gòu)成，四根支撐柱21兩端設(shè)置有螺紋，支撐柱21兩端配上螺母分別與上支撐板20和下支撐板22螺紋連接；四個驅(qū)動輪2分別用螺釘鎖死在四個驅(qū)動電機5的輸出軸，驅(qū)動電機5再用螺釘固定在車架I下方的下支撐板22上；吸附機構(gòu)3安裝在車架I下面，吸附機構(gòu)3由銜鐵10、鋁制固定殼11和釹鐵硼永磁鐵12組成，兩塊釹鐵硼永磁鐵12磁極相反地嵌入鋁制固定殼11中，鋁制固定殼11螺栓螺母固定在銜鐵10的左右兩邊，銜鐵10、釹鐵硼永磁鐵12以及被檢測的罐壁形成局部磁回路；銜鐵10上設(shè)置有孔，絲杠8通過孔再依靠絲杠螺母與銜鐵10連接；滑軌6安裝在銜鐵10與上支撐板20之間；檢測探頭4由探頭盒13、螺桿14及壓縮彈簧15組成，探頭盒13與螺桿14螺紋連接，壓縮彈簧15安裝在螺桿14的臺階軸與上支撐板20之間，螺桿14穿過上支撐板20與銜鐵10的定位孔使整個檢測探頭4掛在上支撐板20上；上述探頭盒13是由探頭殼16、探頭端17、聚磁片18和霍爾元件19組成，霍爾元件19鑲嵌在探頭端17的七個圓孔內(nèi)，霍爾元件19端部與探頭端17端部齊平貼近被檢工件，霍爾元件19兩側(cè)各嵌入聚磁片18，探頭盒13與探頭殼16過盈配合再用緊定螺釘定位；升降驅(qū)動器9用螺釘固定在上支撐板20上，升降驅(qū)動器9與絲杠8的上端用帶傳動相連接；信號檢測與分析裝置7安裝在上支撐板20上。所述的信號檢測與分析裝置7是由霍爾元件19、模擬多路開關(guān)23、前置放大電路24、信號調(diào)理電路25、A/D轉(zhuǎn)換電路26、微處理器27、硬盤接口 28和硬盤29組成；微處理器27的控制輸出端用導(dǎo)線與模擬多路開關(guān)23的控制信號輸出端相連接；霍爾元件19的信號輸出端連接模擬多路開關(guān)23的信號輸入端；前置放大電路24的信號輸入端與模擬多路開關(guān)23的信號輸出端相連接，前置放大電路24的信號輸出端與信號調(diào)理電路25的信號輸入端相連接；信號調(diào)理電路25的信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路26的模擬信號輸入端相連接，A/D轉(zhuǎn)換電路26的數(shù)字信號輸出端連接微處理器27 ;微處理器27的控制端用導(dǎo)線與A/D轉(zhuǎn)換電路26的控制端相連接；微處理器27的I/O接口通過硬盤接口28與硬盤29連接。
[0008]一種儲罐罐壁缺陷的漏磁檢測爬壁裝置的測量方法:先通過絲杠8調(diào)節(jié)使得吸附機構(gòu)3置于最高，再將本漏磁檢測爬壁裝置安放在儲罐內(nèi)壁運行；然后慢慢調(diào)節(jié)吸附機構(gòu)3離罐壁的距離使罐壁局部磁化并吸附；最后打開電源使裝置在驅(qū)動輪2的帶動下前進；行進過程中，安裝在正中位置的檢測探頭4用探頭盒13中的七個霍爾元件19感應(yīng)漏磁信號，霍爾元件19將磁場信號轉(zhuǎn)化為電信號傳給信號檢測與分析裝置7處理和分析；信號檢測與分析裝置7的工作步驟是，首先由微處理器27控制端輸出一組地址信號給模擬多路開關(guān)23，選擇一路漏磁信號送給前置放大電路24，前置放大電路24對輸入漏磁信號進行初步放大處理；其次將初步放大處理后的信號送入信號調(diào)理電路25進行濾波、二次放大等處理后送給A/D轉(zhuǎn)換電路26 ;A/D轉(zhuǎn)換器對經(jīng)過調(diào)理后的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完了之后產(chǎn)生中斷信號，微處理器27重新發(fā)出地址信號給模擬多路開關(guān)23，選擇下一路信號，如此重復(fù)進行；再由微處理器27控制硬盤接口 28，將采集后的漏磁信號通過硬盤接口 28存入硬盤29 ;最后將存入硬盤29的數(shù)據(jù)進行離線處理、分析，得到缺陷的具體數(shù)據(jù)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:(1)本發(fā)明產(chǎn)品將裝置豎直放到儲罐罐壁上，通過吸附機構(gòu)的作用就能吸附在罐壁上使用方便；(2)本裝置通過絲杠的調(diào)節(jié)可以改變氣隙大小從而改變永磁鐵對罐壁的磁吸力大小，有利于安放和取下檢測裝置；(3)本裝置通過判斷霍爾元件檢測到的磁感應(yīng)強度數(shù)據(jù)，由控制部分作出控制，調(diào)節(jié)絲杠改變吸附機構(gòu)的提離值，致使爬壁裝置能檢測到階梯形變截面罐壁；(4)本檢測裝置體積小、結(jié)構(gòu)簡單、變磁力調(diào)節(jié)使得行走靈活。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明儲罐罐壁缺陷的漏磁檢測爬壁裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本漏磁檢測爬壁裝置中吸附機構(gòu)3的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3為本漏磁檢測爬壁裝置中檢測探頭4的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為本裝置檢測探頭4的探頭裝配圖。
[0014]圖5為本裝置車架I的示意圖。
[0015]圖6為本裝置測量方法的信號處理過程示意圖。
[0016]圖中:1、車架，2、驅(qū)動輪，3、吸附機構(gòu)，4、檢測探頭，5、驅(qū)動電機，6、滑軌，7、信號檢測與分析裝置，8、絲杠，9、升降驅(qū)動器，10、銜鐵，11、鋁制固定殼，12、釹鐵硼永磁鐵，13、探頭盒，14、螺桿，15、壓縮彈簧，16、探頭殼，17、探頭端，18、聚磁片，19、霍爾元件，20、上支撐板，21、支撐柱，22、下支撐板，23、模擬多路開關(guān)，24、前置放大電路，25、信號調(diào)理電路，26、A/D轉(zhuǎn)換電路，27、微處理器，28、硬盤接口，29、硬盤。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本漏磁檢測爬壁裝置作進一步說明，本實施例在以技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細(xì)的實施方案和具體的操作過程。
[0018]如圖1、2、3、4、5和6所示，首先將兩塊釹鐵硼永磁鐵12分別裝進兩個鋁制固定殼11，并且使得磁極相反；再將鋁制固定殼11固定到銜鐵10下方，磁鐵磁化方向為豎直方向，那么銜鐵10、釹鐵硼永磁鐵12以及被檢測的罐壁形成磁回路，實現(xiàn)對罐壁的吸附和磁化檢測；后期