机构2的支撑座2-4上，其中，周向运动机构3与支撑座2-4之间安装有4个相同的具有压紧与复位功能的角度调节弹簧2-5，其可以调节支撑座2-4与周向运动机构3两者之间的角度。
[0031]周向运动机构3由底座3-1、第二步进电机3-2、第二滚珠丝杠3_3以及滚珠丝杠螺母座3-4构成；其中，底座3-1安装于支撑座2-4上，第二滚珠丝杠3-3固定在底座3_1上，第二步进电机3-2控制第二滚珠丝杠3-3转动，从而带动滚珠丝杠螺母座3-4沿第二滚珠丝杠3-3的轴向进行直线运动，滚珠丝杠螺母座3-4的运动带动探头架4沿管道外表面周向运动扫查，即控制相控阵超声探头5沿管道外表面周向运动扫查检测。
[0032]由于实用新型的控制软件需要位置信息的反馈信号，以达到精确控制相控阵超声探头5运动的目的，因此第一步进电机2-1，第二步进电机3-2均选用带编码器的步进电机。
[0033]如图3所示，探头架4由探头架基座4-1、高度调节弹簧4-2以及探头夹具4_3组成；探头架基座4-1固定于周向运动机构3的滚珠丝杠螺母座3-4上，探头夹具4-3与探头架基座4-1之间安装有2个相同的并具有压紧与复位功能高度调节弹簧4-2，以调节探头夹具4-3距离管道外表面的高度。
[0034]探头夹具4-3夹持相控阵超声探头5，并且探头夹具4-3上安装有4个相同的探头调节弹簧4-4，以调节相控阵超声探头5与管道外表面的角度，使相控阵超声探头5与管道外表面密切接触；
[0035]其中，探头夹具4-3与相控阵超声探头5直接接触表面粘贴有探头保护橡胶垫4-5，以保护相控阵超声探头5以及增大两者的接触摩擦力。
[0036]本装置的运动控制可以由运动控制机箱与控制软件联合完成:本实用新型与控制机箱连接，控制机箱与计算机连接，控制软件安装在计算机上，控制软件具有良好的人机交互界面。
[0037]使用时，由操作人员按照现场检测需求，通过软件界面，对扫查装置下达指令。比如控制相控阵超声探头5以某个速度沿管道轴向运动扫查一段距离，或者控制相控阵超声探头5以某个速度沿管道周向运动扫查一段距离，如果同时下达两个方向的指令，就可以实现某倾斜角度的扫查；由于扫查过程全部由扫查装置按照命令自动完成，所以减小了环境干扰，有利于检测信号的采集与缺陷的识别。
[0038]综上所述:本实用新型通过设置轴向运动机构2和周向运动机构3，能够控制相控阵超声探头5沿管道外表面轴向或周向精确自动移动，利用相控阵超声信号进行无损探伤扫查；有效排除了手工扫查方对检测信号采集的影响以及避免人为误差的引入，减少漏检情况的发生，有利于相控阵超声信号的采集与缺陷的识别；并且本装置拆装方便，通过改变固定支架I的角度可以应用于不同规格的管道，显著提高了油气管道相控阵超声检测的精度与效率。
【主权项】
1.一种油气管道相控阵超声检测自动扫查装置，其特征在于， 它包括固定支架(I)、轴向运动机构(2)、周向运动机构(3)、以及用于夹持相控阵超声探头(5)的探头架(4);所述的轴向运动机构(2)安装于固定支架(I)上、控制周向运动机构(3)沿管道轴向运动扫查；所述的周向运动机构(3)安装于轴向运动机构(2)上、控制设置在周向运动机构(3)上的探头架(4)沿管道周向运动扫查。2.根据权利要求1所述的一种油气管道相控阵超声检测自动扫查装置，其特征在于，所述的固定支架(I)由两条对称的钢梁组成，每条钢梁通过一条带卡扣的弹性橡胶带(1-3)固定于待检测管道外表面。3.根据权利要求2所述的一种油气管道相控阵超声检测自动扫查装置，其特征在于，所述的钢梁由一块主梁(1-1)和两块侧梁(1-2)构成；两块侧梁(1-2)分别安装于主梁(1-1)的两侧，并且每块侧梁(1-2)与主梁(1-1)之间的角度均可变。4.根据权利要求3所述的一种油气管道相控阵超声检测自动扫查装置，其特征在于，所述的每块主梁(1-1)及侧梁(1-2)与管道直接接触的下表面均粘贴防滑橡胶垫(1-4)。5.根据权利要求1所述的一种油气管道相控阵超声检测自动扫查装置，其特征在于，所述的轴向运动机构(2)安装于固定支架(I)的主梁(1-1)上，由第一步进电机(2-1)、第一滚珠丝杠(2-2)、导轨(2-3)以及支撑座(2-4)构成； 所述的第一步进电机(2-1)控制第一滚珠丝杠(2-2 )转动，从而带动支撑座(2-4 )沿导轨(2~3 )运动ο6.根据权利要求1所述的一种油气管道相控阵超声检测自动扫查装置，其特征在于，所述的周向运动机构(3)安装于轴向运动机构(2)的支撑座(2-4)上；其中，周向运动机构(3)与支撑座(2-4)之间安装有4个相同的角度调节弹簧(2-5)，以调节支撑座(2-4)与周向运动机构(3)的角度。7.根据权利要求1所述的一种油气管道相控阵超声检测自动扫查装置，其特征在于，所述的周向运动机构(3)由底座(3-1)、第二步进电机(3-2)、第二滚珠丝杠(3-3)以及滚珠丝杠螺母座(3-4)构成； 其中，底座(3-1)安装于支撑座(2-4)上，第二滚珠丝杠(3-3 )固定在底座(3-1)上，第二步进电机(3-2 )控制第二滚珠丝杠(3-3 )转动，从而带动滚珠丝杠螺母座(3-4)沿第二滚珠丝杠(3-3)的轴向进行直线运动，滚珠丝杠螺母座(3-4)的运动带动探头架(4)沿管道外表面周向运动。8.根据权利要求1所述的一种油气管道相控阵超声检测自动扫查装置，其特征在于，所述的探头架(4)由探头架基座(4-1)、高度调节弹簧(4-2)以及探头夹具(4-3)组成；探头架基座(4-1)固定于周向运动机构(3)的滚珠丝杠螺母座(3-4)上，探头夹具(4-3)与探头架基座(4-1)之间安装有2个相同的高度调节弹簧(4-2)，以调节探头夹具(4-3)距离管道外表面的高度。9.根据权利要求8所述的一种油气管道相控阵超声检测自动扫查装置，其特征在于，所述的探头夹具(4-3)夹持相控阵超声探头(5)，并且探头夹具(4-3)上安装有4个相同的探头调节弹簧(4-4)，以调节相控阵超声探头(5)与管道外表面的角度，使相控阵超声探头(5)与管道外表面密切接触，其中，探头夹具(4-3)与相控阵超声探头(5)直接接触表面粘贴有探头保护橡胶垫(4-5)。
【专利摘要】实用新型公开了一种油气管道相控阵超声检测自动扫查装置，包括固定支架（1）、轴向运动机构（2）、周向运动机构（3）、以及用于夹持相控阵超声探头（5）的探头架（4）；所述的轴向运动机构（2）安装于固定支架（1）上、控制周向运动机构（3）沿管道轴向运动扫查；所述的周向运动机构（3）安装于轴向运动机构（2）上、控制设置在周向运动机构（3）上的探头架（4）沿管道周向运动扫查；本实用新型通过设置轴向运动机构和周向运动机构，能够控制相控阵超声探头沿管道外表面实现轴向或周向精确自动移动，利用相控阵超声信号对管道自动进行无损探伤扫查。
【IPC分类】F17D5/06, G01N29/265
【公开号】CN204629115
【申请号】CN201520238175
【发明人】侯鹏磊, 范孟豹, 李威, 曹丙花, 王禹桥, 杨雪锋, 杨盼盼, 王琪, 谢伟
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月18日