专利名称：平行四边形管道检测变径装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种管道检测装置，特别是一种能够适用于不同直径管道的平行四边形管道检测变径装置，属于机械工程中的检测技术领域。
背景技术：
近年来，海上石油开采规模越来越大，油井数量不断增加，石油管道年久失修易出现泄漏等故障，一般说来，浅海海底石油管道有三种，内径分别为φ195mm、φ247mm、φ296mm。在应用多组超声传感器或漏磁传感器等对海底石油管道进行壁厚、裂纹等项目检测时，需要克服石油管道截面变形、内壁5mm凸起或凹坑、过弯管等因素影响；同时由于检测时该装置应用的传感器数量较多，成本较高，故不宜制作系列尺寸的检测装置，所以需要一个检测装置能够适用于不同直径石油管道的检测。这种检测装置有时是针对同一种直径的管道应用的，但很多情况下是针对不同直径的管道应用，既使在同一种直径的管道使用此项技术时，也需要考虑管道的制造、变形误差以及管道拐弯处几何形状带来的影响。经文献检索发现，发明专利公开号为1441241，专利名称为双向伞式管道检测变径装置，该专利自述为本发明属于机械领域，导向轴与万向联轴节固定联接，小箱体、大箱体与导向轴是间隙配合，并在导向轴固定；支承杆一端联接于小箱体与大箱体中的凹形块，另一端与滚轮联接；传感器固定于传感器安装架上，压缩弹簧设置于大箱体中；支承杆一端与小箱体、大箱体中凹形块联接，另一端与滚轮、传感器安装架联接，支承杆沿半径方向圆周均匀分布，与小箱体、导向轴和管道组成一个伞式结构，支承杆与大箱体、导向轴和管道组成另一个伞式结构。本发明能克服管道截面变形及管道内壁凸起、凹坑等缺陷影响，同时能适用于不同直径管道，使管道的检测能够一次性完成，特别是在不更换零部件的前提下，实现对多种直径管道的检测。但该发明中的传感器采集的信号需要传输到其它部件才能处理，如果传感器多，会造成信号线穿过联轴节困难、密封难度大等缺陷，不能有效利用该发明中箱体的内腔布置信号采集卡与处理器。
发明内容
本发明目的在于克服背景技术的不足，提供一种平行四边形管道检测变径装置，该装置能够安装多组传感器，使其对管道的检测能够实现对多种不同直径管道的检测，克服管道截面变形及管道内壁凸起、凹坑等缺陷及过弯管的影响，而且在箱体内腔为信号采集卡与处理器提供安装空间。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括箱体、曲支承杆、传感器安装架、传感器、滚轴、滚轮、直支承杆、拉伸弹簧，其连接方式为传感器安装架上都安装了一组传感器，传感器的探头对准管道内壁；曲支承杆一端与箱体连接，另一端与传感器安装架、滚轮共同连接于滚轴，传感器安装架的另一端与滚轮、直支承杆连接于滚轴，直支承杆另一端与箱体连接，箱体、曲支承杆、传感器安装架、直支承杆组成一个平行四边形机构，滚轴是平行四边形机构的连接点，拉伸弹簧一端连接于直支承杆上，另一端连接于箱体上，沿圆周方向均匀布置多组平行四边形机构。拉伸弹簧拉紧时，直支承杆与曲支承杆把传感器安装架支承开来，传感器安装架通过与滚轴连接的滚轮就会与管道内壁相挤压，将传感器与管道内壁之间的距离保持在所要求范围内，从而能够实现对管道的检测。
箱体包括小端盖、小透盖、凹形块、销轴、壳体、信号采集卡与处理器、大端盖、导向套筒、大透盖、安装环、定位环。小端盖通过螺钉与壳体固定连接，壳体中部沿圆周方向开有若干个孔，便于固定于传感器安装架上的传感器引线引入到壳体，与信号采集卡与处理器连接；小透盖套、安装环分别套在小端盖的轴端上，二者为间隙配合，小透盖通过螺钉固定于小端盖的轴端上，小端盖的轴端截面为“跑道”形状，端面和圆环面连接处开有若干个槽，曲支承杆的一端从槽中穿过；安装环沿圆周方向均匀开有若干个矩形槽，分别设有凹形块，销轴将曲支承杆的一端与凹形块转动连接，是平行四边形机构的连接点；大端盖通过螺钉与壳体固定连接，导向套筒、大透盖分别套在大端盖的轴端上，均为间隙配合，大端盖的轴端截面为“跑道”形状，大透盖通过螺钉固定于大端盖的轴端上，导向套筒圆周方向开有若干个槽，曲支承杆的从槽中穿过，销轴将直支承杆的一端与安装环中的凹形块转动连接，也是平行四边形机构的连接点。壳体、小端盖、大端盖组成一个密闭的内腔，可以安装信号采集卡与处理器。
本发明平行四边形机构姿态的变化由拉伸弹簧驱动，由于拉伸弹簧的拉力使得固定于传感器安装架两端的滚轮紧紧抵压在管道内壁上，从而保证了传感器安装架与管道内壁平行，满足传感器正常工作所需要的测距要求。遇到障碍时，拉伸弹簧拉动与其连接的直、曲支承杆位姿发生变化，使得滚轮得以越过管道障碍处；管道障碍处越过后，拉伸弹簧回缩，装置恢复状态。当需要测量其它直径的管道时，拉伸弹簧自动调节直、曲支承杆位姿，即可实现大幅度的变径。由于多组平行四边形机构耦合性小，各自实现变径，所以每个平行四边形机构既能实现局部范围的变径，整体又能实现大范围的变径。箱体内腔是空的，可以安装信号采集卡与处理器。
与现有技术相比，本发明不仅能够克服管道截面的变形及管道内壁凸起或凹坑的影响，实现对多种不同直径管道的检测，而且箱体内部可以安装信号采集卡与处理器，具有结构简单可靠，操作方便快捷的优点。本发明的变径技术不仅适用于海底石油管道的检测，也适用于一般管道的检测，具有较为广泛的应用价值。
图1本发明总体结构示意2本发明总体结构A-A剖视3本发明箱体结构示意图具体实施方式
以用来检测的传感器组数为十组的平行四边形管道检测变径装置来说明具体实施情况，本发明及其实际应用中并不受此限定。
如图1、图2所示，本发明包括箱体1、曲支承杆2、传感器安装架3、传感器4、滚轴5、滚轮6、直支承杆7、拉伸弹簧8，其连接方式为传感器安装架3上都安装了一组传感器4，传感器的探头对准管道内壁；曲支承杆2一端与箱体1连接，另一端与传感器安装架3、滚轮6共同连接于滚轴5，传感器安装架3的另一端与滚轮6、直支承杆7连接于滚轴5，直支承杆7另一端与箱体1连接，箱体1、曲支承杆2、传感器安装架3、直支承杆7组成一个平行四边形机构，滚轴5是平行四边形机构的连接点，拉伸弹簧8一端连接于直支承杆7上，另一端连接于箱体1上，沿圆周方向均匀布置多组平行四边形机构。拉伸弹簧8拉紧时，直支承杆7与曲支承杆2把传感器安装架3支承开来，传感器安装架3通过与滚轴5连接的滚轮6就会与管道内壁相挤压，将传感器4与管道内壁之间的距离保持在所要求范围内，从而能够实现对管道的检测。
如图3所示，箱体1包括小端盖9、小透盖10、凹形块11、销轴12、壳体13、信号采集卡与处理器14、大端盖15、导向套筒16、安装环17、大透盖18。小端盖9通过螺钉与壳体13固定连接，壳体13中部沿圆周方向开有若干个孔，便于固定于传感器安装架3上的传感器4引线引入到壳体13，与信号采集卡与处理器14连接；小透盖10、安装环17分别套在小端盖9的轴端上，二者为间隙配合，小透盖10通过螺钉固定于小端盖9的轴端上，小端盖9的轴端截面为“跑道”形状，端面和圆环面连接处开有若干个槽，曲支承杆2的一端从槽中穿过；安装环17沿圆周方向均匀开有若干个矩形槽，分别设有凹形块11，销轴12将曲支承杆2的一端与凹形块11转动连接，是平行四边形机构的连接点；大端盖15通过螺钉与壳体13固定连接，导向套筒16、大透盖18分别套在大端盖15的轴端上，均为间隙配合，大端盖15的轴端截面为“跑道”形状，大透盖18通过螺钉固定于大端盖15的轴端上，导向套筒16圆周方向开有若干个槽，曲支承杆2的从槽中穿过，销轴12将直支承杆7的一端与安装环16中的凹形块11转动连接，也是平行四边形机构的连接点。壳体13、小端盖9、大端盖15组成一个密闭的内腔，安装信号采集卡与处理器14。
权利要求
1.一种平行四边形管道检测变径装置，包括箱体(1)、曲支承杆(2)、传感器安装架(3)、传感器(4)、滚轴(5)、滚轮(6)、直支承杆(7)、拉伸弹簧(8)，其特征在于，传感器安装架(3)上都设置一组传感器(4)，传感器(4)的探头对准管道内壁，曲支承杆(2)一端与箱体(1)连接，另一端与传感器安装架(3)、滚轮(6)共同连接于滚轴(5)，传感器安装架(3)的另一端与滚轮(6)、直支承杆(7)连接于滚轴(5)，直支承杆(7)另一端与箱体(1)连接，箱体(1)、曲支承杆(2)、传感器安装架(3)、直支承杆(7)组成一个平行四边形机构，滚轴(5)是平行四边形的连接点，拉伸弹簧(8)一端连接于直支承杆(7)上，另一端连接于箱体(1)上，沿箱体(1)圆周方向均匀布置多组平行四边形机构，拉伸弹簧(8)拉紧时，直支承杆(7)与曲支承杆(2)把传感器安装架(3)支承开来，与传感器安装架(3)通过滚轴(5)连接的滚轮(6)就会与管道内壁相挤压，使得传感器安装架(3)与管道内壁平行。
2.根据权利要求1所述的平行四边形管道检测变径装置，其特征是，箱体(1)包括小端盖(9)、小透盖(10)、凹形块(11)、销轴(12)、壳体(13)、信号采集卡与处理器(14)、大端盖(15)、导向套筒(16)、安装环(17)、大透盖(18)，小端盖(9)通过螺钉与壳体(13)固定连接，壳体(13)中部沿圆周方向开有若干个孔，固定于传感器安装架(3)上的传感器(4)引线通过孔引入到壳体(13)，与壳体(13)内的信号采集卡与处理器(14)连接，小透盖(10)、安装环(17)分别套在小端盖(9)的轴端上，二者为间隙配合，安装环(17)沿圆周方向均匀开有若干个矩形槽，分别设有凹形块(11)，销轴(12)将曲支承杆(2)的一端与凹形块(11)转动连接，是平行四边形机构的连接点，大端盖(15)通过螺钉与壳体(13)固定连接，导向套筒(16)、大透盖(18)分别套在大端盖(15)的轴端上，均为间隙配合，销轴(12)将直支承杆(7)的一端与安装环(17)中的凹形块(11)转动连接，也是平行四边形机构的连接点。
3.根据权利要求1或2所述的平行四边形管道检测变径装置，其特征是，壳体(13)、小端盖(9)、大端盖(15)组成一个密闭的内腔，设置信号采集卡与处理器(14)。
4.根据权利要求1或2所述的平行四边形管道检测变径装置，其特征是，小透盖(10)通过螺钉固定于小端盖(9)的轴端上，小端盖(9)的轴端截面为“跑道”形状，端面和圆环面连接处开有若干个槽，曲支承杆(2)的一端从槽中穿过；大端盖(15)的轴端截面为“跑道”形状，大透盖(18)通过螺钉固定于大端盖(15)的轴端上，导向套筒(16)圆周方向开有若干个槽，曲支承杆(2)的从槽中穿过。
全文摘要
一种平行四边形管道检测变径装置属于机械领域。本发明传感器安装于传感器安装架上，箱体、曲支承杆、传感器安装架、直支承杆组成一个平行四边形机构，拉伸弹簧一端连接于直支承杆上，另一端连接于箱体的大端盖上，通过拉伸或回缩拉伸弹簧，平行四边形形状发生变化，实现对管道的变径检测，沿箱体圆周均匀布置多组平行四边形机构；箱体的壳体、小端盖、大端盖组成一个封闭的内腔，设置传感器的信号采集卡与处理器。本发明不仅能克服管道截面变形及管道内壁凸起、凹坑等缺陷影响，也适用于对不同直径管道的检测，而且可以将传信号采集卡与处理器安装在装置的内腔中，便于数据线的布置。
文档编号G01N19/00GK1560596SQ200410016428
公开日2005年1月5日 申请日期2004年2月19日 优先权日2004年2月19日
发明者曹冲振, 高雪官, 马培荪, 何冬青, 王凤芹 申请人:上海交通大学