一种管道检测系统的制作方法

本实用新型涉及管道检测领域，具体而言，涉及一种管道检测系统。

背景技术：

随着工业技术的不断发展，为了解决管道器材基层单位在恶劣条件下对管道内壁表面出现的脱落、烧蚀、划痕等瑕疵进行定性及定量检测，能够准确的探测管道内壁表面质量，并对瑕疵进行定性和定量描述，评定管道质量等级，提出维护建议，因此出现了各种管道探测仪。管道探测仪主要用于探测管道内壁表面的质量，生成管道内壁表面影像信息，测量内壁瑕疵大小并形成瑕疵报告，为评定管道质量和维护保养策略提供依据，因此它的研制对于指定管道保养策略、延长管道寿命具有较大的经济效益。

现有技术虽然能够实现对管道内壁表面的检测，生成管道内壁表面影像信息，但是在条件比较苛刻时，图像采集质量难以保证。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服相关技术的不足，提供一种管道检测系统，其能够满足各种型号管道的检测需求，保证光线充足与装置稳定，进而提高图像采集质量。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种管道检测系统，包括光电测量头、铠装线、夹持机构、轴向传动机构、控制系统；光电测量头包括套筒和定心机构，套筒设置摄像头和照明装置，定心机构包括套设于套筒上的套环和沿套环外壁的圆周方向间隔设置的滚珠，铠装线与套筒连接；轴向传动机构安装在所述夹持机构上，轴向传动机构用于驱动铠装线移动，从而驱动光电测量头移动，控制系统与光电测量头通信连接，用于显示光电测量头检测到的图像。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，照明装置包括第一光源、第二光源及反射镜，第一光源设置于摄像头周围，第二光源设置于摄像头远离所述铠装线的一侧，反射镜设置在套筒且位于所述第一光源与所述第二光源之间，反射镜用于反射第二光源发出的光线。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，套筒的一端设置锥状连接物，锥状连接物与铠装线螺纹连接。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，定心机构有两个且分别设置于套筒的两端。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，套环间隔设置有多个凸起物，多个凸起物与多个滚珠一一对应，多个滚珠分别可转动地安装于相应的凸起物上。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，轴向传动机构包括马达、机架、主动摩擦轮及从动摩擦轮，主动摩擦轮和从动摩擦轮均转动连接于机架，主动摩擦轮和从动摩擦轮共同形成与铠装线配合的输送腔，马达安装于机架且输出轴与主动摩擦轮转动连接。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，主动摩擦轮和从动摩擦轮分别开设有与所述铠装线匹配的凹槽，凹槽分别设置耐磨物。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，控制系统包括显示屏、系统电源模块、电机控制模块及嵌入式工控机。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，夹持机构包括抱箍、套管及连接块，抱箍与套管连接，连接块设置于套管外壁，用于连接轴向传动机构。

一种管道检测系统，包括光电测量头和待检测管道；光电测量头包括套筒和定心机构，套筒设置摄像头和照明装置，定心机构包括套设于套筒上的套环和沿套环外壁的圆周方向间隔设置的滚珠，所述待检测管道的内壁设置有与所述滚珠配合的阴线槽。

上述方案的有益效果：

本实用新型提供了一种管道检测系统，与现有技术相比，由于该管道检测系统中的定心机构能够保证光电测量头的轴线与待测管道轴线始终在同一条线上，进而保证图像采集质量，其次，通过更换不同的定心机构以满足各种型号管道的检测需求；照明装置能够保证深孔内光线充足、均匀，进一步保证光电测量头的成像效果；轴向传动机构安装于待测管道上，保证光电测量头在测量过程中的稳定性，进而保证图像采集质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的管道检测系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的光电测量头的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的定心结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的轴向传动机构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的夹持机构的结构示意图；

图6为实用新型实施例提供的系统检测机构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的控制系统的功能模块结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的系统电源模块的功能结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的管道检测结构的示意图。

图标：1000-管道系统检测系统；2000-管道检测结构；100-光电测量头；200-铠装线；300-夹持机构；400-轴向传动机构；500-控制系统；510-显示屏；520-主控单元；600-电缆；700-待测管道；710-阴线槽；711-阳线；110-锥状连接台；120-定心机构；130-套筒；140-第一光源；150-第二光源；160-摄像头；170-反射镜；121-套环；122-滚珠；1212-套环外壁；1211-凸起物；410-主动摩擦轮；420-从动摩擦轮；430-机架；431-电机控制器；432-电机驱动器；433-减速齿轮；421-凹槽；440-马达；131-抱箍；1311-第一抵持件；1312-第二抵持件；132-圆形腔体；133-紧固手柄；134-连接杆；135-套管；136-套孔；137-连接块；138-螺纹通孔；521-系统电源模块；522-电机控制模块；523-嵌入式工控机；5211-电压检测单元；5212-电流检测单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

实施例

图1为本实用新型实施例提供的管道系统检测系统1000的结构示意图，请参照图1，管道系统检测系统可以包括光电测量头100、铠装线200、夹持机构300、轴向传动机构400、控制系统500，其中控制系统500包括显示屏510和主控单元520。

详细地，轴向传动机构400通过夹持机构300固定，光电测量头100一端与铠装线200连接，其中，铠装线200为圆柱体，轴向传动机构400通过驱动铠装线200移动，进而驱动光电测量头100移动，其中，光电测量头100主要完成光学信号的读取和光电转换，探测时将获得的图像信息通过电缆600传入主控单元520，检测人员对显示屏510屏幕进行观察，并对可疑图像区域进行标识，然后计算机经图像识别计算出瑕疵所占的像素点数，再经换算及和几何校正处理，得出瑕疵的面积。

图2为本实用新型实施例提供的光电测量头100的结构示意图，请参照图2，光电测量头100可以包括锥状连接台110、定心机构120、套筒130、第一光源140、第二光源150、摄像头160、反射镜170。其中，定心机构120至少有两个。在本实施例中，定心机构120有2个且分别套设于套筒130的前后两端，用于托起套筒130；其中，锥状连接台110设置于套筒130上靠近铠装线200的一端，锥状连接台110的横截面为圆形，锥状连接台110内开设有贯穿通孔，并且锥状连接台110的内壁上远离套筒130的一端设置有与铠装线200上的外螺纹相匹配的内螺纹，由于铠装线200为圆柱体，从而实现锥状连接台110与铠装线200的螺纹连接。

在本实施例中，从尺寸、清晰度、工作环境以及经济性角度考虑，摄像头160采用超电耦合器件(Charge-Coupled Device，CCD)摄像头，非常适合于深孔探测，CCD又称图像传感器，它是一种大规模集成电路光学器件，是在集成电路技术基础上发展起来的新型半导体传感器。CCD使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机。CCD由许多感光单位组成，当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。

在本实施例中，反射镜170选用45度平面反射镜，由于平面反射镜加工容易、成像质量好、图像不变形，放大率一致性好，可以向CCD摄像头160提供高质量图像。第一光源140和第二光源150可以采用LED灯、白炽灯等，在本实施例中采用大散射角、高亮度、纯白发光、冷光源LED组成照明系统主要光源；45度反射镜170与CCD摄像头160、第一光源140、第二光源150设置于套筒130上，其中，第一光源140以环形均匀设置于CCD摄像头160一周，通过反射镜170照亮CCD视场内的场景；第二光源150以环形均匀设置于摄像头160远离铠装线200的一侧，对第一光源140进行补光，反射镜170设置于套筒130且位于所述第一光源140与所述第二光源150之间，带有图像信息的反射光经反射镜170进入物镜并成像在CCD摄像头160上。

图3为本实用新型实施例提供的定心结构120的示意图，请参照图3，定心机构120可以包括套环121、滚珠122，套环121的材料可以为铜、铁、铝合金等。在本实施例中，套环121的材料为铜，其中套环121大致为环状体，套环121的套环外壁1212上沿圆周方向等距间隔凸设置凸起物1211，凸起物1211至少有3个，在本实施例中凸起物1211为3个，其中凸起物1211为扇环形，直径略大于套筒130的直经，凸起物1211与滚珠122一一对应，滚珠122分别可转动地安装于相应的凸起物1211上。

图4为本实用新型实施例提供的轴向传动机构400的结构第一视角图，图5为为本实用新型实施例提供的轴向传动机构400的结构第二视角图，请参照图4和图5，轴向转动机构400可以包括马达440、机架430、主动摩擦轮410及从动摩擦轮420，在本实施例中马达440采用步进电机，机架430包括电机驱动器432和电机控制器431及减速齿轮433。主动摩擦轮410和从动摩擦轮420材料可以为铜、铁、铝合金，形状相同、且均为圆柱体，在本实施例中，主动摩擦轮410和从动摩擦轮420材料为铁，主动摩擦轮410和从动摩擦轮420均转动连接于机架430，主动摩擦轮410和从动摩擦轮420共同形成与所述铠装线200配合的输送腔，主动摩擦轮410和从动摩擦轮420的外壁上沿圆周方向分别开设有与铠装线200匹配的凹槽421，保证铠装线200在移动时不会因为铠装线200是圆柱体而摆动，其次在凹槽421上分别设置耐磨物，防止铠装线200与主动摩擦轮410和从动摩擦轮420接触会产生打滑现象，在本实施例中耐磨物采用橡胶胶套。马达440安装于所述机架430且输出轴与所述主动摩擦轮410通过减速齿轮433连接，电机控制器431连接电机驱动器432，控制马达440工作，当马达440工作时带动主动摩擦轮410转动，并在从动摩擦轮420的配合下驱动铠装线200移动，从而驱动光电测量头100移动。

图6为本实用新型实施例提供的夹持机构300的结构示意图，参照图6，夹持机构300可以包括抱箍131、套管135、连接块137、连接杆134，抱箍131可以是圆形、三角形等形状，在本实施例中抱箍131采用圆形抱箍131，抱箍131由第一抵持件1311和第二抵持件1312构成，两个抵持件形状相同且为半圆形，它们共同形成圆形腔体132，套管135可以是圆柱体，也可以是长方体，在本实施例中套管135为圆柱体，在其内开设有贯通的套孔136。紧固手柄133用于将第一抵持件1311和第二抵持件1312固定连接在一起，并实现圆形抱箍131大小的调节，连接杆134的一端与圆形抱箍131的端部焊接在一起，连接杆134的另一端与套管135的端部焊接在一起，连接块137设置于套管135的侧壁，连接块137的侧面至少开设有一个螺纹通孔138，在本实施例中，连接块137侧壁开设有两个螺纹通孔138，从而利用紧固螺栓将轴向传动机构400固定在夹持机构300上。

图7为本实用新型实施例提供的一种控制系统500的功能模块示意图，图8实用新型实施例提供的系统电源模块521的功能模块示意图，请参照图7和图8，控制系统500可以包括系统电源模块521、电机控制模块522、嵌入式工控模块523、显示屏510，其中，系统电源模块521包括电压检测单元5211和电流检测单元5212。

详细地，电机控制模块522、嵌入式工控机523和显示屏510均与系统电源模块521连接，电流检测单元5212用来检测工作的电流，电压检测单元5211用来检测工作电压，电机控制模块522用来控制轴向转动机构400的工作，继而控制光电测量头100的运动，嵌入式工控机523对图像进行实时显示和处理，形成分析分报告和总报告，光电测量头100中的CCD传感器通过光学系统摄取图像信号，信号通过电缆600传给主控单元520内的嵌入式工控机523，显示屏510用来显示嵌入式工控机523传送过来的实时图像，在本实施例中，显示屏510可以是液晶显示屏和触控显示屏，若为触控显示器，其可为支持单点和多点触控操作的电容式触控屏或电阻式触控屏等。

图9为本实用新型实施例提供的管道检测结构2000的示意图，其主要包括光电测量头100和待测管道700，光电测量头100主要包括套筒130和套设于套筒130上的定心机构120构成，待测管道700为圆柱体，其内开设有贯穿的通孔，待测管道700内壁上沿圆周方向等间距开设有阴线槽710与阳线711，定心机构120包括套环121和滚珠122，沿套环121的外壁上沿圆周方向等距间隔凸设置凸起物1211，凸起物1211为扇环形，凸起物1211始终位于阴线槽710两侧的阳线711上并与阳线711接触，每个凸起物1211上均嵌设有滚珠122，其大小足以嵌入阴线槽710内。在管道检测过程中，由于定心机构120上的凸起物1211始终在两侧阳线711上，滚珠122在工作时刚好嵌入待测管道700的阴线槽710内，使得定心机构120能够沿炮筒内壁阴线槽710前后移动，进而使得光电测量头100能够始终沿待测管道700的中心轴线平稳的移动，对待测管道700的内壁进行扫描，保证测量的准确度。

本实用新型的实施例提供的一种管道检测系统的工作原理及有益效果为：

本实用新型提供了一种管道检测系统，主要包括光电测量头、铠装线、夹持机构、轴向传动机构、控制系统、待测管道，其中光电测量头包括套筒和定向机构。使用时，首先将夹持机构固定在待测管道的端口上，其中夹持机构上的圆形抱箍尺寸与待测炮筒尺寸匹配，并利用紧固手柄将圆形抱箍固定在待测管道上，然后利用紧固螺栓将轴向传动机构固定在夹持机构上，进而将轴向传动机构固定在待测管道上，接着通过铠装线将光电测量头放入待测管道内，铠装线放置在主动摩擦轮和从动摩擦轮之间，其中，光电测量头的套筒由定心结构托起，光电测量头在步进电机驱动的铠装线带动下驱动光电测量头移动，控制系统与光电测量头通信连接，用于显示光电测量头检测到的图像。由于该管道检测系统中的定心机构能够保证光电测量头的轴线与待测炮筒轴线始终在同一条线上，进而保证图像采集质量，其次，通过更换不同的定心机构以满足各种型号管道的检测需求；照明装置能够保证待测炮筒深孔内光线充足、均匀，进一步保证光电测量头的成像效果；轴向传动机构安装于待测炮筒上，保证光电测量头在测量过程中的稳定性，进而保证图像采集质量。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。