一种大直径金属圆管缺陷检测装置及检测方法
【专利摘要】一种大直径金属圆管缺陷检测装置及检测方法，包括夹具、电涡流传感器、定位装置、信号处理器，所述夹具包括一个环形金属圆盘，环形金属圆盘的中空部分固定连接金属圆筒，在金属圆筒内壁沿其直径方向对称安装一对滚轮，环形金属圆盘表面上沿其半径方向均匀安装多个气缸，每个气缸一端与金属圆筒外壁铰接，另一端为活塞杆伸出端，每根活塞杆末端安装有电涡流传感器；所述定位装置包括滚珠丝杆、蜗轮蜗杆副、伺服电机、支撑导轨，滚珠丝杆一端与环形金属圆盘连接，另一端与蜗轮蜗杆副连接，蜗轮蜗杆副连接伺服电机，蜗轮蜗杆副由伺服电机驱动；电涡流传感器连接信号处理器。本发明仅需一次测试，即可同时获得被测管道一条圆周尺寸上的检测信息，且仅需一次安装可对整条管道进行完整扫描检测，定位、安装、检测效率高。
【专利说明】
一种大直径金属圆管缺陷检测装置及检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及管道缺陷检测领域，具体涉及一种大直径金属圆管缺陷检测装置及检测方法。
【背景技术】
[0002]大直径金属圆管道是水电厂、热电厂等的重要设施之一。如水轮机的蜗壳、热电厂的锅炉、蒸发器、凝汽器、核电厂的热力循环回路等。如果它们的管壁及焊缝处存在缺陷，极易导致重大事故，因而需要定期进行检修和维护。由于这些设备的管道直径较大，全面检测时工作量大、效率极低，对传感器定位和操作极为不便。因此，需要开发一种方便、有效的大直径金属管道检测装置及检测方法。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种大直径金属圆管缺陷检测装置及检测方法，仅需一次测试，即可同时获得被测管道一条圆周尺寸上的检测信息，且仅需一次安装可对整条管道进行完整扫描检测，定位、安装、检测效率高。
[0004]本发明所采用的技术方案是:
一种大直径金属圆管缺陷检测装置，包括夹具、电涡流传感器、定位装置、信号处理器，所述夹具包括一个环形金属圆盘，环形金属圆盘的中空部分固定连接金属圆筒，在金属圆筒内壁沿其直径方向对称安装一对滚轮，环形金属圆盘表面上沿其半径方向均匀安装多个气缸，每个气缸一端与金属圆筒外壁铰接，另一端为活塞杆伸出端，每根活塞杆末端安装有电涡流传感器;所述定位装置包括滚珠丝杆、蜗轮蜗杆副、伺服电机、支撑导轨，滚珠丝杆一端与环形金属圆盘连接，另一端与蜗轮蜗杆副连接，蜗轮蜗杆副连接伺服电机，蜗轮蜗杆副由伺服电机驱动；电涡流传感器连接信号处理器。
[0005]所述支撑导轨由两根槽钢、支撑板组成，支撑导轨的两根槽钢分别与金属圆筒内的两个滚轮配合，使环形金属圆盘能在滚珠丝杆的驱动下沿支撑导轨做直线运动;支撑导轨的两根槽钢一端与支撑板连接，另一端伸入被测金属圆管中并固定。
[0006]所述支撑导轨与被测金属圆管的中轴线平行。
[0007]所述支撑板的长度需大于被测金属圆管管口的直径，支撑板在被测金属圆管的入口处，垂直于被测金属圆管的管口轴线方向固定。
[0008]多个气缸通过卡箍、螺钉呈福射状均勾固定在环形金属圆盘的表面上。
[0009]电涡流传感器上设有保护器，保护器为叉状塑料制品。
[0010]—种大直径金属圆管缺陷检测装置安装定位方法，支撑导轨的两根槽钢分别与金属圆筒内的两个滚轮配合，使环形金属圆盘能在滚珠丝杆的驱动下沿支撑导轨做直线运动;支撑导轨的两根槽钢一端与支撑板连接，另一端伸入被测金属圆管中并固定，保证支撑导轨与被测金属圆管的中轴线平行;支撑板的长度大于被测金属圆管管口的直径，安装时，将支撑板在被测金属圆管的入口处垂直于被测金属圆管的管口轴线方向固定，再在支撑板上安装蜗轮蜗杆副、伺服电机。
[0011]—种大直径金属圆管缺陷检测方法，启动伺服电机，通过蜗轮蜗杆副、滚珠丝杆驱动环形金属圆盘携带电涡流传感器沿支撑导轨移动，当需在被测金属圆管的某部位检测时，环形金属圆盘停止运动，同时向各气缸充气，使活塞杆伸出，至保护器抵住被测金属圆管内壁，各电涡流传感器开始采集信号，并将信号传至信号处理器进行分析和诊断。
[0012]本发明一种大直径金属圆管缺陷检测装置，优点在于:
1:保护器为叉状塑料制品，主要用于避免电涡流传感器在检测过程中直接与被检测管道的壁面接触及操作中传感器被碰撞受损，并不致干扰被检测区域的磁场。
[0013]2、在对大直径金属圆管道缺陷检测过程中，仅需一次测试，即可同时获得一条圆周尺寸上的检测信息，与传统检测方式不同，不需要沿圆周移动传感器来逐点扫描，检测效率高。
[0014]3:在对大直径金属圆管道缺陷检测过程中，可以仅安装一次，通过丝杆带动环状金属圆盘沿管道轴线移动，可对整条管道进行完整扫描检测，定位、安装、检测效率高。
【附图说明】
[0015]图1是本发明装置的结构示意图。
[0016]图2是本发明装置在被测金属圆管上安装、检测示意图。
[0017]图3为本发明电涡流传感器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图1?图3所示，一种大直径金属圆管缺陷检测装置，包括夹具、电涡流传感器7、定位装置、信号处理器15。所述夹具包括一个环形金属圆盘I，环形金属圆盘I的中空部分固定连接金属圆筒2，在金属圆筒2内壁沿其直径方向对称安装一对滚轮3，
环形金属圆盘I表面上沿其半径方向均勾安装多个气缸4，每个气缸4 一端与金属圆筒2外壁铰接，另一端为活塞杆6伸出端，每根活塞杆6末端安装有电涡流传感器7。一般情况下，电涡流传感器7—次安装后不再拆卸，除非更换传感器或其他特殊必要的情况。活塞杆6默认情况下缩回到最短的伸出状态，以便于维护。
[0019]所述定位装置包括滚珠丝杆9、蜗轮蜗杆副10、伺服电机11、支撑导轨12，滚珠丝杆9 一端与环形金属圆盘I连接，另一端与蜗轮蜗杆副10连接，蜗轮蜗杆副10连接伺服电机11，蜗轮蜗杆副10由伺服电机11驱动。
[0020]电涡流传感器7连接信号处理器15。
[0021]所述支撑导轨12由两根槽钢(或U形铝合金型材)、支撑板13组成，支撑导轨12的两根槽钢分别与金属圆筒2内的两个滚轮3配合，使环形金属圆盘I能在滚珠丝杆9的驱动下沿支撑导轨12做直线运动;支撑导轨12的两根槽钢一端与支撑板13连接，另一端伸入被测金属圆管14中并固定。
[0022]所述支撑导轨12与被测金属圆管14的中轴线平行。
[0023]所述支撑板13的长度需大于被测金属圆管14管口的直径，支撑板13在被测金属圆管14的入口处，垂直于被测金属圆管14的管口轴线方向固定。
[0024]多个气缸4通过卡箍5、螺钉呈福射状均勾固定在环形金属圆盘I的表面上。
[0025]电涡流传感器7上设有保护器8，保护器8为叉状塑料制品。
[0026]—种大直径金属圆管缺陷检测装置安装定位方法，支撑导轨12的两根槽钢分别与金属圆筒2内的两个滚轮3配合，使环形金属圆盘I能在滚珠丝杆9的驱动下沿支撑导轨12做直线运动;支撑导轨12的两根槽钢一端与支撑板13连接，另一端伸入被测金属圆管14中并固定，保证支撑导轨12与被测金属圆管14的中轴线平行;支撑板13的长度大于被测金属圆管14管口的直径，安装时，将支撑板13在被测金属圆管14的入口处垂直于被测金属圆管14的管口轴线方向固定，再在支撑板13上安装蜗轮蜗杆副10、伺服电机11。
[0027]—种大直径金属圆管缺陷检测方法，待检测设备安装完毕，伺服电机11旋转，通过蜗轮蜗杆副10、滚珠丝杆9带动环形金属圆盘I在被测金属圆管14中沿支撑导轨12移动，至待检测目标位置，伺服电机11停转，滚珠丝杠9被抱死锁住。此后气动系统同时向各气缸4充气，使活塞杆6携带电涡流传感器7伸出，至保护器8所受正压力达设定值时，停止向气缸4充气并保压，电涡流传感器7开始采集信号并传输到信号处理器15进行处理、检测。若需要更换检测部位，则首先向各气缸4反向充气，使活塞杆6缩回，然后松开滚珠丝杆9的抱死装置，启动伺服电机11，使环环形金属圆盘I携带电涡流传感器7—起沿支撑导轨12移动至新的目标位置重新检测。
[0028]重复以上步骤，即可实现管内任意位置的缺陷检测及扫描。
【主权项】
1.一种大直径金属圆管缺陷检测装置，包括夹具、电涡流传感器(7)、定位装置、信号处理器(15)，其特征在于，所述夹具包括一个环形金属圆盘(I)，环形金属圆盘(I)的中空部分固定连接金属圆筒(2)，在金属圆筒(2)内壁沿其直径方向对称安装一对滚轮(3)，环形金属圆盘(I)表面上沿其半径方向均勾安装多个气缸(4)，每个气缸(4) 一端与金属圆筒(2)夕卜壁铰接，另一端为活塞杆(6)伸出端，每根活塞杆(6)末端安装有电涡流传感器(7);所述定位装置包括滚珠丝杆(9)、蜗轮蜗杆副(10)、伺服电机(11)、支撑导轨(12)，滚珠丝杆(9) 一端与环形金属圆盘(I)连接，另一端与蜗轮蜗杆副(10)连接，蜗轮蜗杆副(10)连接伺服电机(11)，蜗轮蜗杆副(10)由伺服电机(11)驱动；电涡流传感器(7)连接信号处理器(15)。2.根据权利要求1所述一种大直径金属圆管缺陷检测装置，其特征在于，所述支撑导轨(12)由两根槽钢、支撑板(13)组成，支撑导轨(12)的两根槽钢分别与金属圆筒(2)内的两个滚轮(3)配合，使环形金属圆盘(I)能在滚珠丝杆(9)的驱动下沿支撑导轨(12)做直线运动；支撑导轨(12)的两根槽钢一端与支撑板(13)连接，另一端伸入被测金属圆管(14)中并固定。3.根据权利要求1所述一种大直径金属圆管缺陷检测装置，其特征在于，所述支撑导轨(12)与被测金属圆管(14)的中轴线平行。4.根据权利要求1所述一种大直径金属圆管缺陷检测装置，其特征在于，所述支撑板(13)的长度需大于被测金属圆管(14)管口的直径，支撑板(13)在被测金属圆管(14)的入口处，垂直于被测金属圆管(14)的管口轴线方向固定。5.根据权利要求1所述一种大直径金属圆管缺陷检测装置，其特征在于，多个气缸(4)通过卡箍(5)、螺钉呈辐射状均匀固定在环形金属圆盘(I)的表面上。6.根据权利要求1所述一种大直径金属圆管缺陷检测装置，其特征在于，电涡流传感器(7)上设有保护器(8)，保护器(8)为叉状塑料制品。7.—种大直径金属圆管缺陷检测装置安装定位方法，其特征在于，支撑导轨(12)的两根槽钢分别与金属圆筒(2)内的两个滚轮(3)配合，使环形金属圆盘(I)能在滚珠丝杆(9)的驱动下沿支撑导轨(12)做直线运动;支撑导轨(12)的两根槽钢一端与支撑板(13)连接，另一端伸入被测金属圆管(14)中并固定，保证支撑导轨(12)与被测金属圆管(14)的中轴线平行;支撑板(13)的长度大于被测金属圆管(14)管口的直径，安装时，将支撑板(13)在被测金属圆管(14)的入口处垂直于被测金属圆管(14)的管口轴线方向固定，再在支撑板(13)上安装蜗轮蜗杆副(10)、伺服电机(11)。8.—种大直径金属圆管缺陷检测方法，其特征在于，启动伺服电机(11)，通过蜗轮蜗杆副(10)、滚珠丝杆(9)驱动环形金属圆盘(I)携带电涡流传感器(7)沿支撑导轨(12)移动，当需在被测金属圆管(14)的某部位检测时，环形金属圆盘(I)停止运动，同时向各气缸(4)充气，使活塞杆(6)伸出，至保护器(8)抵住被测金属圆管(14)内壁，各电涡流传感器(7)开始采集信号，并将信号传至信号处理器(15)进行分析和诊断。
【文档编号】G01N27/90GK105866243SQ201610362355
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】陈从平, 胡琼, 冉艳华, 聂葳, 黄杰光, 李林波
【申请人】三峡大学