专利名称：一种遥控调节射线管道爬行器曝光时间的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种通过遥控手段对射线管道爬行器曝光时间进行遥控调节 的遥控调节射线管道爬行器曝光时间的装置。涉及时间间隔的测量及管道系统 技术领域。
背景技术：
过去，无论是进口还是国产的射线管道爬行器在检测变壁厚管道的时候，
工作过程都是先将曝光时间调节到一种壁厚所需要的曝光时间值上，爬行器 进入管道对这种壁厚的焊缝透照，然后爬行器退出管道，操作人员将定时时间 调节到另一种壁厚所需的曝光时间上，爬行器再次进入管道，拍照另一种壁厚 的焊缝，对于距离不长的不同壁厚的焊缝，这样的办法还是可行的，而对于几 公里的管道长度，这种方法爬行距离很长，效率大大降低。
一般的管道爬行器的曝光定时器通常釆用外接模拟或数字式电子定时器， 由于射线管道爬行器恶劣的野外施工条件及须经常调节，不但效率低，而且定 时器比较易损坏。
实用新型内容
本实用新型是一种调节射线管道爬行器曝光时间使用方便、效率高、寿命 长的遥控调节射线管道爬行器曝光时间的装置。
为达上述目的，本实用新型通过遥控手段对射线管道爬行器曝光时间进行 遥控调节。充分发挥原可编程控制器PLC的能力，利用可编程控制器PLC内部 的记忆计数器，作为时间的存储器，设计一种称为"内定时器"的程序，使爬 行器在管道中工作过程中的定时时间随时可调，为变壁厚管道检测提供了方便。
本实用新型是通过遥控手段对射线管道爬行器曝光时间进行遥控调节，由 位于管道外部的指令控制器-磁发射器3、声音报警器2及可编程控制器PLC三 部分来实现；本装置的构成如图1所示，它由设置在管道爬行器上的PLC控制 器1、声音报警器2、磁接收传感器4、 X射线发生器5及管道外的磁发射器3 组成。
本装置的原理框图见图2，管道外的磁发射器3与管道内爬行器上的磁接收 传感器4隔管道壁而配套，磁接收传感器4输出接PLC控制器1输入，PLC控制器l的一路输出接声音报警器2，另一路输出接X射线发生器5。
管道外部的磁发射器3发出的交变磁场信号穿过管道壁被管道内的磁接收 传感器4接收。磁接收传感器4将收到的信号经过电路处理并输出一个开关量 信号，送到PLC控制器1 Xi输入端，由PLC控制器1按照程序译出命令发送到 X射线发生器5和声音报警器2，完成操作命令，在管道内实现改变曝光时间的 动作。
其总体电原理如图3所示，磁接收传感器4输出由电线经Sensor接插件与 PLC控制器1输入端Xi和Yo连接；PLC控制器1输出端Y6接带升压射线发生器 5的1端，带升压的X射线发生器5的4端接电池，5端接地；PLC控制器1输 出端Yi、 Y3接声音报警器2;另由+24V电池向PLC控制器1和磁接收传感器4供电。
其中磁发射器3电原理如图4所示，电池输出经开关和保险丝后一路接至 由运算放大器IC2及反馈回路有LED组成的低压检测电路输入端，另一路接由 Id组成的稳压电路输入端，稳压电路输出端并联一电容。及另一串联LED的 R3后，接到直流电动机电源输入端。
磁接收传感器4电原理如图5所示，感应线圈L两端并联两个反向接的二 极管D" Ds后接仪表运算放大器ICs的2、 3端，其输出5和6端经二极管D7整 流后接R4、 R5、 C4、 C5组成的积分电路输入端，积分电路的输出接由运算放大 器IC4构成的比较电路输入端，比较电路输出接一带有继电器线包负载的放大器 输入端，而继电器的控制触点输出开关量信号。
其中在PLC控制器1中有专用软件定时器程序，实现无接触式调节定时器 时间值，满足现场的遥控调时间的需要。而曝光定时值则由声音报警器2鸣响 次数指示。
本实用新型由于是通过遥控手段对射线管道爬行器曝光时间进行遥控调 节，所以具有以下优点
1、 因取消了外部定时器，定时器避免了恶劣的野外施工条件和频繁的调节， 不但效率提高，也延长了使用寿命；为变壁厚管道检测提供了方便；
2、 专用软件定时器程序，实现无接触式调节定时器时间值，满足了现场的 遥控调时间的需要；
3、 可以随时利用声音鸣响的次数来知道目前的曝光定时值。
.图1遥控调节射线管道爬行器曝光时间装置构成示意图 图2遥控调节射线管道爬行器曝光时间装置原理框图
图3遥控调节射线管道爬行器曝光时间装置磁发射电原理图 图4遥控调节射线管道爬行器曝光时间装置磁发射传感器电原理图 图5遥控调节射线管道爬行器曝光时间装置磁接收传感器电原理图 其中1一PLC控制器 2—声音报警器
3—磁发射器 4—磁接收传感器
5—X射线发生器具体实施方式
实施例.
以下结合附图说明对本实用新型的具体实施方式
作进一步阐述。 本例的原理框图见图2,管道外的磁发射器3与管道内爬行器上的磁接收传 感器4隔管道壁而配套，磁接收传感器4输出接PLC控制器1输入，PLC控制器 1的一路输出接声音报警器2,另一路输出接X射线发生器5。
管道外部的磁发射器3发出的交变磁场信号穿过管道壁被管道内的磁接收 传感器4接收。磁接收传感器4将收到的信号经过电路处理并输出一个开关量 信号，送到PLC控制器1 Xi输入端，由PLC控制器1按照程序译出命令发送到 X射线发生器5和声音报警器2，完成搡作命令，在管道内实现改变曝光时间的 动作。
其总体电原理如图3所示，磁接收传感器4输出由电线经Sensor接插件与 PLC控制器1输入端Xi和Yo连接；PLC控制器1输出端Y6接带升压射线发生器 5的1端，带升压的X射线发生器5的4端接电池，5端接地；PLC控制器1输 出端Yi、 Y3接声音报警器2;另由+24V电池向PLC控制器1和磁接收传感器4
供电。 其中
磁发射器3电路原理图如图4所示，7. 2V电池输出经开关和1A的保险丝后 一路接至由AN051电压监测作用集成电路Id及由Ri和Di LED组成反馈回路的 低压检测电路输入端；另一路接由LM317组成的稳压电路IC2输入端，该稳压电 路的l端与地之间接电容d, 1、 3端之间接二极管Ih， 2、 3端之间接并联的二 极管D3和电阻R2后再接并联的电容器C2和电位器Wi到地；稳压电路输出端3 并联一电容器C3及另一串联LED的电阻R3后，接到直流电动机电源输入端；
7.2V电源经过IC2稳压后供给6V直流电动机，稳定的供电电压保证了电动机转速的稳定，电动机带动的静磁体以恒速旋转，产生一个6-35赫兹的交变磁 7场，转速可以通过调节W!进行控制，Id为电池电压过低判断集成电路，m为
电池电压低压告警指示灯，w为电动机旋转工作指示；
磁接收传感器4电路原理图如图5所示，感应线圏L两端并联两个反向接 的二极管Ds、 D6后接仪表运算放大器IC3的2、 3端，其输出5和6端经二极管 D7整流后接R4、 R5、 C4、 Cs组成的积分电路输入端，积分电路的输出接由运算放 大器I"构成的比较电路输入端，比较电路输出接一带有继电器线包负载的放大 器输入端，而继电器的控制触点输出开关量信号；
带铁芯的感应线圏L接收到管道内部的微弱交变磁场信号后，产生一个感 生电动势，经过二极管D5、 D6限幅后输入到IC3仪表运算放大器INA128的输入 端，放大后的信号由二极管D7检波，通过R" R5、 C4、 C5组成的积分电路变成 变化缓慢的直流电平信号，输入到IC4运放组成的比较器反相LM358A输入端， TL431、 R9组成的5V基准电压源，经过W3分压给IC4同相输入端提供基准电压， 当感应线圈L没有接收到磁场信号的时候，比较器IC4输出高电平，Q!截至，当 有磁场信号输入时，IC4反相输入端比同相输入端电位髙，比较器反转输出低电 平，Qi导通，继电器吸和，输出端得到一个开关量信号，此信号提供给爬行器 的PLC通过编程就可以实现随意控制过程，包括管内精确定位、前进、后退、 休息、曝光等；图中W2用来调节放大器放大倍数，改变接收灵敏度，W3用于调 节比较器基准值，适当的调节可以防止无效信号的干扰。
其中
PLC控制器FXls-20MR;
Id: AN051电压检测专用集成电路；
IC2: LM317稳压电路；
IC3: INA128;
IC4: LM358A;
ICs: TL431;
Di: LED;
D2: IN4007;
D3: IN權7;
D4: LED;
Ds、 D6、 D7:腿48;Ds: IN4007; Ri: 2KQ; R2: 240Q; R3: 1KQ; R4、 Rs: 1KQ; R6: IOKQ.， R7: 5KQ; Rs: 5腦； R9: 5.1K。； Wi: 6. 8KQ; W2: 103Q; W3: 501 Q; Ci: 0. 33jif; C2: lpf; C3: ljnf; C4、 Cs: 20jaf; C6: 47pf; C 、 Cs: 0.1 jif;
C9: 0. 22jLif;
Cio: lOpf; Qi: 9014。
磁发射器3的指令控制器可以釆用指令源式或其他方式，发声部分采用了 巿售的超响度报警器，经试验其声音穿透30亳米壁厚钢板，在管道外部依然非 常清晰响亮，无论是在管道内、外均可使用，尤其在管道内部，这是一种最简 单的外向信息传输方法。
可编程控制器内部软件完成了抗干扰、防抖动、判断等前期信号处理后， 发信号给软件定时器，由软件定时器程序完成时间的修改和跟示。在程序中， 还设置了上下限保护。
指令发射器发出的信号，此信号透过钢管壁，被安装在爬行器上的磁接收 传感器接收到，输入给PLC程序，经过PLC内部的专用定时器模块，控制X射 线机的曝光时间。曝光时间调节的具体操作方法
在开机未启动或者在管道内停机休息状态，使用指令源发出信号持续时间 超过10秒钟，爬行器将进入调节时间状态，信号声音将停止，再次用指令源发 出信号，将听到声音鸣叫，周期1秒，此时，指令源发出信号的持续时间(即 鸣叫的次数)就是下次曝光的时间，时间的调节范围是0—300秒，当需要的曝 光时间(既鸣叫次数)达到预定值时，将指令源信号关闭，IO秒后爬行器将自 动退出调时程序并开始报时，报时程序会用每秒1次的声音表示目前的定时时 间，报时完毕后会进入开机未启动状态。设定曝光时间上限300秒，是出于保 护X射线机的考虑，防止曝光时间过长而损坏射线机部分，而且实际管道的曝 光时间一般要小于300秒，在调节中， 一旦数值超过上限或低于下限，数据会 自动固定到上限或下限。
进入时间调节状态后，如果不进行任何操作，IO秒后也将自动退出该状态， 并开始报时，可以使你随时了解目前的曝光时间数值。
本例经多次试验，实现了无接触式调节定时器时间值，能满足现场的遥控 调时间的需要；可以随时由声音鸣响的次数知道当前的曝光定时值；调节方便、
效率高，使设备的使用寿命延长；为变壁厚管道检测提供了方便。
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权利要求1. 一种遥控调节射线管道爬行器曝光时间的装置，其特征是它由设置在管道爬行器上的PLC控制器(1)、声音报警器(2)、磁接收传感器(4)、X射线发生器(5)及管道外的磁发射器(3)组成；管道外的磁发射器(3)与管道内爬行器上的磁接收传感器(4)隔管道壁而配套，磁接收传感器(4)输出接PLC控制器(1)输入，PLC控制器(1)的一路输出接声音报警器(2)，另一路输出接X射线发生器(5)；管道外部的磁发射器(3)发出的交变磁场信号穿过管道壁被管道内的磁接收传感器(4)接收；磁接收传感器(4)将收到的信号经过电路处理并输出一个开关量信号，送到PLC控制器(1)X1输入端，由PLC控制器(1)按照程序译出命令发送到X射线发生器(5)和声音报警器(2)，完成操作命令，在管道内实现改变曝光时间的动作。
2. 根据权利要求1所述的一种遥控调节射线管道爬行器曝光时间的装置， 其特征是其电路构成为磁接收传感器(4)输出由电线经Sensor接插件与PLC 控制器(1)输入端(Xi)和(Yo)连接；PLC控制器(1)输出端(Y6)接带升 压射线发生器(5)的(1)端，带升压的X射线发生器(5)的(4)端接电池，(5)端接地；PLC控制器(1)输出端(Yi、 Y3)接声音报警器(2);另由+ 24V电池向PLC控制器(1)和磁接收传感器(4)供电。
3. 根据权利要求l或2所述的一种遥控调节射线管道爬行器曝光时间的装 置，其特征是所述磁发射器(3)为电池输出经开关和保险丝后一路接至由运 算放大器IC2及反馈回路有LED组成的低压检测电路输入端，另一路接由Id组 成的稳压电路输入端，稳压电路输出端并联一 电容C3及另 一 串联LED的R3后， 接到直流电动机电源输入端。
4. 根据权利要求1或2所述的一种遥控调节射线管道爬行器曝光时间的装 置，其特征是所述磁接收传感器(4)为感应线圈L两端并联两个反向接的二 极管D5、 D6后接仪表运算放大器IC3的(2、 3)端，其输出(5)和(6)端经二极管D 整流后接R4、 R5、 C4、 C5组成的积分电路输入端，积分电路的输出接由运算放大器IC4构成的比较电路输入端，比较电路输出接一带有继电器线包负载 的放大器输入端，而继电器的控制触点输出开关量信号。
专利摘要本实用新型是一种遥控调节射线管道爬行器曝光时间的装置。它由管道爬行器上的PLC控制器(1)、声音报警器(2)、磁接收传感器(4)、X射线发生器(5)及管道外的磁发射器(3)组成；磁发射器(3)与磁接收传感器(4)隔管道壁而配套，磁接收传感器(4)的输出接PLC控制器(1)的输入，PLC控制器(1)的一输出接声音报警器(2)，另一输出接X射线发生器(5)；磁发射器(3)发出的信号穿过管道壁被磁接收传感器(4)接收；磁接收传感器(4)将收到的信号经处理并输出一开关量信号，送到PLC控制器(1)输入端，由PLC控制器(1)按程序译出命令发送到X射线发生器(5)和声音报警器(2)，实现变时的动作。
文档编号F16L55/26GK201314433SQ20082012338
公开日2009年9月23日 申请日期2008年11月7日 优先权日2008年11月7日
发明者卜国明, 张宏亮, 张瑞鹏, 曹立江 申请人:中国石油天然气管道局