专利名称：X射线管道爬行器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是以X射线探伤检测管道焊疑质量的管道探伤爬行器。
背景技术：
X射线无损探伤管道爬行器是用于检测输送石油、天然气或其它流动性化工产品管道焊缝质量的探伤仪器。其组成包括有管头部分、γ射线探测部分、行进传动部分、电气控制部分和电池箱部分。目前的各种管道爬行器的电气控制部分仍采用以单片机为中央控制核心、由各继电器、接触器等组成的电气驱动控制单元，其存在的主要技术问题是软、硬件设计庞杂，导致爬行器体积庞大、沉重，因而极大地限制了其对不同规格管道探测的广泛适用性，也给运输、使用带来了许多不便。
发明内容
为解决现有X射线管道爬行器的电气控制部分结构复杂、体积较大的技术问题，本实用新型提供了一种X射线管道爬行器技术方案，本技术方案的主要技术内容是本X射线管道爬行器包括有管头部分、γ射线探测部分、行进传动部分及电气控制部分和电池箱部分，其γ射线探测部分为设置于爬行器机身上相隔一定间距的示踪点(s1)和示踪点(s2)分别设有γ源传感计数管，其电气控制部分包括有可编程控制器单元、电机驱动单元，其电机驱动单元包括有①、由电机两端的第一被控开关元件(D1)和第二被控开关元件(D2)将电源正向连接至电机的前进驱动电路，②、由电机两端的第三被控开关元件(D3)和第四被控开关元件(D4)将电源反向连接至电机的后退驱动电路，③、前进驱动电路和后退驱动电路的电源端并接后分别连接两高、低速选择被控开关元件(D5、D6)的电源选择电路，④、一制动被控开关元件(D7)与上述电路并联构成的电机短路制动电路；其可编程控制器单元由可编程控制器PLC和其信号输入部分和驱动输出部分共同构成，其信号输入部分为分别设置于PLC各输入端的信号采集电路，包括有γ源第一示踪点计数电路、γ源第二示踪点计数电路、前进手动启动电路、后退手动启动电路和码盘时间控制电路，其驱动输出部分为分别连接于PLC各输出端的驱动控制电路，包括有①、设置串接第一被控开关驱动部分和第二被控开关驱动部分的前进驱动电路，该电路中串接有后退、前进双向启动开关；②、设置串接第三被控开关驱动部分和第四被控开关驱动部分的后退驱动电路，该电路中串接有前进、后退双向启动开关；③、连接高速被控开关驱动部分的高速驱动电路，该电路中串接有前进、后退双向启动开关；④、连接低速被控开关驱动部分的低速驱动电路，⑤、连接管头高压供电控制的被控开关驱动部分的高压驱动电路；⑥、连接制动被控开关驱动部分的电机制动驱动电路；驱动电路①、②、③中设置的前进、后退启动开关为双向连动开关，此①路中的前进启动开关的一开关接线端、②路后退启动开关的一开关接线端和③路中后退开关和前进开关的一开关接线端串接后，共同连接电源高电平。
本实用新型的X射线管道爬行器的技术方案，采用可编程控制器PLC系统设计替代原有的单片机及继电器、接触器的电气控制系统，不仅简化了电气控制部分的硬件结构，大大缩小了爬行器的体积，为爬行器适用范围的扩大创造了条件，而且硬件部分的有效集成、软件部分的紧密配合，有效地提高了电气控制部分的工作可靠性和稳定性，也为提高爬行器的工作准确性提供了有效途径。
以下结合附图结构详细说明本实用新型的技术内容。
图1为本X射线管道爬行器在管道中的工作示意图图2为本X射线管道爬行器中电气控制部分的电路原理图。
具体实施方式
本X射线管道爬行器包括有管头部分、γ射线探测部分、行进传动部分及电气控制部分和电池箱部分。其中的γ射线探测部分为设置于爬行器机身上相隔一定间距的第一示踪点S1和第二示踪点S2的γ源传感计数管。其电气控制部分包括有可编程控制器单元、电机驱动单元，其电机驱动单元包括有①、将电源正向连接至电机DM、分别串接电机DM两端的第一被控开关元件D1和第二被控开关元件D2，所构成的电机前进驱动电路；②、将电源反向连接至电机DM上、串接于电机DM两端的第三被控开关元件D3和第四被控开关元件D4所构成的电机后退驱动电路；③、前进驱动电路①和后退驱动电路②的电源连接端并接后分别经两选择被控开关元件D5、D6连接至120V、72V电源端，实现电机高、低速运行选择，构成的电源选择电路；④、并接于电机DM的电源端和接地端的被控开关元件D7所构成的电机短路制动电路。其可编程控制器单元是以可编程控制器PLC为控制核心，在其输入端和输出端设置信号输入部分和驱动输出部分构成，其信号输入部分为分别设置于PLC各输入端的功能信号采集电路，在本实施例中，其输入脚1连接设有γ源第一示踪点盖革计数管电路，用于检测输入第一示踪点S1的检测信号；其输入脚2设有γ源第二示踪点盖革计数管电路，用于检测输入第二示踪点S2的检测信号；其手动前进开关K1连接设置于芯片电源端和PLC输入脚0之间，构成前进手动启动电路；其手动后退开关K2连接设置于芯片电源端和PLC输入脚3之间，构成后退手动启动电路；其输入脚4、5、6、7连接码盘时间控制矩阵电路的矩阵连接端，输入由码盘所预定的曝光时间。PLC驱动输出部分为分别连接于PLC各输出端的驱动控制电路，包括有①、设置于输出0脚的串接第一被控开关D1驱动部分和第二被控开关D2驱动部分的前进驱动电路，该电路中串接有后退双向启动开关K2、前进双向启动开关K1；②、设置于输出1脚串接第三被控开关D3驱动部分和第四被控开关D4驱动部分的后退驱动电路，该电路中串接有前进双向启动开关K1、后退双向启动开关K2；③、设置于输出2脚的高速被控开关D5驱动部分的高速驱动电路，该电路中串接有前进双向启动开关K1、后退双向启动开关K2；④、设置于输出3脚的低速被控开关D6驱动部分的低速驱动电路；⑤、设置于输出5脚的连接管头高压供电控制的被控开关D8驱动部分的高压驱动电路，在本实施例中，高压驱动电路中还设有手动钥匙开关K4，以避免非正常情况下的X射线管头的曝光操作；⑥、设置于输出4脚的制动被控开关D7驱动部分的电机制动驱动电路。所述的被控开关和其驱动部分可采用的电子元件有光电耦合开关、继电器等。驱动电路①、②、③中设置的前进双向启动开关K1、后退启动开关K2为双向连动开关，如图所示，其中①路中的前进启动开关K1的一开关接线端、②路后退启动开关K2的一开关接线端和③路中后退开关K2和前进开关K1的一开关接线端串接后，共同连接电源高电平。在本电路图中，其PLC的输出6脚设有逆变器驱动开关控制电路，其被控开关D9连接设置于逆变器电源电路中，PLC逆变器驱动开关控制电路控制该被控开关D9；PLC的输出7脚还设有报警驱动电路，用于驱动报警电路中的被控开关D10。
其工作过程是当爬行器管外γ源扫过示踪源S2、S1时，PLC检测到输入1、2脚的高电平，即在输出0脚产生前进驱动信号，被控开关D1、D2的驱动部分得高电平，由电机DM正转带动爬行车前进；前进路途中，其示踪源S1检测到管外γ源时，由PLC的输出3脚输出驱动信号，启动被控开关D6，使爬行器转为低速前行，其后PLC的输入脚2端检测到示踪源S2信号时，启动制动被控开关D7，使爬行车停止前进，再启动输出3脚和1脚，使电机DM慢速反转后退，同时检测示踪源S2信号，有则再启动输出脚4，使电机DM制动，爬行车停车，这种校位法可有效地提高定位精度；PLC开始检测示踪源的存在时间，若超过一定时间，如20S时，则进入曝光程序，若短于该时间则程序控制不进入曝光程序；曝光程序中，由码盘时间控制电路予以曝光时间计时，曝光结束时，其输出7脚输出指令，启动报警被控开关D10报警。
权利要求1.一种X射线管道爬行器，包括有管头部分、γ射线探测部分、行进传动部分及电气控制部分和电池箱部分，其特征在于其γ射线探测部分为设置于爬行器机身上相隔一定间距的示踪点(s1)和示踪点(s2)分别设有γ源传感计数管，其电气控制部分包括有可编程控制器单元、电机驱动单元，其电机驱动单元包括有①、由电机两端的第一被控开关元件(D1)和第二被控开关元件(D2)将电源正向连接至电机的前进驱动电路，②、由电机两端的第三被控开关元件(D3)和第四被控开关元件(D4)将电源反向连接至电机的后退驱动电路，③、前进驱动电路和后退驱动电路的电源端并接后分别连接两高、低速选择被控开关元件(D5、D6)的电源选择电路，④、一制动被控开关元件(D7)与上述电路并联构成的电机短路制动电路；其可编程控制器单元由可编程控制器PLC和其信号输入部分和驱动输出部分共同构成，其信号输入部分为分别设置于PLC各输入端的信号采集电路，包括有γ源第一示踪点计数电路、γ源第二示踪点计数电路、前进手动启动电路、后退手动启动电路和码盘时间控制电路，其驱动输出部分为分别连接于PLC各输出端的驱动控制电路，包括有①、设置串接第一被控开关(D1)驱动部分和第二被控开关(D2)驱动部分的前进驱动电路，该电路中串接有后退、前进双向启动开关(K2、K1)；②、设置串接第三被控开关(D3)驱动部分和第四被控开关(D4)驱动部分的后退驱动电路，该电路中串接有前进、后退双向启动开关(K1、K2)③、连接高速被控开关(D5)驱动部分的高速驱动电路，该电路中串接有前进、后退双向启动开关(K1、K2) ④、连接低速被控开关(D6)驱动部分的低速驱动电路，⑤、连接管头高压供电控制的被控开关(D8)驱动部分的高压驱动电路；⑥、连接制动被控开关(D7)驱动部分的电机制动驱动电路；驱动电路①、②、③中设置的前进、后退启动开关(K1、K2)为双向连动开关，此①路中的前进启动开关(K1)的一开关接线端、②路后退启动开关(K2)的一开关接线端和③路中后退开关(K2)和前进开关(K1)的一开关接线端串接后，共同连接电源高电平。
专利摘要现有的X射线无损探伤管道爬行器中的电气控制部分仍采用单片机及各继电器、接触器等组成的电气驱动控制组成，体积庞大、沉重，限制了其对不同规格管道探测的广泛适用性。为解决这一技术问题，本实用新型的X射线管道爬行器的电气控制部分设计为可编程控制器单元，由可编程控制器PLC和其信号输入部分和驱动输出部分共同构成，简化了电气控制部分硬件结构，缩小了爬行器体积，为爬行器适用范围的扩大创造了条件，而且硬件部分的有效集成、软件部分的紧密配合，有效地提高了电气控制部分的工作可靠性和稳定性，也为提高爬行器的工作准确性提供了有效途径。
文档编号G01N23/00GK2762121SQ20052008882
公开日2006年3月1日 申请日期2005年1月6日 优先权日2005年1月6日
发明者于志军, 孟繁芝, 周来安 申请人:辽宁仪表研究所有限责任公司