用于管道补口检测系统的检测设备的制作方法

本发明涉及检测领域，特别涉及用于管道补口检测系统的检测设备。

背景技术：

在埋地钢质管道的施工过程中，管道补口是保证管道防腐完整性的重要工序，也是保证整个管道外防腐层质量的关键环节。如果补口材料选择不当、补口施工质量差，补口材料的早期失效管，将导致道外防腐层的完整性受到破坏，造成巨大财力资源损失。以西一线为例，一般地段每道口要6000元左右，特殊地段(如水网地区、铁路穿越段等)每道口花费上万元，平均每公里管道将花费50万元左右。据预测，到2015年，我国的油气输送管道就将达到15万公里。因此，管道补口质量的提升将为我国管道后期维护节约巨大资金，对保证油气管道长时间安全运营具有重要意义。

目前，国内3PE防腐管线几乎全部采用聚乙烯热缩材料进行补口，但在管道安装建设期间和投入运行使用中均发现了许多质量问题，开挖检测发现补口失效所占比例较大，对管线形成了腐蚀危害风险。在管道补口质量检测中，漏点检测和外观目视检测是必测内容，其中的补口后热收缩套的粘接力测试则是抽检方式，GB/T 23257-2009“埋地钢质管道聚乙烯防腐层”标准中规定，每100个补口至少抽测一个口。但由于此项检测操作人员存在个体差异，其操作熟练程度和水平参差不齐，这会对检测的准确性产生一定影响；此外，现有的粘接力测试方式具有破坏性，测试完毕后需要对测试部位修复。以前有研究是利用激光超声检测，但野外工作环境对激光器有较高的要求，同时激光起振对补口层有“烧灼”现象，不适合推广应用。

因此，非常有必要尝试新技术在补口粘接质量方面的检测研究，在不破坏补口的情况下对补口粘接质量进行快速扫描测量，从而为管道的安全运营提供保障。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明提供了一种用于管道补口检测系统的检测设备。所述技术方案如下：

本发明的一个目的是提供了一种用于管道补口检测系统的检测设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于管道补口检测系统的检测设备，所述检测设备包括探头装置、导轨、至少一个滑动部、转动部和驱动装置，所述探头装置与所述至少一个滑动部中所有的滑动部连接，所述所有的滑动部和转动部分别设置在所述导轨的相对两侧，且所述所有的滑动部均与所述导轨滑动连接，所述驱动装置与所述转动部连接，

在使用时，所述驱动装置驱动所述转动部旋转，以带动所述所有的滑动部在所述导轨上滑动，从而实现所述探测装置对管道补口的轴向检测和周向检测。

具体地，所述转动部包括齿轮、齿条、第一导向轮和第二导向轮，所述第一导向轮和第二导向轮分别设置在所述导轨的两端，在所述第一导向轮和第二导向轮上沿周长方向分别设置有导向凹槽，所述齿条依次套设在所述第一导向轮、齿轮和第二导向轮的导向凹槽中，

在使用时，所述齿条在所述第一导向轮和第二导向轮的导向凹槽中围绕所述第一导向轮和第二导向轮转动。

进一步地，所述齿轮、第一导向轮和第二导向轮均设置在所述导轨的同侧，且所述齿轮固定在靠近所述第一导向轮的导轨上，所述齿轮与所述齿条的内表面啮合，所述齿轮与所述驱动装置连接，

在使用时，所述驱动装置驱动所述齿轮转动，之后带动所述齿条围绕所述所述第一导向轮和第二导向轮转动。

具体地，所述至少一个滑动部中的每一个滑动部均包括依次连接的导向滑块、锁紧块和探头固定架，所述导向滑块与所述导轨滑动连接，所述探头装置通过探头固定架与所述锁紧块固定连接，

在使用时，所述齿条带动所述导向滑块在所述导轨上往复运动。

进一步地，所述导向滑块设置为U形，所述导轨沿垂直于所述导向滑块的纵长方向贯穿所述导向滑块的内腔，且在所述导轨上设置有与所述导向滑块的内表面相配合的导向滑槽。

进一步地，在所述导向滑块的上端与所述齿条的上表面啮合，

所述导向滑块和所述探头固定架分别设置在所述锁紧块的相对侧，且所述导向滑块的侧面与所述锁紧块连接，所述探头固定架沿所述检测设备的高度方向延伸。

进一步地，所述探头固定架包括连接板、T型架滑槽和T型架，所述连接板与所述锁紧块固定，且所述连接板沿垂直于所述锁紧块的纵长方向延伸，所述T型架滑槽与所述T型架配合连接用于调整所述T型架的高度。

优选地，所述T型架滑槽沿所述检测设备的高度方向固定在所述连接板上，

所述T型架的下端具有沿所述导轨纵长方向设置的突出部，所述探头装置设置在所述突出部上，

在使用时，通过调整所述T型架的高度以调节所述探头装置的高度。

具体地，在所述T型架的横梁的两端分别设置有沿纵长方向设置的调整弹簧，所述调整弹簧的一端与所述T型架的横梁连接，所述调整弹簧的另一端与所述连接板连接，

在使用中，所述调整弹簧处于张紧状态以使所述探头装置紧贴所述管道的管道壁。

进一步地，在所述导轨的两端分别设置有用于限位所述探头固定架滑动范围的限位件，且所述限位件与所述第一导向轮和第二导向轮分别设置在所述导轨的相对侧。

进一步地，所述驱动装置包括电机和检测小车，所述电机于所述齿轮配合，所述检测小车与所述导轨的中部连接。

具体地，在使用时，所述导轨沿所述管道的纵长方向布置在所述管道的管道壁上，所述电机驱动所述齿轮转动以带动所述齿条旋转，之后通过导向滑块带动所述探头固定架上的所述探头装置紧贴所述管道壁沿所述管道的纵长方向移动，以实现所述管道补口的所述轴向检测。

具体地，在使用时，所述导轨沿所述管道的圆周方向布置在所述管道的管道壁上，所述检测小车带动所述探头装置、导轨、所有的滑动部、转动部和所述电机沿所述管道的圆周方向旋转，同时所述电机驱动所述齿轮转动以带动所述齿条旋转，之后通过导轨滑块带动所述探头固定架上的探头装置紧贴所述管道壁沿所述管道的圆周方向移动，以实现所述管道补口的所述周向检测。

进一步地，所述检测小车的车轮通过强磁材料制成，在使用时，所述检测 小车通过车轮吸附在所述管道壁上。

进一步地，在所述导轨上沿纵长方向设置有多个定位孔，在所述导轨的中部的定位孔上连接有连接垫片，所述检测小车通过所述连接垫片1与所述导轨固定连接。

具体地，在所述连接垫片与所述第一导向轮之间的所述定位孔上设置有U型支架，在所述连接垫片与所述第二导向轮之间设置有L型支架，所述U型支架和L型支架均用于放置所述检测设备的数据电缆。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

(1)本发明提供的用于管道补口检测系统的检测设备能够实现管道补口轴向全检测；

(2)本发明提供的用于管道补口检测系统的检测设备中的探头固定架既可安装单个检测探头，也可以安装原有的探头矩阵，使得拆装方便，能够适用不同的检测要求，扩大了检测机的使用范围；

(3)本发明提供的用于管道补口检测系统的检测设备不再采用小型汽油发电机供电，而采用高性能锂电池供电，能源清洁，方便携带；

(4)本发明提供的用于管道补口检测系统的检测设备通过结构、尺寸和材料等多方面的改进，补口检测机总重量降低至37Kg(包括检测机、控制箱和电池箱)，不但实现了检测机的轻量化，方便现场使用和携带，同时扩大了检测机的使用范围，提高了检测效率，降低了原理机的制作成本，具有良好的准确性、实用性和经济性。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的用于管道补口检测系统的检测设备的结构示意图；

图2是图1所示的设置在导轨上的转动部的结构示意图；

图3是图1所示的锁紧块和导向滑块的结构示意图；

图4a是图2所示的第一导向轮或第二导向轮的结构示意图；

图4b是沿图4a中A-A切割线获得的剖视图；

图5是图1所示的检测小车安装在导轨上的的结构示意图；

图6是图1所示的滑动部的结构示意图；

图7是图1所示的设置有L型支架和U型支架的导轨的结构示意图。

其中，100用于管道补口检测系统的检测设备、10探头装置、20导轨、21限位件、211连接垫片、212U型支架、213L型支架、30滑动部、31导向滑块、32锁紧块、33探头固定架、331连接板、332调整弹簧、333T型架、334T型架滑槽、40转动部、41齿轮、42齿条、43第一导向轮、44第二导向轮、45导向凹槽、50驱动装置、51电机、52检测小车，521检测小车的车轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，其示出了根据本发明的一个实施例的用于管道补口检测系统的检测设备100。检测设备100包括探头装置10、导轨20、至少一个滑动部30、转动部40和驱动装置50。探头装置10与至少一个滑动部30中所有的滑动部30连接，所有的滑动部30和转动部40分别设置在导轨20的相对两侧，且所有的滑动部30均与导轨20滑动连接，驱动装置50与转动部40连接。在使用时，驱动装置50驱动转动部40旋转，以带动所有的滑动部30在导轨20上滑动，从而实现探测装置10对管道补口的轴向检测和周向检测。

结合图1至图3所示，转动部40包括齿轮41、齿条42、第一导向轮43和第二导向轮44。如图1所示，滑动部30包括第一滑动部和第二滑动部，第一滑动部和第二滑动部分别设置在导轨20的两端，第一滑动部和第二滑动部均包括依次连接的导向滑块31、锁紧块32和探头固定架33。本领域技术人员可以明白，滑动部30可以根据需要设置为1个、3个或者更多个，每一个滑动部30均与导轨20滑动连接。

结合图1、4a和4b所示，转动部40和滑动部20分别设置在导轨20的相对两侧，且转动部40和滑动部20沿垂直于导轨20的纵长方向布置。转动部40中的第一导向轮43和第二导向轮44分别设置在导轨20的两端，第一滑动部和第二滑动部设置在第一导向轮43和第二导向轮44之间。在第一导向轮43和第二导向轮44上沿周长方向分别设置有导向凹槽45，齿条42依次套设在第一导向轮43、齿轮41和第二导向轮44的导向凹槽45中。在使用时，齿条42在第一导向轮43和第二导向轮44的导向凹槽45中围绕第一导向轮43和第二导向 轮44转动。

在本发明的一个示例中，齿轮41、第一导向轮43和第二导向轮44均设置在导轨20的同侧，且齿轮41、第一导向轮43和第二导向轮44沿导轨20的纵长方向依次布置。齿轮41固定在靠近第一导向轮43的导轨20上，齿轮41与齿条42的内表面啮合，齿轮41与驱动装置50连接。在本发明的另一示例中，驱动装置50包括电机51和检测小车52。电机51与齿轮41配合，检测小车52与导轨20的中部连接，电机51通过夹紧衬垫固定在导轨20上。在工作过程中，电机51带动齿轮41转动，从而使齿条42绕轴向轨道(即导轨20)两端的第一导向轮43和第二导向轮44做旋转运动。电机51采用可调速电机，可使探头装置10的轴向运动速度在0～200mm/s内可调，从而满足不同探头和工况对于检测速度的要求。

如图5所示，检测小车52的车轮通过强磁材料制成，在使用时，检测小车52通过车轮521吸附在管道壁上。换句话说，在检测过程中，为实现检测设备100贴合管道表面做周向运动，而采用带有磁性车轮的检测小车设计。检测小车52的四只车轮521均采用强磁性材料制作，使检测机能牢牢吸附在管道表面，并利用电机51驱动使检测设备100在管道做周向运动。采用磁铁吸附设计使检测设备100能够满足不同管径管道的检测要求，操作简单；同时，能够使原理机能够与管道表面更好的贴合，适应补口材料表面不平整的情况。

在本发明的一个示例中，为了能够满足不同宽度补口的检测要求，导轨20分为350mm和600mm两种长度规格。参见图1，在导轨20上加工有导向滑槽和沿纵长方向设置有一系列定位孔21。其中导向滑槽与导向滑块31配合，定位孔21用以安装探头固定架33、第一导向轮43、第二导向轮44、齿轮41等其他零部件。参见图6和图7，在导轨21的中部的定位孔21上连接有连接垫片211，检测小车通过连接垫片211与导轨20固定连接，且连接垫片211通过定位销固定在导轨20的定位孔21上，导轨20通过连接垫片211采用螺栓与检测小车52连接，在工作过程中，由检测小车52带动导轨20沿管道表面做周向运动。在连接垫片211与第一导向轮之间的定位孔21上设置有U型支架212，且U型支架212通过定位销固定在导向导轨6的定位孔21上，L型支架通过螺栓固定在导向滑块31上，在连接垫片211与第二导向轮之间设置有L型支架213，在U型支架212和L型支架上都加工有通孔，可以通过螺栓将放置数据电缆的链槽 固定在U型支架212和L型支架上213。

结合图2、4a和4b所示，导向滑块31设置为U形，导向滑块31与导轨20滑动连接，导轨20沿垂直于导向滑块31的纵长方向贯穿导向滑块31的内腔，且导向滑块31的上端与齿条42的上表面啮合。在导轨20的两端分别设置有用于限位探头固定架滑动范围的限位件21以实现补口轴向检测。限位件21与第一导向轮43和第二导向轮44分别设置在导轨20的相对侧。

结合图5至图7所示，探头装置10通过探头固定架33与锁紧块32固定连接，探头固定架33包括连接板331、T型架滑槽334和T型架333，探头固定架33沿检测设备100的高度方向延伸。导向滑块31和探头固定架33分别设置在锁紧块32的相对侧，且锁紧块32通过螺栓固定在导向滑块31的侧面上以用于固定探头固定架33的连接板331，连接板331沿垂直于锁紧块32的纵长方向延伸。在连接板331上加工有通孔(未示出)，并通过螺栓将T型架滑槽334固定在连接板331上，之后T型架333安装在T型架滑槽334内，使得T型架333可沿T型架滑槽334上下滑动。探测装置10(例如超声波探头或探头矩阵)通过螺栓固定在T型架333下方。在T型架333的横梁的两端分别设置有沿纵长方向设置的调整弹簧(未示出)，调整弹簧332的一端与T型架333的横梁连接，调整弹簧332的另一端与连接板331连接。T型架滑槽334与T型架333配合连接用于调整T型架的高度。通过这样的设计在使用时，通过调整T型架的高度以实现对探头装置10的高度的调节。T型架滑槽334沿检测设备100的高度方向固定在连接板331上，T型架333的下端具有沿导轨20纵长方向设置的突出部，探头装置10设置在突出部上，在检测过程中，调整弹簧332处于张紧状态，即使在管道不平整的情况下，也能使探头能够与管道的管道壁紧密贴合，从而适应补口材料表面不平整的情况，提高了检测精度。在本发明的还一示例中，检测设备100不再采用小型汽油发电机供电，而采用高性能锂电池供电，能源清洁，方便携。.

下面通过详细叙述本发明的用于管道补口检测系统的检测设备100的工作原理来进一步说明本发明的用于管道补口检测系统的检测设备100的具体结构。

用于管道补口检测系统的检测设备100的工作原理如下：在使用时，当导轨20沿管道的纵长方向布置在管道的管道壁上时，检测小车52不工作，电机51驱动齿轮41转动，使安装在导轨20上的齿条42绕第一导向轮43和第二导 向轮44旋转，以驱动与齿条42相配合的导向滑块31沿导轨20的纵长方向往复移动，之后通过锁紧块32连接的探头固定架33带动探头装置10紧贴管道壁沿管道的纵长方向往复移动，由此实现了管道补口的轴向检测。

当导轨20沿管道的圆周方向布置在管道的管道壁上时，电机51和检测小车52同时工作，即检测小车52带动探头装置10、导轨20、所有的滑动部30、转动部40和电机51沿管道的圆周方向旋转，同时电机51驱动齿轮41转动，使安装在导轨20上的齿条42绕第一导向轮43和第二导向轮44旋转，以驱动与齿条42相啮合的导向滑块31沿导轨20的纵长方向往复移动，之后通过锁紧块32连接的探头固定架33带动探头装置10紧贴管道壁沿管道的圆周方向(即管道的周长方向)移动，由此实现了管道补口的周向检测。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

(1)本发明提供的用于管道补口检测系统的检测设备能够实现管道补口轴向全检测；

(2)本发明提供的用于管道补口检测系统的检测设备中的探头固定架既可安装单个检测探头，也可以安装原有的探头矩阵，使得拆装方便，能够适用不同的检测要求，扩大了检测机的使用范围；

(3)本发明提供的用于管道补口检测系统的检测设备不再采用小型汽油发电机供电，而采用高性能锂电池供电，能源清洁，方便携带；

(4)本发明提供的用于管道补口检测系统的检测设备通过结构、尺寸和材料等多方面的改进，补口检测机总重量降低至37Kg(包括检测机、控制箱和电池箱)，不但实现了检测机的轻量化，方便现场使用和携带，同时扩大了检测机的使用范围，提高了检测效率，降低了原理机的制作成本，具有良好的准确性、实用性和经济性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。