本发明涉及高辐射区域的设备检漏技术领域，特别涉及一种高辐射区域用的远程高精度真空密封检测探头移动装置及其使用方法。
背景技术：
真空密封性能是衡量粒子加速器、航天器、卫星等实际工程质量的一个重要参数。在高功率束流辐射活化后的环境中，真空系统中元件的焊缝、可拆卸法兰连接处等，由于长期受辐射损坏，容易存在非常大的漏气隐患。而漏气用肉眼一般无法查看出来，必须用一定的方法予以找出并修复。
在实际的工程中，判定了漏气后，主要采用真空检漏法，即喷吹法或氦罩法探索漏孔位置和漏率。然而高辐射区域中，真空元件根本无法靠近，利用以上方法对元件进行隔离、拆卸或者喷吹法检测都十分苛刻困难。同时，真空检漏或系统维修都需要耗费很长的时间，对于工作人员的辐射安全是一项严苛考验。
目前核电站危险区域已应用超声波检测技术进行元件焊缝检测。虽然超声波技术检测简单、准确，但其最小可检漏率为1x10-3pa·m3/s，远远无法满足加速器等真空元件的检漏灵敏度要求。随着氦质谱仪迅速发展，吸枪法检漏已成功应用于航天器等工程中。随着1999年后首都航天机械公司通过校准正压漏孔方法解决了正压漏孔的校准问题，以及对校准结果的不确定度核查，现阶段定量研究真空元件漏率的研究基本成熟。但远程自动控制真空密封检测在当前应用并不多，更多的是传统的人工操作手段。在实际环境中，检测环境条件、操作空间、被检元件的复杂结构均对真空检漏有着限制影响，使得检测结果并不理想。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种远程高精度真空密封检测探头移动装置，该装置通过远程电机控制替换检测人员手动近距离操作，实现了在高危环境下对设备、尤其是具有复杂空间结构设备进行长时间真空检测的高可靠性和高精密性。
本发明的另一目的在于提供上述远程高精度真空密封检测探头移动装置的使用方法。
本发明的技术方案为：一种远程高精度真空密封检测探头移动装置，包括吊装固定机构、探头移动机构和弧形导轨机构，吊装固定机构和探头移动机构分别设于弧形导轨机构的两侧，且吊装固定机构和探头移动机构分别沿弧形导轨机构进行弧形轨迹的运动。在该装置结构中，吊装固定机构和探头移动机构各位一个固定整体，通过其上对应的滑块(即下述第一滑块或第二滑块)与弧形导轨机构配合连接，利用吊装固定机构与弧形导轨机构的相对运动、探头移动机构与弧形导轨机构的相对运动，检测过程中，通过不断调整探头移动机构位置以及弧形导轨机构的位置，使探头能够在最大范围(可达到360°)检测目标管道表面。
所述弧形导轨机构包括导轨固定板、第一导轨和第二导轨，第一导轨和第二导轨分别设于导轨固定板的两侧面上；导轨固定板、第一导轨和第二导轨均为底部开口的弧形状结构。
所述导轨固定板、第一导轨和第二导轨的弧度均为180°。导轨固定板、第一导轨和第二导轨可分别采用多圆弧分段拼接而成，也可分别制作成一体式结构。第一导轨和第二导轨中，当选用3个弧度为60°的导轨进行拼接时，其总弧度优选为180°，该角度既可保证弧形导轨机构顺利套入目标管道的圆周表面，也可使探头移动机构的测量范围达到最大值。
所述弧形导轨机构中，第一导轨上设有相配合的第一滑块，吊装固定机构通过第一滑块相对滑动于第一导轨上；第二导轨上设有相配合的第二滑块，探头移动机构通过第二滑块相对滑动于第二导轨上。
所述吊装固定机构包括第一伺服电机、吊装固定法兰、法兰连接板和第一滑动驱动组件，吊装固定法兰设于法兰连接板顶部，第一伺服电机安装于法兰连接板的一侧，第一滑块安装于法兰连接板的另一侧，位于第一滑块上方的法兰连接板上还安装有第一滑动驱动组件，第一滑动驱动组件与第一伺服电机的动力输出端连接。其中，吊装固定法兰用于外接行车，通过行车带动整个探头移动装置及其安装有的探头运行于远程高精度真空密封场所中。
所述第一滑动驱动组件包括相配合的第一齿轮和第一齿带，第一齿轮有三个，呈三角形分布，位于上部的一个第一齿轮与第一伺服电机的动力输出端连接，位于下部的两个第一齿轮对称设于第一导轨上方，第一齿带缠绕于三个第一齿轮上，且第一齿带的两端分别固定于导轨固定板的两端。弧形导轨机构与吊装固定机构之间产生相对运动时，第一伺服电机的转动带动各第一齿轮转动，而第一齿轮的转动又带动第一齿带的前进或后退，最终带动导轨固定板与第一导轨之间通过第一滑块进行相对运动，实现弧形导轨机构沿着吊装固定法兰完成180°运动。第一伺服电机的转动角度与初始位置差值反馈，从而获得弧形导轨移动所处的具体角度值。
所述探头移动机构包括第二伺服电机、探头移动板、探头安装底板和第二滑动驱动组件，探头安装底板固定于探头移动板上，第二伺服电机安装于探头移动板的一侧，第二滑块安装于探头移动板的另一侧，位于第二滑块上方的探头移动板上还安装有第二滑动驱动组件，第二滑动驱动组件与第二伺服电机的动力输出端连接。其中，探头安装底板用于安装探头(根据不同的检测方式选择吸枪探针或喷枪探针即可)。
所述第二滑动驱动组件包括相配合的第二齿轮和第二齿带，第二齿轮有三个，呈三角形分布，位于上部的一个第二齿轮与第二伺服电机的动力输出端连接，位于下部的两个第二齿轮对称设于第二导轨上方，第二齿带缠绕于三个第二齿轮上，且第二齿带的两端分别固定于导轨固定板的两端。探头移动机构与弧形导轨机构之间产生相对运动时，第二伺服电机的转动带动各第二齿轮转动，而第二齿轮的转动又带动第二齿带的前进或后退，最终带动探头移动板与第二导轨之间通过第二滑块进行相对运动，实现探头移动机构沿着弧形导轨机构沿着完成180°运动。探头设置一个初始位置，通过第二伺服电机转动圈数从而获得探头与初始位置的差值反馈，得到探头在运动过程中所处的位置。
所述导轨固定板的两端还分别设有限位块。限位块对第一滑块和第二滑块的滑动范围起限制作用，防止吊装固定机构和探头移动机构滑出相应的导轨。
上述远程高精度真空密封检测探头移动装置的使用方法为：吊装固定机构外接行车，探头移动机构外接吸枪探针或喷枪探针，行车带动整个探头移动装置运行至目标管道处，通过弧形导轨机构同轴设于目标管道外周；检测过程中，行车及吊装固定机构的位置不变，弧形导轨机构相对于吊装固定机构在目标管道外周进行滑动，探头移动机构相对于弧形导轨机构进行滑动，从而实现探头移动机构上的吸枪探针或喷枪探针对目标管道沿圆周方向进行360°检测。具体操作为：氦质谱检漏仪及两台伺服电机(及第一伺服电机和第二伺服电机)对应的驱动机构，检测时采用行车吊装于隧道两侧的屏蔽墙上，探头安装底板上安装吸枪探针或喷枪探针(根据不同的检测方式进行选择即可，分别对应正压吸枪检漏或氦质谱检漏)，吸枪探针或喷枪探针距离目标管道表面的距离约为10mm；当安装吸枪探针时，吸枪探针通过螺牙连接软管与吸枪检漏仪；当安装喷枪探针时，喷枪探针通过螺牙连接软管与氦气体源连接，并采用电磁阀控制喷枪的开、关工作状态。探头移动装置进入目标管道附近后，弧形导轨机构中的导轨固定板与目标管道位置同轴后，探头以及弧形导轨机构进行移动，沿圆周方向对目标管道的表面进行检测，采集到的伴随图像及在线数据(包括检漏示踪气体检测数据，如气体溶度等)向外输送至上位机中并由上位机进行处理。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本探头移动装置及其使用方法应用于高辐射区域真空密封检测系统后，可适用于危险性较高却需进行漏孔位置及漏率判断的场合，尤其对于核电站、加速器、航天器等实际工程，具有较高的应用价值。
本探头移动装置结构简单、操作方便，通过探头连接吸枪探针或喷枪探针，可适用于正压吸枪法和氦质谱检漏法，应用范围较广，检测过程中结合高辐射区域真空密封检测系统本身对伴随图像及在线数据的处理，既提高检测的自动化水平，又确保工作人员的操作效率和辐射安全。
本探头移动装置中，利用吊装固定机构与弧形导轨机构的相对运动、探头移动机构与弧形导轨机构的相对运动，可在检测过程中通过不断调整探头移动机构位置以及弧形导轨机构的位置，使探头能够在最大范围(可达到360°)检测目标管道表面，其检测幅度大，检测结果也精确。
附图说明
图1为本探头移动装置的结构示意图。
图2为图1所示本探头移动装置的背面结构示意图。
图3为本探头移动装置的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种远程高精度真空密封检测探头移动装置，如图1-3所示，包括吊装固定机构1、探头移动机构2和弧形导轨机构3，吊装固定机构和探头移动机构分别设于弧形导轨机构的两侧，且吊装固定机构和探头移动机构分别沿弧形导轨机构进行弧形轨迹的运动。在该装置结构中，吊装固定机构和探头移动机构各位一个固定整体，通过其上对应的滑块(即下述第一滑块或第二滑块)与弧形导轨机构配合连接，利用吊装固定机构与弧形导轨机构的相对运动、探头移动机构与弧形导轨机构的相对运动，检测过程中，通过不断调整探头移动机构位置以及弧形导轨机构的位置，使探头能够在最大范围(可达到360°)检测目标管道表面。
弧形导轨机构包括导轨固定板4、第一导轨5和第二导轨6，第一导轨和第二导轨分别设于导轨固定板的两侧面上；导轨固定板、第一导轨和第二导轨均为底部开口的弧形状结构。导轨固定板、第一导轨和第二导轨的弧度均为180°。导轨固定板、第一导轨和第二导轨可分别采用多圆弧分段拼接而成，也可分别制作成一体式结构。第一导轨和第二导轨中，当选用3个弧度为60°的导轨进行拼接时，其总弧度优选为180°，该角度既可保证弧形导轨机构顺利套入目标管道的圆周表面，也可使探头移动机构的测量范围达到最大值。弧形导轨机构中，第一导轨上设有相配合的第一滑块7，吊装固定机构通过第一滑块相对滑动于第一导轨上；第二导轨上设有相配合的第二滑块(图中未示出)，探头移动机构通过第二滑块相对滑动于第二导轨上。导轨固定板的两端还分别设有限位块9。限位块对第一滑块和第二滑块的滑动范围起限制作用，防止吊装固定机构和探头移动机构滑出相应的导轨。
吊装固定机构包括第一伺服电机10、吊装固定法兰11、法兰连接板12和第一滑动驱动组件，吊装固定法兰设于法兰连接板顶部，第一伺服电机安装于法兰连接板的一侧，第一滑块安装于法兰连接板的另一侧，位于第一滑块上方的法兰连接板上还安装有第一滑动驱动组件，第一滑动驱动组件与第一伺服电机的动力输出端连接。其中，吊装固定法兰用于外接行车，通过行车带动整个探头移动装置及其安装有的探头运行于远程高精度真空密封场所中。第一滑动驱动组件包括相配合的第一齿轮13和第一齿带14，第一齿轮有三个，呈三角形分布，位于上部的一个第一齿轮与第一伺服电机的动力输出端连接，位于下部的两个第一齿轮对称设于第一导轨上方，第一齿带缠绕于三个第一齿轮上，且第一齿带的两端分别固定于导轨固定板的两端。弧形导轨机构与吊装固定机构之间产生相对运动时，第一伺服电机的转动带动各第一齿轮转动，而第一齿轮的转动又带动第一齿带的前进或后退，最终带动导轨固定板与第一导轨之间通过第一滑块进行相对运动，实现弧形导轨机构沿着吊装固定法兰完成180°运动。第一伺服电机的转动角度与初始位置差值反馈，从而获得弧形导轨移动所处的具体角度值。
探头移动机构包括第二伺服电机15、探头移动板16、探头安装底板17和第二滑动驱动组件，探头安装底板固定于探头移动板上，第二伺服电机安装于探头移动板的一侧，第二滑块安装于探头移动板的另一侧，位于第二滑块上方的探头移动板上还安装有第二滑动驱动组件，第二滑动驱动组件与第二伺服电机的动力输出端连接。其中，探头安装底板用于安装探头(根据不同的检测方式选择吸枪探针或喷枪探针即可)。第二滑动驱动组件包括相配合的第二齿轮18和第二齿带19，第二齿轮有三个，呈三角形分布，位于上部的一个第二齿轮与第二伺服电机的动力输出端连接，位于下部的两个第二齿轮对称设于第二导轨上方，第二齿带缠绕于三个第二齿轮上，且第二齿带的两端分别固定于导轨固定板的两端。探头移动机构与弧形导轨机构之间产生相对运动时，第二伺服电机的转动带动各第二齿轮转动，而第二齿轮的转动又带动第二齿带的前进或后退，最终带动探头移动板与第二导轨之间通过第二滑块进行相对运动，实现探头移动机构沿着弧形导轨机构沿着完成180°运动。探头设置一个初始位置，通过第二伺服电机转动圈数从而获得探头与初始位置的差值反馈，得到探头在运动过程中所处的位置。
上述远程高精度真空密封检测探头移动装置的使用方法为：吊装固定机构外接行车，探头移动机构外接吸枪探针或喷枪探针，行车带动整个探头移动装置运行至目标管道处，通过弧形导轨机构同轴设于目标管道外周；检测过程中，行车及吊装固定机构的位置不变，弧形导轨机构相对于吊装固定机构在目标管道外周进行滑动，探头移动机构相对于弧形导轨机构进行滑动，从而实现探头移动机构上的吸枪探针或喷枪探针对目标管道沿圆周方向进行360°检测。具体操作为：氦质谱检漏仪及两台伺服电机(及第一伺服电机和第二伺服电机)对应的驱动机构，检测时采用行车吊装于隧道两侧的屏蔽墙上，探头安装底板上安装吸枪探针或喷枪探针(根据不同的检测方式进行选择即可，分别对应正压吸枪检漏或氦质谱检漏)，吸枪探针或喷枪探针距离目标管道表面的距离约为10mm；当安装吸枪探针时，吸枪探针通过螺牙连接软管与吸枪检漏仪；当安装喷枪探针时，喷枪探针通过螺牙连接软管与氦气体源连接，并采用电磁阀控制喷枪的开、关工作状态。探头移动装置进入目标管道附近后，弧形导轨机构中的导轨固定板与目标管道位置同轴后，探头以及弧形导轨机构进行移动，沿圆周方向对目标管道的表面进行检测，采集到的伴随图像及在线数据(包括检漏示踪气体检测数据，如气体溶度等)向外输送至上位机中并由上位机进行处理。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。