管道内壁环焊缝检测装置的制作方法

本实用新型属于无损检测技术领域，特别是涉及一种管道内壁环焊缝检测装置。

背景技术：

天然气作为绿色、低碳的清洁燃料，在城市能源结构调整和建设能源节约型、环境友好型城市的进程中，发挥着重要的作用。以北京市为例，天然气供应量已达138.54亿立方米，京内外管道燃气用户约660万户、运行天然气管线2.28万公里。管道内检测技术是通过装有无损检测设备及数据采集、处理和存储系统的智能机器人在管道中运行,完成对管体的逐级扫描,以实现对管道内部缺陷的检测。

根据以往燃气管道安全事故的统计资料来看，焊缝处是燃气泄漏的主要部位之一，是燃气泄露检测的重点。另外，由于管道长度及焊接位置的确定性，其定位精度对内检测机器人的位置判断有着重要影响。目前采用的是视觉检测的方法，即通过图像采集装置及处理系统来确定管道内部焊缝的位置。但在实际检测过程中，由于燃气管道内部存在着许多沉积物，焊缝容易被覆盖在沉积物底部，仅通过机器人在管道内采集到的视频很难判断焊缝的位置，时常会出现漏检的情况。

涡流检测是一种常规的无损检测方法，它应用电磁感应原理，对导体表面或近表面的缺陷进行检测，可应用该方法对管道内壁环焊缝进行检测和定位。对管道内部检测一般采用的是内穿过式涡流探头，但此探头的线圈大小应与管道内径相近才能达到较好的检测效果，这会造成探头的体积比较庞大，机器人难以携带其进行检测。另一种方法是采用表面探头，但由于检测的是曲面，表面探头的可覆盖检测范围较小，容易受到局部腐蚀缺陷的影响。还有一种改进的方法是将其线圈设计成与管道内壁平行的空间结构，但这又会给线圈的制造带来困难。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种管道内壁环焊缝检测装置，其检测探头为曲面检测线圈，检测时竖直放置，线圈曲边正对管道内壁且与管道内壁平行，可有效增加检测面积。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种管道内壁环焊缝检测装置，包括用于检测管道内壁的检测探头、带动所述检测探头在管道内壁左右摆动的旋转机构和带动所述检测探头在管道内壁直线运动的爬行机构；

所述检测探头包括骨架本体，所述骨架本体具有第一绕线部和第二绕线部，所述第一绕线部的线圈的一端和所述第二绕线部的线圈的一端连接，所述第一绕线部的线圈的另一端和所述第二绕线部的线圈的另一端分别与交变电流连接，所述第一绕线部的上侧边和所述第二绕线部的上侧边皆为曲边，所述第一绕线部的上侧边和所述第二绕线部的上侧边分别与所述管道的内壁平行；

所述爬行机构包括底座、固定于底座下方的行走轮和驱动行走轮在管道内壁直线运动的第二电机，所述第二电机与所述行走轮电连接；

所述旋转机构包括旋转盘和驱动旋转盘左右摆动的第一电机；所述旋转盘位于所述底座的上方，所述第一电机的输出轴与所述旋转盘的中心轴固定连接；

还包括固定块和连接杆，所述固定块固定于旋转盘的上端，所述固定块的内部竖向固定一弹性缓冲件，所述连接杆的一端与所述检测探头固定连接，所述连接杆的另一端与所述弹性缓冲件固定连接；

所述检测探头、所述第一电机和所述第二电机分别与控制器电连接。

本实用新型为解决其技术问题所采用的进一步技术方案是：

进一步地说，所述检测探头的左、右侧分别固定有万向轮，所述万向轮与所述管道的内壁贴合滚动。

进一步地说，所述第一绕线部的线圈匝数与所述第二绕线部的线圈匝数相等。

进一步地说，所述第一电机为伺服电机。

进一步地说，所述第二电机为步进电机。

进一步地说，所述弹性缓冲件为压缩弹簧。

进一步地说，所述第一绕线部和所述第二绕线部相互平行。

本实用新型的有益效果：在实际检测时，检测装置进入管道，通过弹簧使得探头两侧的万向轮可以贴近管道内壁进行滚动，对探头加载激励电压，爬行机构带动检测探头沿管道直线移动以进行扫查。通有交变电流的探头会在管道壁内感应出切向的涡流场，当线圈经过焊缝所在位置时，管道内壁的涡流场会产生改变，从而影响了线圈的感应电压，探头可将感应电压的变化量检出。为了避免较大的腐蚀缺陷的影响，在疑似焊缝的位置转动转盘，旋转机构带动连接杆和检测探头在该处的扇形区域内进行扫查，若均检测到信号，则可以确定为环焊缝。

附图说明

图1是本实用新型与管道结合的结构示意图；

图2是本实用新型检测探头的结构示意图；

附图中各部分标记如下：

检测探头1、骨架本体11、第一绕线部12、第二绕线部13、旋转盘2、爬行机构3、底座31、行走轮32、固定块4、连接杆5、弹性缓冲件6、万向轮7和管道8。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：一种管道内壁环焊缝检测装置，如图1-图2所示，包括用于检测管道内壁的检测探头1、带动所述检测探头在管道内壁左右摆动的旋转机构和带动所述检测探头在管道内壁直线运动的爬行机构3；

所述检测探头1包括骨架本体11，所述骨架本体具有第一绕线部12和第二绕线部13，所述第一绕线部12的线圈的一端和所述第二绕线部13的线圈的一端连接，所述第一绕线部12的线圈的另一端和所述第二绕线部13的线圈的另一端分别与交变电流连接，所述第一绕线部12的上侧边和所述第二绕线部13的上侧边皆为曲边，所述第一绕线部12的上侧边和所述第二绕线部13的上侧边分别与所述管道的内壁平行；

所述爬行机构3包括底座31、固定于底座下方的行走轮32和驱动行走轮在管道内壁直线运动的第二电机，所述第二电机与所述行走轮电连接；

所述旋转机构包括旋转盘2和驱动旋转盘左右摆动的第一电机；所述旋转盘位于所述底座的上方，所述第一电机的输出轴与所述旋转盘的中心轴固定连接；

还包括固定块4和连接杆5，所述固定块固定于旋转盘的上端，所述固定块的内部竖向固定一弹性缓冲件6，所述连接杆的一端与所述检测探头固定连接，所述连接杆的另一端与所述弹性缓冲件固定连接；

所述检测探头、所述第一电机和所述第二电机分别与控制器电连接。

所述检测探头的左、右侧分别固定有万向轮7，所述万向轮与所述管道的内壁贴合滚动。

所述第一绕线部的线圈匝数与所述第二绕线部的线圈匝数相等。

所述第一电机为伺服电机。

所述第二电机为步进电机。

所述弹性缓冲件6为压缩弹簧。

所述第一绕线部12和所述第二绕线部13相互平行。

本实用新型的工作原理如下：

在实际检测时，检测装置进入管道，通过弹簧使得探头两侧的万向轮可以贴近管道内壁进行滚动，对探头加载激励电压，爬行机构带动检测探头沿管道直线移动以进行扫查。通有交变电流的探头会在管道壁内感应出切向的涡流场，当线圈经过焊缝所在位置时，管道内壁的涡流场会产生改变，从而影响了线圈的感应电压，探头可将感应电压的变化量检出。为了避免较大的腐蚀缺陷的影响，在疑似焊缝的位置转动转盘，旋转机构带动连接杆和检测探头在该处的扇形区域内进行扫查，若均检测到信号，则可以确定为环焊缝。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。