一种适用于管道内窥的检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种管道检测装置；特别是涉及一种适用于管道内窥的检测装置。

背景技术：

管道是工业生产中用于输送气液介质的主要设备之一，在各行业得到广泛应用。由于输送的介质大多具有易燃、易爆、高温、高压等特点，因此需定期检测其完整性以保障管道的安全运行。运行过程中管道内壁产生的腐蚀、凹坑、变形等缺陷对安全性具有明显影响，对管道内壁进行检测可及早发现此类缺陷，减少事故的发生。

目前对于管道内壁的检测可分为无损检测和视觉检测方法两大类。无损检测方法是指通过射线、超声、漏磁、涡流等技术手段对管道的内壁缺陷进行检测。其中，射线方法仅能够从管道外部进行检测，效率较低，并且难以确定缺陷的深度。超声一般采用导波方法，仅能够确定缺陷在径向方面的位置，而且灵敏度相对较低。漏磁和涡流方法通常采用内检测器的方式进行实施，能够获取较多的缺陷位置信息，但检测结果不够直观，灵敏度同样较低，对缺陷的形状和大小较为敏感。

视觉检测方法采用内窥装置探入管道，可直接通过成像装置对管道内壁的缺陷进行观察，具有检测结果直观、灵敏度高的优点。早期内窥装置仅能观察缺陷形貌，近年来出现的带有对中装置的内窥检测装置可根据获得的平面图像信息，结合成像系统的参数以及管径，计算得到缺陷的面积，但无法提供缺陷深度、管道形变等径向尺度信息。或采用结构光进行深度测量的技术方案，但需从管道两侧分别放入成像装置和结构光激光器，而实际现场通常只允许单侧放入检测装置，因此该方案应用场景极为受限。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，克服已有技术缺陷，提供一种可旋转结构光且单侧置入成像装置和结构光激光器的管道内窥检测装置。

本实用新型所采用的技术方案是，一种适用于管道内窥的检测装置，包括，成像系统、外部壳体和对中机构；所述成像系统位于外部壳体的内部，通过成像系统内部的电机带动，成像系统相对外部壳体能够同轴旋转；所述对中机构安装在外部壳体外部，对中机构一端与外部壳体锁紧连接，对中机构另一端与管道内壁接触，并能够上下滑动调整张开半径。

所述成像系统包括安装在成像装置壳体一端的成像装置和辅助照明灯，成像装置壳体另一端与成像装置壳体内腔相连通的线缆孔、从动齿轮和驱动齿轮，所述驱动齿轮与驱动电机连接，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合，驱动电机通过驱动齿轮带动从动齿轮使成像装置壳体旋转运动；所述成像装置壳体的内腔的凸柱上安装有反射镜，与反射镜相对位置安装有结构光激光器，成像装置壳体的外周面形成有能够穿过结构光的透明护盖。

所述外部壳体的一侧形成有收纳成像系统的空腔，外部壳体的一侧形成有尾部插头；所述成像装置壳体形成有通讯孔。

所述对中机构的外径与管道内径相等，对中机构的轴心与管道轴线重合。

本实用新型的有益效果是，1.由于结构光激光器和成像装置位于视野同侧，可从管道单侧送入，使用方便，适合工业现场的实际应用；

2.结构光投射装置可进行旋转，实现不同角度和位置的缺陷的深度检测；

3.对中机构可调整工作半径，适合管径大于对中机构最小张开半径以上的所有管道，以及类似结构管型容器的内壁检测；该装置内窥检测系统具有可拆卸、调节的对中装置，在保证检测器位于管道中轴的同时，能够适用直径大于对中装置最小尺寸的各类管道的检测，通用性较强。

附图说明

图1是本实用新型检测装置的剖面结构示意图。

图中：

1.成像装置2.辅助照明灯3.通讯孔4.反射镜

5.结构光激光器6.成像装置壳体7.透明护盖8.外部壳体

9.线缆孔10.从动齿轮11.驱动齿轮12.驱动电机

13.尾部插头14.对中机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1所示，本实用新型一种适用于管道内窥的检测装置，包括，可旋转的成像系统、外部壳体和对中机构；成像系统可将结构光投射至管道内壁并进行照明和成像；所述成像系统位于外部壳体的内部，通过成像系统内部电机带动成像系统相对外部壳体进行同轴旋转运动，旋转运动可将激光束投射至需要检测的方向，实现可旋转结构光，对管道内壁缺陷面积和深度进行测量；所述对中机构安装在外部壳体外部，对中机构一端与外部壳体锁紧连接，根据需要解锁进行上下移动，对中机构另一端与管道内壁接触，并能够上下滑动调整张开半径。

所述成像系统包括安装在成像装置壳体6一端的成像装置1和辅助照明灯2，成像装置壳体6另一端与成像装置壳体6内腔相连通的线缆孔9、从动齿轮10和驱动齿轮11，所述驱动齿轮11与驱动电机12连接，所述驱动齿轮11与从动齿轮10啮合，驱动电机12通过驱动齿轮11带动从动齿轮10使成像装置壳体6旋转运动；所述成像装置壳体6的内腔的凸柱上安装有反射镜4，与反射镜4相对位置安装有结构光激光器5，成像装置壳体6的外周面形成有能够穿过结构光的透明护盖7。

所述外部壳体8的一侧形成有收纳成像系统的空腔，外部壳体8的一侧形成有尾部插头13；所述成像装置壳体6形成有通讯孔3；所述对中机构14的外径与管道内径相等，对中机构14的轴心与管道轴线重合。

下面对本实用新型的工作原理和使用作进一步说明：

结构光激光器发射的结构光通过反射镜改变光束方向，经过透明护盖投射到管道内壁；所述成像装置对管道内壁和投射的结构光进行成像，并通过通信孔、线缆孔和尾部插头将图像传送到外部计算机进行处理；所述驱动电机可通过驱动齿轮带动从动齿轮使成像装置壳体旋转运动，控制结构光束的投射区域和角度。

使用时，检测装置首先调节对中机构使其外径等于管道内径，以保证放入后装置轴心与管道轴线重合。实施检测时，成像装置在辅助照明灯的照射下对管道内壁腐蚀情况进行观察，将图像数据传至上位计算机，此时为常规检测模式。

当常规检测发现凹坑等体积型缺陷时，打开结构光激光器，光束经过反射镜投射至管道内壁，通过沿轴向移动检测装置和驱动电机带动成像系统旋转将结构光束投射到待测量缺陷处，此时光束形状将随管道内壁外观轮廓变化，成像装置对结构光束进行成像并传至上位计算机进行处理，基于预先标定的成像系统参数、管壁内径和几何空间变换模型可计算得到光束对应的内壁轮廓轴向尺度信息，与常规检测模式获取的二维平面信息相结合即可得到该处缺陷的三维信息。

由于采用结构光成像系统，可测量管道内壁形状和缺陷深度，结合内窥成像装置提供缺陷的三维信息；另外，内窥检测系统具有可拆卸、调节的对中装置，在保证检测器位于管道中轴的同时，能够适用直径大于对中装置最小尺寸的各类管道的检测，通用性较强。

值得指出的是，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本实用新型的基本技术构思，也可用基本相同的结构，可以实现本实用新型的目的，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本实用新型的保护范围。