具有自适应耦合和同步编码功能的超声C扫扫查工装的制作方法

具有自适应耦合和同步编码功能的超声c扫扫查工装
技术领域
1.本实用新型属于石油与天然气钻探工程油气管道检测技术领域，具体来讲，涉及一种具有自适应耦合和同步编码功能的超声c扫扫查工装。


背景技术：

2.随服役期延长和介质腐蚀、老化等原因，场站内管道安全问题日益突出。特别是对于输送高含硫、高温co2、含砂量大的天然气管道，内腐蚀状况更值得关注。定期检验作为保障压力管道和其它特种设备的重要手段，已得到普遍认可和重视。根据《工业管道定期检验规程》，涉及天然气场站内的工业管道内腐蚀检测，主要推荐采用传统的超声波对弯头、三通和、异径管按比例测厚和对部分认为有必要的直管段测厚，测厚一般选取3处，以点带面，容易漏检；如采用a型超声纵波检测，需大面积打磨站内工业管道表面覆盖层，存在作业安全风险且检测效率低。近年来，随着无损检测技术的进步，出现了超声c扫技术。超声c扫描技术具有检测精度高、缺陷定位定量准确性高等优点，特别适合于管道点蚀、局部腐蚀等内腐蚀缺陷检测，相对超声波壁厚检测技术是一种高精度的腐蚀检测成像技术。因此，超声c扫技术逐渐成为了天然气场站地面工业管道内腐蚀检测的核心技术之一。
3.但目前在采用该技术实施检测时，存在以下问题：c扫扫查探头需要双手紧握，一方面因检测全过程用力不均，特备是小径管曲率大和工件圆整度发生变化时，容易造成c扫探头扫查时耦合程度不一样、探头不平衡、不稳定，从而导致检测效果受影响；另一方面由于长时间用手持探头方式用力扫查，会造成手的疲劳。故发明一种具有自适应耦合和同步编码功能的超声c扫扫查工装，实现天然气场站地面工业管道和压力容器内腐蚀的非打磨快速检测。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本实用新型的目的在于提供一种使探头和待检测工件壁面保持稳定耦合度、提高检测质量和效率的具有自适应耦合和同步编码功能的超声c扫扫查工装。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种具有自适应耦合和同步编码功能的超声c扫扫查工装。所述超声c扫扫查工装包括外壳、探头、探头平衡支架、张力调节部件、编码部件和耦合剂供应部件，其中，所述外壳包括相互平行且竖直设置的两个支架，以及将两个支架固定连接的水平连接部，所述两个支架各自都包括支架本体和两个磁轮，所述两个磁轮设置在支架本体下部且对称设置，所述两个磁轮能够在相对支架本体转动的同时吸附在待测工件壁面上；所述探头平衡支架设置在两个支架之间且位于水平连接部之下，探头平衡支架的两端分别与两个支架滑动连接，以使探头平衡支架能够在竖直方向移动；所述探头固定在探头平衡支架中，所述探头能够发射超声波对待测工件的内腐蚀缺陷进行定位和检测；所述张力调节部件设置在水平连接部与探头之间，所述张力调节部件的一端作用在探头上端面上，另一端作用在水平连接部上，通过调节张力调节部件对探头施加的作用力
来调节探头与待检测工件壁面之间的距离；所述耦合剂供应部件设置在探头上，向探头前后两个侧面提供水耦合剂；所述编码部件固定设置在外壳上，所述编码部件能够与支架上的一个磁轮接触进行同步编码。
6.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述探头平衡支架可包括两个彼此相对设置且构成矩形框的l形钢构件和两个连接部件，所述两个l形钢构件上均设置有第一滑槽，所述两个连接部件中每个连接部件的两端分别穿过两个l形钢构件上的第一滑槽，以将探头固定在矩形框中且位于两个连接部件之间。
7.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述支架本体的底部可为圆弧形，该圆弧形的开口向下并能够与待测工件外壁曲面贴合，以使外壳与待测工件外壁面同时形成四个接触点。
8.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述支架本体底部的圆弧形的直径可为76～273mm。
9.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述耦合剂供应部件可包括设置在探头前后两个侧面的各一组供水管、水管固定块和水管固定螺栓，其中，所述水管固定螺栓将水管固定块固定在探头上，所述水管固定块将水管固定。
10.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述超声c扫扫查工装还可包括平衡螺栓，所述支架本体上沿上下方向开设有第二滑槽，所述平衡螺栓穿过第二滑槽与探头平衡支架固定连接。
11.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述超声c扫扫查工装还可包括限位螺栓，所述水平连接部上设置有螺孔，所述限位螺栓穿过螺孔与水平连接部固定，以限制平衡支架或探头向上移动的位置。
12.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述编码部件可包括编码器、编码器同步轮和编码器支架，其中，所述编码器支架与外壳固定连接，所述编码器同步轮一端与磁轮接触随磁轮同步转动，另一端与编码器固定连接带动编码器进行编码。
13.在本实用新型的一个示例性实施例中，所述张力调节部件可包括自适应弹簧和张力调节螺栓，所述自适应弹簧一端与探头上端面固定，另一端与张力调节螺栓固定或接触。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果可包括以下内容中的至少一项：
15.(1)现有的超声c扫探头进行扫查，需要双手控制，由于扫查过程用力不均，会造成超声发射波波幅变化大，缺陷定量不准确，同时，用手扫查不能一直维持平衡，造成探头与被检工件不定时耦合不良，漏掉少部分缺陷；
16.(2)本实用新型的超声c扫扫查工装，可单手操作，克服了采用双手操作超声c扫存在的耦合不良、不平衡和手容易疲劳的问题，适用工件规格广，提高现有天然气工业管道内腐蚀超声c扫检测质量和检测效率。
附图说明
17.图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的具有自适应耦合和同步编码功能的超声c扫扫查工装的结构示意图；
18.图2示出了图1中外壳的结构示意图(不带磁轮)；
19.图3示出了图1中探头、探头平衡支架配合和自适应弹簧配合的结构示意图；
20.图4示出了图1中探头平衡支架的结构示意图；
21.图5示出了图1中编译部件与外壳和磁轮配合的结构示意图。
22.附图标记说明如下：
[0023]1‑
外壳、1a
‑
支架、1b
‑
水平连接部、2
‑
探头、3
‑
自适应弹簧、4
‑
探头平衡支架、4a
‑
l形钢构件、4b
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连接部件、5
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限位螺栓、6
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张力调节螺栓、7
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平衡螺栓、8
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磁轮、9
‑
供水管、10
‑
水管固定块、11
‑
水管固定螺栓、12
‑
编码器、13
‑
编码器同步轮、14
‑
编码器支架。
具体实施方式
[0024]
在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本实用新型的具有自适应耦合和同步编码功能的超声c扫扫查工装。
[0025]
图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的具有自适应耦合和同步编码功能的超声c扫扫查工装的结构示意图；图2示出了图1中外壳的结构示意图(不带磁轮)；图3示出了图1中探头、探头平衡支架配合和自适应弹簧配合的结构示意图；图4示出了图1中探头平衡支架的结构示意图；图5示出了图1中编译部件与外壳和磁轮配合的结构示意图。
[0026]
在本实用新型的一个示例性实施例中，具有自适应耦合和同步编码功能的超声c扫扫查工装可包括外壳、探头、探头平衡支架、张力调节部件、编码部件和耦合剂供应部件。其中，所述外壳包括相互平行且竖直设置的两个支架，以及将两个支架固定连接的水平连接部，所述两个支架各自都包括支架本体和两个磁轮，所述两个磁轮设置在支架本体下部且对称设置，所述两个磁轮能够在相对支架本体转动的同时吸附在待测工件壁面上。具体来讲，如图1和图2中所示，外壳1包括左右平行设置的两个起支撑作用的支架1a，以及水平设置的与两个支架1a上端部固定连接的水平连接部1b构成。两个支架1a各自都包括支架本体以及设置在支架本体下部的两个磁轮8。两个磁轮8相对支架1a的竖直方向中心轴线呈前后对称设置，磁轮8能够相对支架本体转动的同时吸附在待测工件壁面上，从而使外壳1与待测工件壁面形成四个接触点，形成稳定接触，从而设置在外壳1中的探头2与待测工件壁面保持良好的接触。
[0027]
所述探头平衡支架设置在两个支架之间且位于水平连接部之下，探头平衡支架的两端分别与两个支架滑动连接，以使探头平衡支架能够在竖直方向移动；所述探头固定在探头平衡支架中，所述探头能够发射超声波对待测工件的内腐蚀缺陷进行定位和检测。具体来讲，如图2中所示，探头平衡支架4用于将探头2固定在其中，且探头2在探头平衡支架中4的位置可以进行调节，探头2可为本领域通常使用的超声c扫扫描探头。如图1中所示，探头2和探头平衡支架4设置在外壳1中且与水平连接部1b呈平行设置，探头平衡支架4的左右两端能够分别与外壳1的左右两个支架1a形成滑动连接，从而使探头2和探头平衡支架4能够在壳体中沿上下方向移动。例如，如图4中所示，所述探头平衡支架4可包括两个彼此相对设置且构成矩形框的l形钢构件4a和两个连接部件4b，所述两个l形钢构件4a上均设置有第一滑槽，所述两个连接部件4b中每个连接部件4b的两端分别穿过两个l形钢构件4a上的第一滑槽，以将探头2固定在矩形框中且位于两个连接部件4b之间。所述超声c扫扫查工装还可包括平衡螺栓7，所述支架本体上沿上下方向开设有第二滑槽，所述平衡螺栓7穿过第二滑槽与探头平衡支架4固定连接。此外，探头平衡支架4与平衡螺栓7配合，能够保证探头2扫查时的左右平稳。如图1中所示，外壳1的两个支架1a上分别设置有第二滑槽，第二滑槽包括两
道相互平行的滑槽，两个l形钢构件4a较长的一端分别穿入两个支架1a上的一个滑槽中，平衡螺栓7分别穿过两个支架1a上的另一个滑槽与探头平衡支架4固定连接，使探头平衡支架4与外壳1形成滑动连接。探头平衡支架将探头固定后的结构可如图3中所示。然而，本实用新型不限于此，探头平衡支架也可以为其它结构，只要能够固定探头并与外壳的两个支架滑动连接即可。
[0028]
所述张力调节部件设置在水平连接部与探头之间，所述张力调节部件的一端作用在探头上端面上，另一端作用在水平连接部上，通过调节张力调节部件对探头施加的作用力来调节探头与待检测工件壁面之间的距离。具体来讲，如图1和图2中所示，两组张力调节部件设置在探头2上端面和水平连接部1b下端面之间，张力调节部件能够被压缩，从而当探头2行走在圆整度不均匀的工件上时，探头2与工件壁面的距离能够自动进行调节，使探头与壁面保持良好的耦合度。例如，所述张力调节部件可包括自适应弹簧3和张力调节螺栓6，所述自适应弹簧3的一端与探头2上端面固定，另一端与张力调节螺栓6固定或接触。通过调节张力调节螺栓6来调节自适应弹簧3对探头2施加的作用力，使探头2在检测不同曲率工件时，能够达到较好的耦合程度。然而，本实用新型不限于此，其他具有相同功能的部件也可以。
[0029]
所述耦合剂供应部件设置在探头上，向探头前后两个侧面提供水耦合剂。例如，所述耦合剂供应部件可包括设置在探头前后两个侧面的各一组供水管、水管固定块和水管固定螺栓，其中，所述水管固定螺栓将水管固定块固定在探头上，所述水管固定块将水管固定。具体来讲，如图1中所示，耦合剂供应部件可包括四根供水管9，两个水管固定块10和四颗水管固定螺栓11。其中，在探头2的前后两个侧面上各设置两根供水管9，一个水管固定块10和两个水管固定螺栓11，两根供水管9呈相对设置且其一端对准探头2与待测壁面处。供水管9的另一端与耦合剂供应装置连接向探头2喷射耦合剂。
[0030]
所述编码部件固定设置在外壳上，所述编码部件能够与支架上的一个磁轮接触进行同步编码。所述编码部件可包括编码器、编码器同步轮和编码器支架，其中，所述编码器支架与外壳固定连接，所述编码器同步轮一端与磁轮接触随磁轮同步转动，另一端与编码器固定连接带动编码器进行编码。具体来讲，如图5中所示，外壳1还包括用于固定编码器12的侧板，所述第一侧板竖直设置且与两个支架1a垂直，第一侧板的上部与水平连接部1b固定连接。编码器支架14通过螺钉固定在侧板上，使编码器同步轮13与两个支架1a上的任意一个磁轮固定同步转动，保证扫查长度的完全记录，编码器同步轮13带动与之固定连接的编码器12转动进行编码，记录扫查的长度。然而，本实用新型不限于此，只要能够与磁轮接触进行同步编码即可。
[0031]
在本实施例中，如图2中所示，所述支架本体的底部可为圆弧形，该圆弧形的开口向下并能够与待测工件外壁曲面贴合，以使外壳1与待测工件外壁面同时形成四个接触点。进一步地，所述支架本体底部的圆弧形的直径可为76～273mm。
[0032]
在本实施例中，如图1中所示，所述超声c扫扫查工装还可包括限位螺栓5，所述水平连接部1b上设置有螺孔，所述限位螺栓5穿过螺孔与水平连接部1b固定，以限制探头平衡支架4或探头2向上移动的位置。限位螺栓5配合自适应弹簧3使探头2在合适的范围内上下波动。
[0033]
综上所述，本实用新型的有益效果可包括以下内容中的至少一项：
[0034]
(1)现有的超声c扫探头进行扫查，需要双手控制，由于扫查过程用力不均，会造成超声发射波波幅变化大，缺陷定量不准确，同时，用手扫查不能一直维持平衡，造成探头与被检工件不定时耦合不良，漏掉少部分缺陷；
[0035]
(2)本实用新型的超声c扫扫查工装，可单手操作，克服了采用双手操作超声c扫存在的耦合不良、不平衡和手容易疲劳的问题，适用工件规格广，提高现有天然气工业管道内腐蚀超声c扫检测质量和检测效率。
[0036]
尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。