一種管道彎頭超聲掃查定位裝置的製作方法

2023-09-13 07:20:25 1

專利名稱：一種管道彎頭超聲掃查定位裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及超聲檢測技術，尤其涉及管道超聲成象掃查定位技術。
超聲成象檢測應用於管道彎頭的探傷，尤其是對石油化工爐管彎頭的探傷。由於彎頭形狀特別，使對其內部缺陷的掃查及定位帶來很大困難。目前尚無專用的掃查定位機械裝置的商品及文獻報導。經過查新，也未見相關的專利。
本發明的目的是為管道彎頭的超聲成像檢測系統(另申請專利)提供一種配套的掃查定位裝置，以便形成一套完整的實用檢測系統。
本發明的目的是這樣實現的即本裝置的設計應能夠方便自如地控制超聲探頭在彎頭任一截面圓周上進行掃查，裝置上的兩個傳感器能將超聲探頭掃查時的座標實時地傳遞給計算機，從而迅速地得到彎頭內缺陷圖像及其位置。而且本裝置還適用於不同管徑彎頭的超聲成像檢測。為此，本裝置的關鍵部件如內齒圈半圓導軌、滑塊聯合體、旋轉盤、插杆、夾持鉗等，保證了被檢彎頭能夠得到全方位掃查和準確定位。
下面結合附圖和實施例詳細說明

圖1為本裝置整體結構圖(正視)；圖2為內齒圈半圓導軌、擺杆和旋轉盤結構圖(側視)；圖3為機架結構圖(正視)；圖4為機架A-A剖視圖；圖5為機架的B向圖；圖6為機架的C向圖；圖7為旋轉盤結構圖(正視)；圖8為旋轉盤結構圖(俯視)；圖9為夾持鉗結構圖(俯視)。
其中1-螺釘，2-傳感器Ⅰ，3-連接板，4-內齒圈半圓導軌，5-換能器座，6-換能器，7-導軌座，8-圓柱銷，9-鉸制孔用螺栓，10-擺杆，11-鉸制孔用螺栓，12-旋轉盤，13-標杆，14-滾花螺杆，15-標杆座，16-夾持鉗，17-傳感器保險盒，18-機架，19-傳感器Ⅱ，20-連接板，21-齒輪，22-齒輪，23-螺釘，24-螺釘，25-圓柱軸，26-壓蓋，27-圓柱銷孔，28-手柄，29-螺釘。
由附圖可知，本裝置主要由內齒圈半圓導軌4、滑塊聯合體1、2、3、角度傳感器Ⅰ2、換能器6、擺杆10、旋轉盤12、傳感器Ⅱ19、機架18、夾持鉗16、標杆座15和標杆13等部件組成。
①內齒圈半圓導軌4的兩端頭插入導軌座7槽內，由圓柱銷8固定，由鉸制孔用螺栓9將導軌座7與擺杆(L形)10固定，擺杆10的另一端與旋轉盤12由鉸制孔螺栓11固定，旋轉盤12的圓心孔套在圓柱軸25上，使旋轉盤12可以繞圓柱軸25旋轉。在旋轉盤12的邊上有滾花螺杆14，當旋轉盤12旋轉到所要求的角度後可由滾花螺杆14鎖緊。在旋轉盤12中間還有壓蓋26和螺釘24，用於限位圓柱軸25，並對旋轉盤12與機架18起連接作用。
②角度傳感器Ⅱ19的軸上固定有齒輪21，它與固定在圓柱軸25上的齒輪22銜合。角度傳感器Ⅱ19還和計算機電氣連接。由此可見，當旋轉盤12帶動圓柱軸25上的齒輪22旋轉時，與其銜合的齒輪21帶動傳感器Ⅱ19轉動，傳感器Ⅱ19產生的角度變化信號送入計算機。
③滑塊聯合體由螺釘1、角度傳感器Ⅰ2、連接板3組成。換能器座5與連接板3相連，換能器6固定在換能器座5上。角度傳感器Ⅰ2的軸上裝有齒輪，它與內齒圈半圓導軌4的內齒銜合，角度傳感器Ⅰ2還和計算機電氣連接。當滑塊聯合體1、2、3沿內齒圈半圓導軌滑動時，則傳感器Ⅰ2的軸轉動，並將其角度的變化信號送入計算機。
④標杆座15固定在機架18上，標杆13插在標杆座15內，由螺釘可以調節標杆13的高低。標杆13是作定位用，即使內齒圈半圓導軌4的旋轉軸通過管道彎頭的圓心。
⑤夾持鉗16固定在機架18上，夾持鉗16為一對稱的鉗口可調節的雙夾鉗，它使整個裝置固定在管道彎頭上。因為夾持鉗16的鉗口可以調節，所以適用於各類不同尺寸的管道彎頭。
⑥在內齒圈半圓導軌4及旋轉盤12上均有角度刻度，供操作時粗略定位用。
本發明的工作原理如下換能器6對彎頭的掃查是通過滑塊聯合體1、2、3沿內齒圈半圓導軌4的滑動，和通過內齒圈半圓導軌4繞圓柱軸25旋轉來實現的，內齒圈半圓導軌4的旋轉軸線通過管道彎頭(180°圓弧)的圓心。內齒圈半圓導軌4與管道彎頭的截面同心。這是通過調節標杆13的長短來實現的，即使標杆13調到最短時。在換能器6掃查過程中，除滑塊聯合體沿內齒圈半圓導軌4滑動外，為了掃查管道彎頭的不同截面，內齒圈半圓導軌4還通過旋轉盤12沿圓柱軸25旋轉。這樣，角度傳感器Ⅰ2和角度傳感器Ⅱ19都有角度變化信號的輸出，由此就可給出換能器6掃查時的各個位置的座標角(Q，Φ)。其中Φ是管道彎頭上不同圓截面的角度，Q是對應某一截面上弧面的不同點的角度。由此可見，Q，Φ的結合使我們可以掃查整個管道彎頭弧面，並能對超聲探頭自動定位，進而對管道內部的缺陷定位達到超聲成像的目的。
由以上分析，本發明有以下優點①安裝和拆卸方便。通過夾持鉗16使本裝置固定的管道彎頭上，並通過調節標杆13，保證安裝時的同軸和同心，並適用各種大小尺寸的管道彎頭。
②掃查方便快捷。
③定位準確。
因此本發明不僅是對管道彎頭超聲掃查定位，而且是超聲成像掃查定位系統必需配套的機械掃查部件，因此有著廣闊的應用前景。
權利要求
1.一種管道彎頭超聲掃查定位裝置，其特徵在於本裝置主要由內齒圈半圓導軌(4)、滑塊聯合體(1、3、5)、角度傳感器Ⅰ(2)、換能器(6)、擺杆(10)、旋轉盤(12)、傳感器Ⅱ(19)、機架(18)、夾持鉗(16)、標杆座(15)和標杆(13)等部件組成，其連接關係是①內齒圈半圓導軌(4)的兩端頭插入導軌座(7)槽內，由圓柱銷(8)固定，由鉸制孔用螺栓(9)將導軌座(7)與擺杆(10)固定，擺杆(10)的另一端與旋轉盤(12)由鉸制孔螺栓(11)固定，旋轉盤(12)的圓心孔套在圓柱軸(25)上；②角度傳感器Ⅱ(19)的軸上固定有齒輪(21)，它與固定在圓柱軸(25)上的齒輪(22)銜合，角度傳感器Ⅱ(19)還和計算機電氣連接；③滑塊聯合體由螺釘(1)、角度傳感器Ⅰ(2)、連接板(3)組成，換能器座(5)與連接板(3)相連，換能器(6)由螺釘(1)固定在換能器座(5)上，角度傳感器Ⅰ(2)的軸上裝有齒輪，它與內齒圈半圓導軌(4)的內齒銜合，角度傳感器Ⅰ(2)還和計算機電氣連接；④標杆座(5)固定在機架(18)上，標杆(13)插在標杆座(15)內；⑤夾持鉗(16)固定在機架(18)上。
2.按權利要求1所述的一種管道彎頭超聲掃查定位裝置，其特徵在於內齒圈半圓導軌(4)上有角度刻度。
3.按權利要求1所述的一種管道彎頭超聲掃查定位裝置，其特徵是在於擺杆(10)為L形狀。
4.按權利要求1所述的一種管道彎頭超聲掃查定位裝置，其特徵在於旋轉盤(2)上有角度刻度。
5.按權利要求1所述的一種管道彎頭超聲掃查定位裝置，其特徵在於夾持鉗(16)為一對稱的雙夾鉗。
全文摘要
本發明公開了一種管道彎頭掃查定位裝置,涉及超聲檢測技術,尤其涉及一種管道超聲成像掃查定位技術。為了對各類管道彎頭實時全方位地檢測和對其缺陷準確定位,本裝置設計有關鍵部件內齒圈半圓導軌、旋轉盤、插杆、夾持鉗等,由於安裝拆卸方便,掃查方便快捷,定位準確,因此有著廣闊的應用前景。
文檔編號G01N29/26GK1299055SQ9912011
公開日2001年6月13日 申請日期1999年12月8日 優先權日1999年12月8日
發明者左毅力, 許克克, 蘇旭, 孫佔清 申請人:中國科學院武漢物理與數學研究所