地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置製造方法
2023-10-19 13:02:17 3
地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置。目的是提供的檢測裝置能夠有效解決現有漏磁檢測裝置不能對地下儲油罐進行檢測、磁化強度不高、標定數據失真的問題。技術方案是：地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置，其特徵在於：所述檢測裝置包括主體樞機和電氣控制箱；所述主體樞機包括曲率可調的磁化檢測系統、自動行走系統以及信號採集系統。
【專利說明】地下儲油耀缺陷漏磁檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及地下儲油罐檢測【技術領域】，具體是一種地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置。
【背景技術】
[0002]目前，我國約有30萬個地下儲油罐，均採用地下直埋方式布置，由於受到地下複雜工況的影響，儲罐材料不可避免地會出現老化、腐蝕等缺陷，從而極易引起介質的洩露，造成嚴重的經濟和社會損失。現今預防儲油罐洩露事故的措施主要包括防腐處理和定期檢驗，但由於受檢測手段的制約，地下儲油罐壁損傷狀況多數不能確切判別及定位，往往造成盲目開挖、盲目報廢、維修缺少科學性等不必要的損失。漏磁檢測通過測量被磁化的鐵磁材料工件表面的洩露磁場強度來判斷工件缺陷的大小，具有較高的安全性和可靠性，且易於實現檢測的自動化。
[0003]由於地下儲油罐入口狹小，內部空間不大，檢測員和檢測設備進出不方便，且地下儲油罐並非平板，往往帶有一定曲率，而現有的漏磁檢測儀往往為平板式，各磁化結構以及傳感器布置在同一平面，因此不能有效地對曲形的罐壁進行磁化，磁化強度不高，易造成採集信號數據失真，不能有效地定位缺陷位置和定量缺陷大小。同時，由於磁化結構為三組獨立的結構，使得傳感器之間存在一定間隙，易造成標定數據失真等問題。
【發明內容】
[0004]本發明目的是克服上述【背景技術】中的不足，提供一種地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置，能夠有效解決現有漏磁檢測裝置不能對地下儲油罐進行檢測、磁化強度不高、標定數據失真的問題。
[0005]為實現以上目的，本發明採用了以下的技術方案:
[0006]地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置，其特徵在於:所述檢測裝置包括主體樞機和電氣控制箱；
[0007]所述主體樞機包括曲率可調的磁化檢測系統、自動行走系統以及信號採集系統；
[0008]a)曲率可調的磁化檢測系統，包括磁化結構和曲率可調檢測機構；所述磁化結構包括並排布置的左銜鐵、中心銜鐵和右銜鐵，每個銜鐵的底面均固定有至少一個永磁鐵，每個永磁鐵的底面固定有一個極靴；所述曲率可調檢測機構包括分別固定在左銜鐵前端與後端的兩個左連接板、分別固定在中心銜鐵前端與後端的兩個中心連接板、分別固定在右銜鐵前端與後端的兩個右連接板，每個中心連接板分別與同一端的左連接板和右連接板通過插銷相連；
[0009]b)自動行走系統，包括位於三個銜鐵前方的電機支架、設置在電機支架上的電機、由電機驅動的電機輪、六個腳輪、鉸接在電機支架上的手柄以及上端與手柄鉸接的氣彈簧；所述電機支架通過側板與所述中心銜鐵鉸接；所述六個腳輪分別安裝在兩個左連接板、兩個右連接板以及兩個中心連接板上；所述氣彈簧的下端與中心銜鐵後端的中心連接板上的腳輪轉軸鉸接；
[0010]c)信號採集系統，包括分別固定在左銜鐵、中心銜鐵和右銜鐵底面的三個傳感器盒、安裝在手柄上的放大盒以及安裝在左銜鐵後端的編碼器，所述三個傳感器盒以及編碼器均與放大盒連接，放大盒以及所述電機均與電氣控制箱連接。
[0011]所述編碼器通過編碼器架安裝在左銜鐵的後端，左銜鐵後側的腳輪轉軸上安裝有齒輪，該編碼器通過齒輪13與腳輪轉軸上的齒輪嚙合以實現實時數據的採集。
[0012]所述左銜鐵、中心銜鐵、右銜鐵分別與自身底面的永磁鐵通過PVC粘鐵膠水粘合；每個永磁鐵與自身底面的極靴通過PVC粘鐵膠水粘合。
[0013]所述中心連接板上半部的兩側分別通過鉸接軸與同一端的左連接板、右連接板鉸接；中心連接板下半部的兩側制有對稱布置的弧形調節孔，兩個弧形調節孔分別以中心連接板上半部的兩個鉸接軸為圓心，每個弧形調節孔內分別插入有一銷軸，中心連接板通過兩個銷軸分別與左連接板、右連接板連接。
[0014]所述電氣控制箱包括箱體以及安裝在箱體內的工控機、數據採集卡、蓄電池，箱體上設有與工控機連接的主控制線接頭、電機控制線接頭、電源總開關、檢測啟動開關；所述主控制線接頭通過航空接頭以及導線與所述放大盒連接；所述電機控制線接頭通過航空接頭以及導線與所述電機連接。
[0015]本發明的有益效果是:本發明設計了分體式的地下儲油罐漏磁檢測裝置，將主體樞機和電氣主控制箱相分離，使得漏磁檢測系統使用方便，由於具有曲率可調的檢測機構，使得磁化結構中的三個銜鐵之間可以相對轉動，從而能夠檢測具有不同曲率的地下儲油罐，可有效地對罐壁進行磁化，提高了被測罐壁的磁化強度，因此能極大地提高地下儲油罐缺陷的檢測質量；同時，為提高標定數據的準確性，使得針對傳感器排列不均勻，創新性地採用分開依次標定的方法，提高了標定的準確性。
[0016]圖說明
[0017]圖1為本發明的立體結構示意圖。
[0018]圖2為曲率可調的磁化檢測系統的主視結構示意圖。
[0019]圖3為曲率可調的磁化檢測系統的右視結構示意圖(省略編碼器)。
[0020]圖4為電氣控制箱的主視結構示意圖。
[0021]圖5為本發明的工作流程圖。
[0022]圖6為本發明的三組獨立標定圖。
[0023]圖中有:放大盒支架1，放大盒2，手柄3，氣彈簧上接頭4，左銜鐵5-1，中心銜鐵5-2，右銜鐵5-3，氣彈簧6，編碼器架7，左連接板8，編碼器9，側板10，電機支架11，電機12，齒輪13，中心連接板14，弧形調節孔14-1、14-6，銷軸14-2、14-5，鉸接軸14-3、14-4，電機輪15，右連接板16，永磁鐵17，極靴18，傳感器盒19，氣彈簧下接頭20，腳輪21，電氣控制箱22，工控機23，主控制線接頭24，電機控制線接頭25，電源總開關26，檢測啟動開關27，導線28，航空接頭29。
【具體實施方式】
[0024]下面結合說明書圖，對本發明作進一步說明，但本發明並不局限於以下實施例。
[0025]如圖1所示，本發明所述的地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置包括主體樞機和電氣控制箱22。
[0026]所述電氣控制箱22包括箱體以及安裝在箱體內的工控機23、數據採集卡(NI採集卡)、蓄電池。數據採集卡與工控機連接，蓄電池對工控機、數據採集卡供電，蓄電池與工控機之間設有電源總開關26。箱體上設有與數據採集卡連接的主控制線接頭24、電機控制線接頭25、檢測啟動開關27 ;所述主控制線接頭通過航空接頭29以及導線28與所述放大盒連接；所述電機控制線接頭通過航空接頭以及導線與所述電機連接。
[0027]可根據需要，對上述地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置作進一步優化或改進。
[0028]主體樞機包括曲率可調的磁化檢測系統、自動行走系統以及信號採集系統。
[0029]曲率可調的磁化檢測系統，包括磁化結構和曲率可調檢測機構。所述磁化結構包括並排布置三個銜鐵，從左到右依次為左銜鐵5-1、中心銜鐵5-2和右銜鐵5-3，每個銜鐵的底面均固定有至少一個永磁鐵17,每個永磁鐵的底面固定有一個極靴18。所述左銜鐵、中心銜鐵、右銜鐵分別與自身底面的永磁鐵通過PVC粘鐵膠水粘合；每個永磁鐵與自身底面的極靴通過PVC粘鐵膠水粘合。
[0030]如圖3所示，所述曲率可調檢測機構包括分別固定在左銜鐵前端與後端的兩個左連接板8、分別固定在中心銜鐵前端與後端的兩個中心連接板14、分別固定在右銜鐵前端與後端的兩個右連接板16。
[0031]在三個銜鐵的前端，中心連接板14的上半部的左側通過鉸接軸14-3與三個銜鐵前端的左連接板8鉸接，中心連接板14的上半部的右側通過鉸接軸14-4與三個銜鐵前端的右連接板16鉸接。中心連接板下半部的左側和右側制有對稱布置的弧形調節孔(具有一定曲率)，左側的弧形調節孔14-1以上述中心連接板左側的鉸接軸14-3為圓心，右側的弧形調節孔14-6以上述中心連接板右側的鉸接軸14-4為圓心，每個弧形調節孔內分別插入有一銷軸，中心連接板的左側通過一銷軸14-2與左連接板連接，中心連接板的右側通過另一銷軸14-5與右連接板連接。三個銜鐵後端的中心連接板與左連接板、右連接板連接方式與三個銜鐵前端相同。由於兩個弧形調節孔分別以兩個鉸接軸為原型，因此兩個銷軸可以分別在兩個弧形調節孔內可轉動一定的角度，使得三個銜鐵之間可以發生一定角度的偏轉，從而適應不同曲率的罐壁，實現曲率可調功能。
[0032]自動行走系統，包括位於三個銜鐵前方的電機支架11、設置在電機支架上的電機
12、由電機驅動的電機輪15、六個腳輪、鉸接在電機支架上的手柄3以及上端通過氣彈簧上接頭4與手柄鉸接的氣彈簧6。所述電機支架通過兩塊側板10與所述中心銜鐵鉸接。所述六個腳輪分別安裝在兩個左連接板8、兩個右連接板16以及兩個中心連接板14上；所述氣彈簧的下端通過氣彈簧下接頭20與中心銜鐵後端的中心連接板上的腳輪轉軸鉸接。通過電機輪15的驅動帶動腳輪21，從而使整個磁化檢測機構正常行走。
[0033]信號採集系統，包括分別固定在左銜鐵、中心銜鐵和右銜鐵底面的三個傳感器盒19 (採用霍爾傳感器盒，內部設有霍爾元件)、安裝在手柄上的放大盒2以及安裝在左銜鐵後端的編碼器9 (採用齒輪編碼器)。放大盒通過放大盒支架I固定在手臂上。所述三個傳感器盒以及編碼器均與放大盒連接以進行數據傳輸通信，放大盒以及所述電機均與電氣控制箱連接以進行數據傳輸通信。所述編碼器通過編碼器架7安裝在左銜鐵的後端，左銜鐵後側的腳輪轉軸上安裝有齒輪，該編碼器通過齒輪與腳輪轉軸上的齒輪嚙合以實現實時數據的採集。傳感器盒19與各銜鐵之間通過螺栓連接，通過三組磁化結構對罐壁進行磁化並依靠安裝在傳感器盒19內的霍爾元件採集缺陷罐壁相關信號，通過導線傳輸至放大盒2中的前置放大電路進行放大並傳導給工控機分析。
[0034]如圖1和圖4所示，放大盒2將霍爾元件採集過來的原始信號進行初步的處理和放大，通過主控制線接頭24將相關信號傳輸至電氣控制箱內進一步處理。電機控制線接頭25給電機輸出驅動電壓，首先按下電源總開關26，給整個系統供電預熱，其次按下檢測啟動開關27啟動電機12進行檢測工作。
[0035]如圖5所示，地下儲油罐缺陷漏磁檢測流程為:首先磁化結構磁化待檢測罐壁缺陷，通過傳感器盒內的霍爾元件將採集到的缺陷漏磁場轉化為微弱的缺陷漏磁電信號，依靠編碼器、放大電路通過導線將信號傳輸至數據採集卡，並進一步傳輸至工控機，通過相關數據處理軟體，實現模式識別，彩色帶圖和地圖報告等功能。
[0036]如圖6所示，分別進行左中右三組獨立標定之後的標定圖，圖6中的三次標定的數據有差異，如果只進行一次標定，顯然會使結果誤差比較大，不能準確的檢測出缺陷，而經過三次獨立的標定之後，能夠有效地解決由於傳感器排列不均勻所造成的標定數據失真的問題。
[0037]本發明考慮到地下儲油罐的檢測環境和外觀形狀特性，設計了主體樞機和電氣控制箱相互分離的漏磁檢測裝置；依據地下儲油罐的內部罐壁結構特點，設計了曲率可調的磁化機構，並選擇適合的磁路形式，用磁導法計算出磁化結構的基本參數，並結合有限元分析進行磁化結構的優化設計；結合漏磁檢測過程中磁化結構的最佳速度，選擇合適的直流電機和減速器，配備相應的電機輪和腳輪；設計多個傳感器陣列(即多個傳感器盒)，陣列之間通過機械結構可以調節間距、曲率；選擇合適數據數據採集卡和編碼器，設計合理的信號採集及傳輸電路；由於磁化結構左、中、右之間存在一定間隙，使得傳感器排列不均勻，所以採用對標定板分開標定的方法(數據處理方式與現有漏磁檢測裝置相同)，每個傳感器盒分別採集一個銜鐵下方的磁化數據，從而提高標定的準確性。
[0038]本發明中，所述工控機、數據採集卡(或者整體外購電氣控制箱)、霍爾傳感器盒、放大盒、編碼器均可外購獲得。
【權利要求】
1.地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置，其特徵在於:所述檢測裝置包括主體樞機和電氣控制箱(22)； 所述主體樞機包括曲率可調的磁化檢測系統、自動行走系統以及信號採集系統；a)曲率可調的磁化檢測系統，包括磁化結構和曲率可調檢測機構；所述磁化結構包括並排布置的左銜鐵(5-1)、中心銜鐵(5-2)和右銜鐵(5-3)，每個銜鐵的底面均固定有至少一個永磁鐵(17)，每個永磁鐵的底面固定有一個極靴(18);所述曲率可調檢測機構包括分別固定在左銜鐵前端與後端的兩個左連接板(8 )、分別固定在中心銜鐵前端與後端的兩個中心連接板(14)、分別固定在右銜鐵前端與後端的兩個右連接板(16)，每個中心連接板分別與同一端的左連接板和右連接板通過插銷相連； b )自動行走系統，包括位於三個銜鐵前方的電機支架(11 )、設置在電機支架上的電機(12)、由電機驅動的電機輪(15)、六個腳輪(21)、鉸接在電機支架上的手柄(3)以及上端與手柄鉸接的氣彈簧(6);所述電機支架通過側板(10)與所述中心銜鐵鉸接；所述六個腳輪分別安裝在兩個左連接板(8)、兩個右連接板(16)以及兩個中心連接板(14)上；所述氣彈簧的下端與中心銜鐵後端的中心連接板上的腳輪轉軸鉸接； c)信號採集系統，包括分別固定在左銜鐵、中心銜鐵和右銜鐵底面的三個傳感器盒(19)、安裝在手柄上的放大盒(2)以及安裝在左銜鐵後端的編碼器(9)，所述三個傳感器盒以及編碼器均與放大盒連接，放大盒以及所述電機均與電氣控制箱連接。
2.根據權利要求1所述的地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置，其特徵在於:所述編碼器通過編碼器架安裝在左銜鐵的後端，左銜鐵後側的腳輪轉軸上安裝有齒輪，該編碼器通過齒輪(13)與腳輪轉軸上的齒輪嚙合以實現實時數據的採集。
3.根據權利要求1和2所述的地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置，其特徵在於:所述左銜鐵、中心銜鐵、右銜鐵分別與自身底面的永磁鐵通過PVC粘鐵膠水粘合；每個永磁鐵與自身底面的極靴通過PVC粘鐵膠水粘合。
4.根據權利要求3所述的地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置，其特徵在於:所述中心連接板上半部的兩側分別通過鉸接軸(14-3、14-4)與同一端的左連接板(8)、右連接板(16)鉸接；中心連接板下半部的兩側制有對稱布置的弧形調節孔(14-1、14-6)，兩個弧形調節孔分別以中心連接板上半部的兩個鉸接軸為圓心，每個弧形調節孔內分別插入有一銷軸(14-2、14-5)，中心連接板通過兩個銷軸分別與左連接板、右連接板連接。
5.根據權利要求4所述的地下儲油罐缺陷漏磁檢測裝置，其特徵在於:所述電氣控制箱包括箱體以及安裝在箱體內的工控機(23)、數據採集卡、蓄電池，箱體上設有與工控機連接的主控制線接頭(24)、電機控制線接頭(25)、電源總開關(26)、檢測啟動開關(27);所述主控制線接頭通過航空接頭(29)以及導線(28)與所述放大盒連接；所述電機控制線接頭通過航空接頭以及導線與所述電機連接。
【文檔編號】G01N27/83GK103698390SQ201310698431
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】劉富君, 丁凱, 孔帥, 鄭慕林, 唐萍, 蔡剛毅, 夏珺芳 申請人:浙江省特種設備檢驗研究院