磁粉盒式無損探傷自動檢測系統的製作方法
2023-06-10 07:29:36
專利名稱：磁粉盒式無損探傷自動檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及危險品儲存壓力容器的無損探傷技術領域，尤其是涉及一種容積在 1500 m3以上的大型儲罐磁粉探傷自動檢測系統。
背景技術：
目前，應用於大型儲罐罐壁除焊縫外區域的表面缺陷檢測主要採用聲發射技術與超聲技術，但缺陷類型識別能力差、投入成本高。磁粉檢測法能夠準確檢測出所有的表面缺陷，並且直觀、經濟，如果配合爬行器使用，可以實現整個罐體表面缺陷的檢測。但其主要缺點是(1)檢測結果由人肉眼判斷，主觀因素高，容易漏檢錯檢；(2)需要操作者近距離觀察，自動化水平不高；(3)需要不斷塗抹磁粉或磁懸浮溶液，在大型容器壁操作困難。目前正在研究的螢光磁粉法自動檢測系統採用CXD攝像機代替人眼觀察過程並利用計算機圖像處理技術分析檢測結果，提高了檢測可靠性與自動化水平，但需要塗抹螢光磁粉，從而影響了其在大型容器壁檢測上的應用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，以克服上述現有技術的缺陷。本發明解決其技術問題採用的技術方案是主要由馬蹄鐵、行走機構、裂紋監視裝置、磁粉盒及消磁裝置組成。其中馬蹄鐵和磁粉盒安裝在行走機構上，行走機構在馬蹄鐵和磁粉盒的磁性吸引力附著在具有磁性金屬表面上行走，使得磁粉盒貼近壓力容器的表面，該行走機構的行走狀態由控制箱控制；裂紋監視裝置由安裝在馬蹄鐵的U型空間內的攝像頭、紫外線光源和外側的控制箱組成，其中攝像頭通過數據線與控制箱內的圖像處理裝置相連；消磁裝置由消磁線圈盒、齒輪、步進電機、齒條軌道及控制箱組成。所述的磁粉盒可以由透明玻璃、油液和具有螢光物質的磁粉構成。所述的油液磁粉是將螢光磁粉懸浮裝在透明的2 10毫米的無色透明油液裡形成，螢光物質在紫外線光源照射下發出螢光，油液與磁粉的比重相同。在所述的磁粉盒的外表面裝有高頻消磁的電磁線圈，在磁粉盒不靠近探測表面的四角裝有低強度壓力彈簧，以控制磁粉盒緊密貼近探測表面，該彈簧嵌入馬蹄鐵的內部。在行走機構上裝有伸縮機構，通過步進電機的齒輪帶動齒條運動，進而帶動消磁線圈盒移動，該伸縮機構由控制箱控制。所述消磁裝置可以通過線圈利用高頻電磁波對磁化的磁粉進行消磁，當需要進行圖像採集的時候，通過步進電機移開消磁裝置，為攝像頭提供觀察空間。所述行走機構可以裝有四個行走輪，該行走機構的動作通過控制箱中的無線遙控裝置進行控制。所述無線遙控裝置控制命令有前進和停止，以及啟動高頻消磁的電磁線圈電路對磁粉盒內的磁粉進行消磁。所述圖像採集裝置可以通過無線通訊的方式將採集到的磁粉紋理信號傳輸到地面終端，通過顯示器顯示圖像。所述攝像頭可以採用CXD攝像頭。本發明與現有技術相比具有以下的主要的優點
其一.採用獨立式磁粉容器代替傳統的磁粉塗抹來檢測漏磁，可以遙控檢測設備，在不方便檢測人員不易行走的地方，提高檢測效率。其二 .利用視頻的放大系統，仔細觀察和記錄罐體的裂縫和瑕疵，能夠檢測大型壓力容器除焊縫外其它區域表面與近表面缺陷。其三.能夠採集準確充實的容器缺陷圖片信息，並通過圖像處理技術實時分析和評估容器健康狀態，從而實現對容器無損探傷的自動檢測。
圖1為本發明磁粉盒式無損探傷自動檢測系統的結構示意圖。圖2為磁粉盒的結構示意圖。圖3為消磁裝置的伸縮機構的結構示意圖。圖4為裂紋監視裝置的結構示意圖。圖5為行走機構控制系統的結構示意圖。圖6為磁粉盒布置示意圖。圖7為圖1的仰視圖。圖8為本發明磁粉盒式無損探傷自動檢測系統行走在待測罐體的示意圖。圖中1.馬蹄鐵；2.攝像頭；3.紫外線光源；4.控制箱；5.行走輪；6.消磁線圈盒；7.齒輪；8.步進電機；9.行走機構；10.磁粉盒；11.透明玻璃；12.油液磁粉； 13.彈簧；14.齒條軌道；15.基座；16.磁線圈；17.罐體。
具體實施例方式本發明以獨立容器盛裝磁懸浮溶液來代替傳統的磁粉塗抹方法，利用控制機構控制行走機構從而控制磁粉容器掃描容器整個表面，並應用高解析度CCD攝像機拍攝磁粉容器檢測結果，通過計算機埠技術將檢測圖片傳輸給計算機圖像處理軟體，最後根據圖像處理結果進行評估容器表面裂紋等缺陷狀態，實現大型儲罐磁粉檢測自動化。下面結合實施例及附圖對本發明作進一步說明，但並不局限於下面所述內容。本發明是一種磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其結構如圖1、圖2、圖4、圖6和圖 7所示，主要由馬蹄鐵1、紫外線光源3、行走機構9、裂紋監視裝置、磁粉盒10及消磁裝置組成，其中在行走機構9上安裝磁粉盒10，該磁粉盒由透明玻璃11和具有螢光物質的油液磁粉12構成。在磁粉盒10的上方裝有攝像頭2和紫外線光源3。馬蹄鐵1安裝在行走機構9上，行走機構9裝有四個行走輪5，通過磁性吸引力附著在具有磁性金屬表面上行走、爬行，使得磁粉盒10貼近壓力容器的表面，攝像頭2通過數據線與控制箱內的圖像處理裝置相連。圖像採集裝置採集到的磁粉紋理信號通過顯示器顯示。所述消磁裝置由伸縮機構的齒輪7、永久磁鐵和纏繞在永久磁鐵上的電磁線圈16組成。其中消磁線圈盒6嵌入在基座15裡面。為了方便消磁，可將永久磁鐵改為電磁鐵， 方便消磁。所述伸縮機構，裝在行走機構9上。該伸縮機構由齒輪7、齒條軌道14組成(圖3 )， 其工作原理是步進電機8拖動齒輪7運轉，從而帶動齒條軌道14前後移動，使得磁粉盒10 隨齒條軌道伸縮。所述裂紋監視裝置裝在馬蹄鐵1的U型內側空間內，該裂紋監視裝置由攝像頭2 和控制箱4組成。為了防止磁粉盒的磨損，在磁粉盒不靠近探測表面的四角裝有低強度壓力彈簧，以控制磁粉盒緊密貼近探測表面，該彈簧嵌入馬蹄鐵的內部。所述攝像頭2可以採用CXD攝像頭，或者其它如CMOS攝像頭。所述行走機構9裝在基座15上，由行走輪5和控制箱4組成。該行走機構的行走與停止通過控制箱4控制。所述控制箱4內裝有無線通信裝置和圖像處理裝置。所述控制箱4的工作原理是通過三路遙控通訊裝置，在人工控制手柄操下，將無線控制信號發射到檢測裝置的接收裝置，通過三路接收裝置控制舵機步進電機，一路通道控制行走機構驅動電機，行走輪在驅動電機的驅動下，在馬蹄鐵的磁力的吸附作用下，讓檢測裝置行走在罐體上，一路通道控制步進電機上的齒輪7轉轉，齒輪7驅動消磁裝置的齒條軌道14進行伸縮，為了防止伸縮機構的脫落，將消磁裝置通過燕尾形導軌讓消除裝置滑行在軌道上，一路通道控制消磁開關，對磁粉的磁滯進行消磁。行走機構是通過無線遙控裝置進行控制，遙控裝置控制命令有前進和停止。所述油液磁粉12是將螢光磁粉懸浮裝在透明的2 10毫米的無色透明油液裡形成(圖2)，該油液磁粉12盛在磁粉盒10中(圖6)，在封閉的條件下，磁粉表面塗有螢光物質，螢光物質在紫外線光源3照射下發出螢光，便於觀察磁粉分布情況。所述磁粉盒10由殼體、透明玻璃11和四個彈簧13構成，其中透明玻璃11裝在殼體的表面上，該玻璃外表面通過安裝高頻消磁的電磁線圈16。所述四個彈簧13為低強度壓力彈簧，其一端嵌入的馬蹄鐵的內部，控制磁粉盒緊密貼近探測表面；其另一端分別與殼體不靠近探測表面的的四角相連。殼體靠近探測表面的那面材料採用耐磨材料。所述圖像採集裝置可以採用攝像機的輸出數據線與無線發射裝置出入端連接， 再通過無線發射與接收的方式將攝像機所拍攝的圖像採集起來，並反映到計算機監視器上。本發明提供的磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其工作過程是參見圖5和圖8， 使用無線控制裝置控制行走機構9在被測物體(罐體17)表面運動，運行過程中攝像頭2 時時採集螢光磁粉分布狀況，圖像採集裝置通過無線發射與接收的方式將攝像頭2所拍攝的圖像採集起來，並將圖像傳輸到計算機監視器上，然後通過圖像分析，可以得到罐體的缺陷。消磁線圈盒6中的磁線圈16則通過高頻振蕩，利用電磁場方向反覆變換，消除磁粉盒10中磁粉的磁性，從而達到振蕩磁粉，保證磁粉分布均勻，從而達到多次使用的目的。
權利要求
1.一種磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其特徵是主要由馬蹄鐵(1)、行走機構(9)、 裂紋監視裝置、磁粉盒(10)及消磁裝置組成，其中馬蹄鐵(1)和磁粉盒(10)安裝在行走機構(9)上，行走機構(9)在馬蹄鐵(1)和磁粉盒(10)的磁性吸引力附著在具有磁性金屬表面上行走，使得磁粉盒(10)貼近壓力容器的表面，該行走機構的行走狀態由控制箱(4)操縱；裂紋監視裝置由安裝在馬蹄鐵(1)的U型空間內的攝像頭(2)、紫外線光源(3)和外側的控制箱(4)組成，其中攝像頭(2)通過數據線與控制箱內的圖像處理裝置相連；消磁裝置由消磁線圈盒(6)、齒輪(7)、步進電機(8)、齒條軌道(14)及控制箱(4)組成。
2.根據權利要求1所述的磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其特徵是所述磁粉盒(10) 由透明玻璃(11)、油液和具有螢光物質的磁粉(12)構成。
3.根據權利要求2所述的磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其特徵是所述的油液磁粉 (12)是將螢光磁粉懸浮裝在透明的2 10毫米的無色透明油液裡形成，螢光物質在紫外線光源(3)的照射下發出螢光，油液與磁粉的比重相同。
4.根據權利要求1或2所述的磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其特徵是在磁粉盒 (10)的外表面裝有高頻消磁的電磁線圈，在磁粉盒不靠近探測表面的四角裝有低強度壓力彈簧，以控制磁粉盒緊密貼近探測表面，該彈簧嵌入馬蹄鐵的內部。
5.根據權利要求1所述的磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其特徵是在行走機構9上裝有伸縮機構，通過步進電機的齒輪帶動齒條運動，進而帶動消磁線圈盒移動，該伸縮機構由控制箱(4)操縱。
6.根據權利要求1所述的磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其特徵是所述消磁裝置通過線圈利用高頻電磁波對磁化的磁粉進行消磁，當需要進行圖像採集的時候，通過步進電機移開消磁裝置，為攝像頭提供觀察空間。
7.根據權利要求1所述的磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其特徵是所述行走機構 (9 )裝有四個行走輪(5 )，該行走機構的動作通過控制箱(4 )中的無線遙控裝置進行控制。
8.根據權利要求7所述的磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其特徵是所述無線遙控裝置控制命令有前進和停止，以及啟動高頻消磁的電磁線圈電路對磁粉盒內的磁粉進行消磁。
9.根據權利要求1所述的磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其特徵是所述圖像採集裝置通過無線通訊的方式將採集到的磁粉紋理信號傳輸到地面終端，通過顯示器顯示圖像。
10.根據權利要求1所述的磁粉盒式無損探傷自動檢測系統，其特徵是所述攝像頭(2) 採用CCD攝像頭。
全文摘要
本發明磁粉盒式無損探傷自動檢測系統主要由馬蹄鐵(1)、行走機構(9)、裂紋監視裝置、磁粉盒(10)及消磁裝置組成，其中馬蹄鐵和磁粉盒裝在行走機構上，行走機構在馬蹄鐵和磁粉盒的磁性吸引力附著在具有磁性金屬表面上行走，使得磁粉盒貼近壓力容器的表面，行走機構的行走狀態由控制箱控制；裂紋監視裝置由裝在馬蹄鐵的U型空間內的攝像頭、紫外線光源和外側的控制箱組成，其中攝像頭通過數據線與控制箱內的圖像處理裝置相連；消磁裝置由消磁線圈盒(6)、齒輪(7)、步進電機(8)、齒條軌道(14)及控制箱組成。本發明能夠自動檢測大型壓力容器除焊縫外其它區域表面與近表面缺陷以及無損探傷的檢測，並且檢測效率高。
文檔編號G01N27/84GK102520060SQ20111040816
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者嚴新平, 付姍姍, 倪琳軒, 劉湘, 呂植勇, 彭小玓, 易俊威, 李志雄, 查章鵬 申請人:武漢理工大學