一種用於管道檢測的壓電超聲檢測探頭系統的製作方法
2023-05-20 18:14:46 1
一種用於管道檢測的壓電超聲檢測探頭系統的製作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及管道檢測技術領域，特別涉及一種用於管道檢測的壓電超聲檢測探頭系統。
【背景技術】
[0002]在利用管道運輸的過程中，為了獲知管道是否存在缺陷，需要採用管道檢測技術對其進行檢測。根據檢測設備所處位置的不同，管道檢測技術可分為內檢測和外檢測兩種。其中，管道內檢測技術是一種常用來有效檢測管道的管壁腐蝕、幾何凹坑、機械損傷、裂紋等缺陷的技術，其一般包括幾何測徑、漏磁檢測、壓電超聲檢測、電磁超聲檢測等。
[0003]壓電超聲檢測基於其操作簡單，能真實準確地反映管道缺損現象而被廣泛應用。通常情況下，在對管道進行內檢的過程中，需要將探頭安裝在檢測器上，通過將探頭伸入到管道內部，對管內壁進行檢測，並將採集的數據傳遞並存儲在檢測器中。
[0004]設計人發現現有技術至少存在以下問題:
[0005]現有技術提供的探頭為單一的探頭結構，當管道存在凹陷等變形結構時，其無法保證與管道內壁的良好貼合性，進而無法獲得真實的檢測結果。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型實施例所要解決的技術問題在於，提供了一種在管道存在凹陷等變形結構時，仍能保證與管道內壁的良好貼合性，且用於對輸送油、水等介質的長距離及中等口徑的高壓輸送管道進行檢測的壓電超聲檢測探頭系統。具體技術方案如下:
[0007]—種用於管道檢測的壓電超聲檢測探頭系統，包括多個探頭，其中，所述探頭系統還包括:探頭座、探頭臂、底座、2個探頭座限位彈簧、探頭臂限位彈簧、拉杆、探頭座轉軸、探頭臂轉軸、拉杆轉軸，多個所述探頭安裝在所述探頭座上；
[0008]所述探頭座通過所述探頭座轉軸與所述探頭臂的前端可轉動連接，2個所述探頭座限位彈簧對稱地設置在所述探頭臂兩側，兩端分別固定在所述探頭座和所述探頭臂上，用於對所述探頭座提供預緊力，以在預定行程內對所述探頭座進行限位；
[0009]所述探頭臂通過所述探頭臂轉軸固定在所述底座上，並可在預定角度內轉動，所述探頭臂的後端通過所述拉杆轉軸與所述拉杆可轉動連接，且所述探頭臂限位彈簧套裝在所述拉杆上，用於對所述探頭臂提供預緊力，以在預定行程內對所述探頭臂進行限位。
[0010]具體地，所述探頭座包括方形探頭座本體、探頭座安裝架、耐磨陶瓷條；
[0011]所述探頭座安裝架相對的側壁內均設置有滑槽，所述探頭座本體的側部嵌入所述滑槽內，並通過螺釘使所述探頭座本體固定在所述探頭座安裝架上；
[0012]所述探頭座安裝架相對的側壁上端均設置有所述耐磨陶瓷條，用於為多個所述探頭提供檢測提離值。
[0013]具體地，所述探頭座本體上排布有多個探頭安裝孔，且所述探頭安裝孔內設置有彈性擋圈，用於裝夾所述探頭。
[0014]具體地，作為優選，所述探頭座本體上排布有8個所述探頭安裝孔，8個所述探頭安裝孔沿待檢測管道的軸向呈3排，並以圓周方向等角度均勻陣列排布，相鄰的3個所述探頭安裝孔所形成的三角形均保持一致。
[0015]具體地，作為優選，所述探頭座安裝架包括三面封閉的方形框體和連接件，且所述方形框體包括順次連接的第一側面、後端面和第二側面；
[0016]所述滑槽設置在所述第一側面和所述第二側面的內壁中，所述連接件固定在所述後端面的外壁上；
[0017]所述探頭臂的前端伸入到所述連接件中，所述探頭座轉軸穿過所述探頭臂的前端和所述連接件，以使所述探頭臂與所述探頭座安裝架可轉動連接；
[0018]所述探頭座限位彈簧的兩端分別與所述連接件的側壁和所述探頭臂的側壁連接，以在預定行程內對所述探頭座進行限位。
[0019]作為優選，所述探頭座限位彈簧為拉伸彈簧。
[0020]具體地，作為優選，所述底座包括依次連接的壓電超聲檢測儀安裝段、探頭臂安裝段和拉杆安裝段；
[0021]所述壓電超聲檢測儀安裝段上設置有2個第一通孔，用於安裝壓電超聲檢測儀；
[0022]所述探頭臂安裝段中部設置有開縫，用於容納所述探頭臂，所述探頭臂轉軸穿過所述探頭臂及所述探頭臂安裝段，以使所述探頭臂可在預定角度內轉動；
[0023]所述拉杆安裝段設置有第二通孔，用於使拉杆的前端穿過，所述拉杆旋轉軸穿過所述拉杆的前端和所述探頭臂的後端，以在預定行程內對所述探頭臂進行限位。
[0024]具體地，所述探頭臂限位彈簧的本體套裝在所述拉杆上，且兩個端部分別固定在所述拉杆安裝段外部和所述拉杆的後端。
[0025]作為優選，所述探頭臂限位彈簧為壓縮彈簧。
[0026]作為優選，所述探頭座、探頭臂、底座、拉杆、探頭座轉軸、探頭臂轉軸、拉杆轉軸的材質均為金屬合金。
[0027]本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0028]本實用新型實施例提供的壓電超聲檢測探頭系統，適用於對輸送油、水等介質的長距離及中等口徑的高壓輸送管道進行檢測，該探頭系統通過採用可轉動的探頭座及探頭臂，並能使用限位彈簧在預定行程內對它們進行限位，如此設置，能夠在管道存在凹陷等變形結構時，該探頭系統基於自身所具備的一定伸縮能力，其上的探頭始終與管道內壁垂直，保持其與管壁良好的貼合性，進而保證獲得更準確地管道內檢數據。
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1是本實用新型實施例提供的用於管道檢測的壓電超聲檢測探頭系統的側視圖；
[0031]圖2是本實用新型又一實施例提供的用於管道檢測的壓電超聲檢測探頭系統的主視圖；
[0032]圖3是本實用新型又一實施例提供的，壓電超聲檢測探頭系統在管道中的工作狀態不意圖；
[0033]圖4是本實用新型又一實施例提供的，壓電超聲檢測探頭系統中探頭座的結構示意圖；
[0034]圖5是本實用新型又一實施例提供的，壓電超聲檢測探頭系統中，探頭在探頭座本體的探頭安裝孔上的排布結構示意圖；
[0035]圖6是本實用新型又一實施例提供的，壓電超聲檢測探頭系統的探頭臂和探頭座配合發生位移時的位移狀態對比圖。
[0036]附圖標記分別表示:
[0037]I 探頭座，
[0038]101探頭座本體，
[0039]102探頭座安裝架，
[0040]1021方形框體，
[0041]1022 連接件，
[0042]103耐磨陶瓷條，
[0043]104探頭安裝孔，
[0044]105彈性擋圈，
[0045]106 螺釘，
[0046]2 探頭臂，
[0047]3 底座，
[0048]301壓電超聲監測儀安裝段，
[0049]302探頭臂安裝段，
[0050]303拉杆安裝段，
[0051 ]4 探頭座限位彈簧，
[0052]5 探頭臂限位彈簧，
[0053]6 拉杆，
[0054]7 探頭座轉軸，
[0055]8 探頭臂轉軸，
[0056]9 拉杆轉軸。
【具體實施方式】
[0057]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0058]如附圖1及附圖2所示，本實用新型實施例提供了一種用於管道檢測的壓電超聲檢測探頭系統，該壓電超聲檢測探頭系統包括多個探頭，進一步地，該探頭系統還包括:探頭座1、探頭臂2、底座3、2個探頭座限位彈簧4、探頭臂限位彈簧5、拉杆6、探頭座轉軸7、探頭臂轉軸8、拉杆轉軸9。其中，多個探頭安裝在探頭座I上。
[0059]探頭座I通過探頭座轉軸7與探頭臂2的前端可轉動連接，2個探頭座限位彈簧4對稱地設置在探頭臂2兩側，兩端分別固定在探頭座I和探頭臂2上，用於對探頭座I提供預緊力，以在預定行程內對探頭座I進行限位。
[0060]探頭臂2通過探頭臂轉軸8固定在底座3上，並可在預定角度內轉動。探頭臂2的後端通過拉杆轉軸9與拉杆6可轉動連接，且探頭臂限位彈簧5套裝在拉杆6上，用於對探頭臂2提供預緊力，以在預定行程內對探頭臂2進行限位。
[0061]本實用新型實施例提供的壓電超聲檢測探頭系統，適用於對輸送油、水等介質的長距離及中等口徑的高壓輸送管道進行檢測，該探頭系統通過採用可轉動的探頭座I及探頭臂2，並能使用限位彈簧在預定行程內對它們進行限位，如此設置，能夠在管道存在凹陷等變形結構時，該探頭系統基於自身所具備的一定伸縮能力，其上的探頭始終與管道內壁垂直(如附圖3所示)，保持其與管壁良好的貼合性，進而保證獲得更準確地管道內檢數據。
[0062]可以理解的是，本實用新型實施例提供的壓電超聲檢測探頭系統的大小以能自由地進出管道為宜，本實用新型實施例在此不對其作更具體的限定。
[0063]具體地，本實用新型實施例提供的壓電超聲檢測探頭系統中，如附圖1、附圖2及附圖4所示，探頭座I包括方形得探頭座本體101、探頭座安裝架102、耐磨陶瓷條103。其中，探頭座安裝架102相對的側壁內均設置有滑槽，探頭座本體101的側部嵌入滑槽內，並通過使用螺釘106使探頭座本體101固定在探頭座安裝架102上;探頭座安裝架102相對的側壁上端均設置有耐磨陶瓷條103，用於為多個探頭提供檢測提離值。
[0064]本實用新型實施例通過將探頭座本體101嵌入探頭座安裝架102中，以便於控制探頭座本體101的形狀呈簡單地方形結構與管道內壁相適應，同時使探頭座安裝架102作為連接機構與探頭臂2實現可轉動連接。在此基礎上，可在探頭座安裝架102相對的側壁上端分別對稱地設置耐磨陶瓷條103，以用來為安裝在探頭座本體101上的多個探頭提供檢測提離值，亦即使探頭與管道內壁保證一定的安全監測距離。其中，在探頭座安裝架102相對的側壁上端均設置有用於容納陶瓷條的凹槽，以使耐磨陶瓷條103對應安裝在該凹槽中，並與多個探頭位於同一水平面上。可以理解的是，儘管與多個探頭在同一水平面上，但是耐磨陶瓷條103的頂部高於探頭頂部特定的距離，如此設置，不僅有效保證了探頭在工況條件下所需要的檢測提離值，還能夠有效減少該探頭系統與管道內壁的接觸面積，進而減少該探頭系統的摩擦磨損現象。進一步地，該耐磨陶瓷條103的結構可以為塊狀、棒狀、椎體狀，優選為棒狀。當然，其他耐磨的絕緣材料也可以用來替代該耐磨陶瓷條103。
[0065]進一步具體來說，探頭座安裝架102包括:三面封閉的方形框體1021和連接件1022，且方形框體1021包括順次連接的第一側面、後端面和第二側面。其中，滑槽設置在第一側面和第二側面的內壁中，通過將探頭座本體101的通過這兩個滑槽嵌入探頭座安裝架102中，利於探頭座本體101的安裝及拆卸。待探頭座本體101嵌入探頭座安裝架102中的滑槽中後，通過使用螺釘106，例如十字沉頭螺釘將探頭座本體101與探頭座安裝架102固定在一起。
[0066]進一步地，連接件1022固定在後端面的外壁上，探頭臂2的前端伸入到連接件1022中，探頭座轉軸7穿過探頭臂2的前端和連接件1022，以使探頭臂2與探頭座安裝架102可轉動連接。具體地，連接件1022由方形部分和楔形部分構成，兩者配合連接，其中方形部分固定在探頭座安裝架102的後端面上，在其中，探頭座轉軸7穿過探頭臂2的前端和該連接件1022的方形部分，以使探頭臂2與探頭座安裝架102可轉動連接。
[0067]進一步地，探頭座限位彈簧4的兩端分別與連接件1022的側壁和探頭臂2的側壁連接，以在預定行程內對探頭座I進行限位。具體舉例來說，可以在連接件1022的楔形部分的相對的側壁外部分別設置一個掛臺，同時在探頭臂2的相對的側壁外部也分別設置一個掛臺，使用拉伸彈簧作為探頭座限位彈簧4，通過將探頭座限位彈簧4兩端的掛鈎鉤住連接件1022的楔形部分上的掛臺和探頭臂2上的掛臺，以保證在預定的行程內對探頭座I進行限位，使探頭座I既能實現在一定角度內轉動，且能同時保證足夠的穩定性，便於探頭檢測操作。
[0068]具體地，本實用新型實施例在探頭座本體101上排布有多個探頭安裝孔104，且每個探頭安裝孔104內均設置有彈性擋圈105，不僅能用來裝夾探頭，且便於探頭的安裝與拆卸。作為優選，探頭座本體101上排布有8個探頭安裝孔104，8個探頭安裝孔104沿待檢測管道的軸向呈3排，並沿管道的圓周方向等角度均勻陣列排布，相鄰的3個探頭安裝孔104所形成的三角形均保持一致(即能使每個探頭等角度排布，如附圖5所示，其中，探頭安裝孔104按照A、B、C、D、E、F、G、H的順序進行布置，如此即可實現，當多個探頭座同時使用時，其上的探頭安裝孔能沿管道的圓周方向均勻覆蓋管道內壁，避免了探頭檢測過程中在管道圓周方向的重疊覆蓋或者遺漏現象)。通過如上設置，以在特定空間中對管道內壁最大限度地實現有效覆蓋。
[0069]進一步地，本實用新型實施例提供的壓電超聲檢測探頭系統中，底座3包括依次連接的壓電超聲檢測儀安裝段301、探頭臂安裝段302和拉杆安裝段303。其中，壓電超聲檢測儀安裝段301上設置有2個第一通孔，用於安裝壓電超聲檢測儀;探頭臂安裝段302中部設置有開縫，用於容納探頭臂2，探頭臂轉軸8穿過探頭臂2及探頭臂安裝段302，以使探頭臂2可在預定角度內轉動;拉杆安裝段303設置有第二通孔，用於使拉杆6的前端穿過，拉杆6旋轉軸穿過拉杆6的前端和探頭臂2的後端，以在預定行程內對探頭臂2進行限位。通過如上設置，能夠使探頭臂2在一定的角度內轉動，並保證穩定，與此同時探頭座I也會在一定角度內轉動，並保持穩定(該探頭系統的位移過程可參見圖6，例如探頭座I可在具有一定預緊力的前提下從I位置轉動到Π位置，並在Π位置處保持穩定。相應地，探頭臂2也將隨之轉動)，從而在面對具有變形結構的管道時能夠保證探頭與管道內壁始終垂直。可以理解的是，探頭臂2與拉杆6之間成一定角度，即拉杆6位於水平方向，而探頭臂2在豎直方向上傾斜設置，以使該探頭系統能自由地進入管道內部。
[0070]本實用新型實施例中，探頭臂限位彈簧5優選為壓縮彈簧，如此能夠使該探頭臂限位彈簧5的本體套裝在拉杆6上，且兩個端部分別固定在拉杆安裝段303外部和拉杆6的後端。當探頭臂2轉動時，其帶動拉杆6隨之運動，如此將壓縮探頭臂限位彈簧5，使其為探頭臂2提供預緊力，保證探頭臂2在預定的行程內穩定。
[0071]進一步地，為了提高本實用新型實施例提供的壓電超聲檢測探頭系統的使用壽命，探頭座1、探頭臂2、底座3、拉杆6、探頭座轉軸7、探頭臂轉軸8、拉杆轉軸9的材質均為金屬合金，優選為不鏽鋼結構。
[0072]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【主權項】
1.一種用於管道檢測的壓電超聲檢測探頭系統，包括多個探頭，其特徵在於，所述探頭系統還包括:探頭座、探頭臂、底座、2個探頭座限位彈簧、探頭臂限位彈簧、拉杆、探頭座轉軸、探頭臂轉軸、拉杆轉軸，多個所述探頭安裝在所述探頭座上； 所述探頭座通過所述探頭座轉軸與所述探頭臂的前端可轉動連接，2個所述探頭座限位彈簧對稱地設置在所述探頭臂兩側，兩端分別固定在所述探頭座和所述探頭臂上，用於對所述探頭座提供預緊力，以在預定行程內對所述探頭座進行限位； 所述探頭臂通過所述探頭臂轉軸固定在所述底座上，並可在預定角度內轉動，所述探頭臂的後端通過所述拉杆轉軸與所述拉杆可轉動連接，且所述探頭臂限位彈簧套裝在所述拉杆上，用於對所述探頭臂提供預緊力，以在預定行程內對所述探頭臂進行限位。2.根據權利要求1所述的壓電超聲檢測探頭系統，其特徵在於，所述探頭座包括方形的探頭座本體、探頭座安裝架、耐磨陶瓷條； 所述探頭座安裝架相對的側壁內均設置有滑槽，所述探頭座本體的側部嵌入所述滑槽內，並通過螺釘使所述探頭座本體固定在所述探頭座安裝架上； 所述探頭座安裝架相對的側壁上端均設置有所述耐磨陶瓷條，用於為多個所述探頭提供檢測提離值。3.根據權利要求2所述的壓電超聲檢測探頭系統，其特徵在於，所述探頭座本體上排布有多個探頭安裝孔，且所述探頭安裝孔內設置有彈性擋圈，用於裝夾所述探頭。4.根據權利要求3所述的壓電超聲檢測探頭系統，其特徵在於，所述探頭座本體上排布有8個所述探頭安裝孔，8個所述探頭安裝孔沿待檢測管道的軸向呈3排，並以圓周方向等角度均勻陣列排布，相鄰的3個所述探頭安裝孔所形成的三角形均保持一致。5.根據權利要求2所述的壓電超聲檢測探頭系統，其特徵在於，所述探頭座安裝架包括三面封閉的方形框體和連接件，且所述方形框體包括順次連接的第一側面、後端面和第二側面； 所述滑槽設置在所述第一側面和所述第二側面的內壁中，所述連接件固定在所述後端面的外壁上； 所述探頭臂的前端伸入到所述連接件中，所述探頭座轉軸穿過所述探頭臂的前端和所述連接件，以使所述探頭臂與所述探頭座安裝架可轉動連接； 所述探頭座限位彈簧的兩端分別與所述連接件的側壁和所述探頭臂的側壁連接，以在預定行程內對所述探頭座進行限位。6.根據權利要求5所述的壓電超聲檢測探頭系統，其特徵在於，所述探頭座限位彈簧為拉伸彈簧。7.根據權利要求1所述的壓電超聲檢測探頭系統，其特徵在於，所述底座包括依次連接的壓電超聲檢測儀安裝段、探頭臂安裝段和拉杆安裝段； 所述壓電超聲檢測儀安裝段上設置有2個第一通孔，用於安裝壓電超聲檢測儀； 所述探頭臂安裝段中部設置有開縫，用於容納所述探頭臂，所述探頭臂轉軸穿過所述探頭臂及所述探頭臂安裝段，以使所述探頭臂可在預定角度內轉動； 所述拉杆安裝段設置有第二通孔，用於使拉杆的前端穿過，所述拉杆旋轉軸穿過所述拉杆的前端和所述探頭臂的後端，以在預定行程內對所述探頭臂進行限位。8.根據權利要求7所述的壓電超聲檢測探頭系統，其特徵在於，所述探頭臂限位彈簧的本體套裝在所述拉杆上，且兩個端部分別固定在所述拉杆安裝段外部和所述拉杆的後端。9.根據權利要求8所述的壓電超聲檢測探頭系統，其特徵在於，所述探頭臂限位彈簧為壓縮彈簧。10.根據權利要求1-9任一項所述的壓電超聲檢測探頭系統，其特徵在於，所述探頭座、探頭臂、底座、拉杆、探頭座轉軸、探頭臂轉軸、拉杆轉軸的材質均為金屬合金。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於管道檢測的壓電超聲檢測探頭系統，屬於管道檢測技術領域。該探頭系統中，探頭座通過探頭座轉軸與探頭臂的前端可轉動連接，2個探頭座限位彈簧對稱地設置在探頭臂兩側，兩端分別固定在探頭座和探頭臂上，用於對探頭座提供預緊力，以在預定行程內對探頭座進行限位。探頭臂通過探頭臂轉軸固定在底座上，並可在預定角度內轉動。探頭臂的後端通過拉杆轉軸與拉杆可轉動連接，且探頭臂限位彈簧套裝在拉杆上，用於對探頭臂提供預緊力，以在預定行程內對探頭臂進行限位。本實用新型的探頭系統，能夠在管道存在凹陷等變形結構時，探頭始終與管道內壁垂直，保持其與管壁良好的貼合性，獲得更準確地管道內檢數據。
【IPC分類】G01N29/24
【公開號】CN205384248
【申請號】CN201521071949
【發明人】李振北, 陳崇祺, 邱長春, 白港生, 趙曉光, 於超
【申請人】中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣管道局, 中油管道檢測技術有限責任公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月21日