专利名称：一种防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及管材无损探伤技术，特别提供了一种防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置。
背景技术：
现有技术中，中大口径管材超声自动探伤一般是采用普通斜探头，用水膜耦合，采 用螺旋线扫查的扫查方式，扫查的螺距S与探头有效区的长度L有关，S ≤ L。一般情况下，使用八通道仪器，四个探头顺时针发射(超声波在管壁内沿圆周传 播，传播方向为顺时针方向)，另外四个探头逆时针发射(传播方向为逆时针方向)。一支探 头的有效区长度大约是15mm-20mm，四支探头的有效区长度大约是60mm-80mm。有效区长度 受探头性能的限制，不可能随意加大。为了提高探伤速度只有把转数η加大。例如为使探伤
检测速度ν达到12米/分，转数需达到<formula>formula see original document page 3</formula>转/分，如果管径D = 150mm,扫
查线速度V= π Dn = 3. 14*0. 15*200 = 94米/分。当ν = 20米/分或ν = 30米/分， 则ν = 157米/分或V = 236米/分；可见扫查的线速度是比较快的。由于探头与管子表面相对运动的速度较快，管表面稍有不平就会引起探头振动。 探头振动造成耦合不良，产生漏检。人们渴望获得一种用于解决上述漏检问题的具体技术。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种技术效果更好的防止缺陷漏检的管材超声自动探 伤装置。本实用新型一种防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置，其特征在于所述装置 具体包含有能够沿与被检测管材内部轴线距离一定的位置沿直线或者螺旋线或者圆形轨 迹运动的自动探伤移动部件1、用于支撑或/和固定自动探伤移动部件1或/和被检钢管的 固定支架2、用于辅助自动探伤移动部件1或/和被检钢管进行运动的动力和驱动装置3 ；其中自动探伤移动部件1中包含有振动传感器101。振动传感器101只要能检 测到震动程度并以此为依据判断是否需要退回重新检测重点节段即可。考虑到机械惯性， 退回检测的退回量沿被检钢管轴向方向的距离为IOcm左右。除了加速度计之外，振动传感 器101还可以是其他可用的传感器之一或其组合力敏传感器、位置传感器、能耗传感器、 速度传感器、磁敏传感器、射线辐射传感器等。本实用新型中，所述动力和驱动装置3具体为能使被检钢管前进和倒退的相关传 动部件(具体可以是齿轮齿条传动、链传动、皮带传动等)。所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置中，优选包含有八通道仪器其中的 4个为用于顺时针方向发射超声波的探头；另外4个为用于逆时针方向发射超声波的探头； 每一个探头的探测有效区长度为5 40mm。[0011]本实用新型所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置的进一步优选内容要求所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置中的4个用于顺时针方向发射探头和4个用于 逆时针方向发射的探头中，每一个的有效区长度为15 20mm。所述自动探伤移动部件1的扫查检测速度为0. 5 20米/分钟。更进一步的优选 要求是所述自动探伤移动部件1的扫查线速度为1 1. 5米/分钟或8 15米/分钟。所述自动探伤移动部件1的振动传感器101优选具体为加速度计。优选在所述自 动探伤移动部件1的四周分别布置有用以测定自动探伤移动部件1各边振动的4个加速度 计。本实用新型的基本技术路线是用振动传感器101例如加速度计测定探头的振 动，发现有大幅度振动时自动停止扫查。接下来开倒车退后一些距离，然后停车。降低车速 重新扫查，此时扫查检测速度降低(例如为1. 2米/分)，扫查线速度可以为9. 4米/分左 右。由于速度很慢，探头的振动就会减弱，从而保证不漏检。重新检测完成后，将扫查速度 重新调到正常速度，继续进行正常检测。如果在慢速检测时仍有大幅度探头跳动，则自动停 车，操作者用手砂轮将管表面打磨平整，重新检测。整套系统的工作逻辑过程如
图1所示。用可编程控制器(PLC)来实现图1所示的 逻辑控制。加速度计固定安装在探头盒四周的四个边上或者驱动探头盒的连杆上。市场上 可以买到与加速度计配合的放大器，也可以自行设计和组装。本实用新型可以根据探头振动幅度控制检测过程，发现振幅过大则用低的扫查速 度重新检测。低速检测完毕立即改为正常检测速度进行检测。全部过程完全自动运行，不 需要人工干预。如果低速检测探头振动仍然太大，则表明管子表面有严重的凸起或凹坑(一般情 况下小凹坑不引起探头振动)，此时要求控制系统自动停机，便于工人对管材表面进行打磨 修整。本实用新型的优点技术构成简单、方案实用性强，利于操作；具有可预见的巨大 的经济价值。
以下结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明图1为系统工作逻辑图；图2为本实用新型防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置的构成原理简图之一；图3为所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置构成简图之二。
具体实施方式
附图中数字标号的含义自动探伤移动部件1、固定支架2、动力和驱动装置3、振 动传感器101、被检钢管4、连杆5。实施例1一种防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置(如附图1、3)具体包含有能够沿与 被检测管材内部轴线距离一定的位置沿直线或者螺旋线或者圆形轨迹运动的自动探伤移 动部件1、用于支撑或/和固定自动探伤移动部件1或/和被检钢管的固定支架2、用于辅助自动探伤移动部件1或/和被检钢管进行运动的动力和驱动装置3 ；其中自动探伤移动部件1包含有振动传感器101，振动传感器101具体为加速度 计。所述动力和驱动装置3具体为能使被检管前进和倒退的电机及相关传动部件(具 体可以是齿轮齿条传动、链传动、皮带传动等之一种)。所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置中，具体包含有八通道仪器；其中的 4个用于顺时针方向发射探头和4个用于逆时针方向发射的探头每一个的有效区长度为 5 40mmo所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置的进一步优选内容要求所述防止缺 陷漏检的管材超声自动探伤装置中的4个用于顺时针方向发射探头和4个用于逆时针方向 发射的探头每一个的有效区长度为15 20mm。各个探头的有效检测长度可以相同也可以 不同。所述自动探伤移动部件1的扫查检测速度为0. 5 20米/分钟。本实施例的基本技术路线是用振动传感器101例如加速度计102测定探头的振 动，发现有大幅度振动时自动停止扫查。接下来开倒车退后一些距离，然后停车。降低车速 重新扫查，此时扫查速度降低例如为1. 2米/分，扫查线速度约为9. 4米/分。由于速度很 慢，探头的振动就会减弱，从而保证不漏检。重新检测完成后，将扫查速度重新调到正常速 度，继续进行正常检测。如果在慢速检测时仍有大幅度探头跳动，则自动停车，操作者用手 砂轮将管表面打磨平整，重新检测。整套系统的工作逻辑过程如图1所示。用可编程控制器(PLC)来实现图1所示的 逻辑控制。加速度计固定安装在探头盒上或者驱动探头盒的连杆上。市场上可以买到与加 速度计配合的放大器，也可以自行设计和组装。本实施例可以根据探头振动幅度控制检测过程，发现振幅过大则用低的扫查速度 重新检测。低速检测完毕立即改为正常检测速度进行检测。全部过程完全自动运行，不需 要人工干预。如果低速检测探头振动仍然太大，则表明管子表面有严重的凸起或凹坑(一般情 况下凹坑不引起探头振动)，此时要求控制系统自动停机，便于工人对管材表面进行打磨修
iF. ο实施例2一种防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置(如附图2)具体包含有能够沿与被 检测管材内部轴线距离一定的位置沿直线或者螺旋线或者圆形轨迹运动的自动探伤移动 部件1、用于支撑或/和固定自动探伤移动部件1或/和被检钢管的固定支架2、用于辅助 自动探伤移动部件1或/和被检钢管进行运动的动力和驱动装置3 ；其中自动探伤移动部件1包含有振动传感器101，振动传感器101具体为加速度 计。所述动力和驱动装置3具体为能使被检管前进和倒退的电机及相关传动部件(具 体可以是齿轮齿条传动、链传动、皮带传动等)。所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置中，具体包含有八通道仪器；其中的 4个用于顺时针方向发射探头和4个用于逆时针方向发射的探头每一个的有效区长度约为20mmo所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置的进一步优选内容要求所述防止缺 陷漏检的管材超声自动探伤装置中的4个用于顺时针方向发射探头和4个用于逆时针方向 发射的探头每一个的有效区长度为15 20mm。所述自动探伤移动部件1的扫查检测速度为0. 5 20米/分钟。更进一步的优 选要求是所述自动探伤移动部件1的扫查检测速度为1 1. 5米/分钟或8 15米/分钟。本实施例的基本技术路线是用振动传感器101例如加速度计102测定探头的振 动，发现有大幅度振动时自动停止扫查。接下来开倒车退后一些距离，然后停车。降低车速 重新扫查，此时扫查速度降低例如为1米/分，扫查线速度可以为15米/分。由于速度很 慢，探头的振动就会减弱，从而保证不漏检。重新检测完成后，将扫查速度重新调到正常速 度，继续进行正常检测。如果在慢速检测时仍有大幅度探头跳动，则自动停车，操作者用手 砂轮将管表面打磨平整，重新检测。整套系统的工作逻辑过程可以如图1所示。用可编程控制器(PLC)来实现图1所 示的逻辑控制。加速度计固定安装在探头盒上或者驱动探头盒的连杆上。市场上可以买到 与加速度计配合的放大器，也可以自行设计和组装。本实施例可以根据探头振动幅度控制检测过程，发现振幅过大则用低的扫查速度 重新检测。低速检测完毕立即改为正常检测速度进行检测。全部过程完全自动运行，不需 要人工干预。如果低速检测探头振动仍然太大，则表明管子表面有严重的凸起或凹坑(一般情 况下凹坑不引起探头振动)，此时要求控制系统自动停机，便于工人对管材表面进行打磨修
iF. ο实施例3本实施例内容与实施例1基本相同，其主要不同之处在于所述振动传感器101可以是除了加速度计之外的其他可用的振动传感器之一或其组合力敏传感器、位置传感器、能耗传感器、速度传感器、磁敏传感器、射线辐射传感器寸。
权利要求一种防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置，其特征在于所述装置具体包含有能够沿与被检测管材内部轴线距离一定的位置沿直线或者螺旋线或者圆形轨迹运动的自动探伤移动部件(1)、用于支撑或/和固定自动探伤移动部件(1)或/和被检钢管的固定支架(2)、用于辅助自动探伤移动部件(1)或/和被检钢管进行运动的动力和驱动装置(3)；其中自动探伤移动部件(1)中包含有振动传感器(101)。
2.按照权利要求1所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置，其特征在于所述动 力和驱动装置(3)具体为能使被检钢管前进和倒退的传动部件。
3.按照权利要求2所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置，其特征在于所述防 止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置中，包含有八通道仪器；其中4个为用于顺时针方向 发射超声波的探头，另外4个为用于逆时针方向发射超声波的探头，每一个的有效区长度 为5 40mmo
4.按照权利要求3所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置，其特征在于所述防 止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置中的4个用于顺时针方向发射探头和4个用于逆时针 方向发射的探头每一个的有效区长度为15 20mm。
5.按照权利要求3所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置，其特征在于所述自 动探伤移动部件(1)的扫查检测速度为0. 5 20米/分钟。
6.按照权利要求5所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置，其特征在于所述自 动探伤移动部件(1)的扫查检测速度为1 1. 5米/分钟或8 15米/分钟。
7.按照权利要求1 6其中之一所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置，其特征 在于所述自动探伤移动部件(1)的振动传感器(101)具体为加速度计。
8.按照权利要求7所述防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置，其特征在于在所述 自动探伤移动部件(1)的四周分别布置有用以测定自动探伤移动部件(1)各边振动的4个 加速度计。
专利摘要一种防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置，其特征在于所述装置具体包含有能够沿与被检测管材内部轴线距离一定的位置沿直线或者螺旋线或者圆形轨迹运动的自动探伤移动部件(1)、固定支架(2)、动力和驱动装置(3)；其中自动探伤移动部件(1)包含有振动传感器(101)。本实用新型可以根据探头振动幅度控制检测过程，发现振幅过大则用低的扫查速度重新检测。低速检测完毕立即改为正常检测速度进行检测。全部过程完全自动运行，不需要人工干预。本实用新型的优点技术构成简单、方案实用性强，利于操作；具有可预见的巨大的经济价值。
文档编号G01N29/04GK201569641SQ20092001449
公开日2010年9月1日 申请日期2009年6月10日 优先权日2009年6月10日
发明者杜石岩, 董欣, 董瑞琪, 蔡桂喜, 赵洪贤, 韩晓华 申请人:山东省科学院激光研究所