专利名称：管道内部防腐涂层质量检测仪的制作方法
技术领域：
一种管道内部防腐涂层质量检测仪，属于厚度测量仪器。
在石油、化工企业大量使用各种管道，为了延长管道的使用寿命，在铺设管道前都必须对内外壁进行防腐处理，对小口径管道内表面是涂敷漆膜来达到防腐的目的，漆膜的厚度和均匀程度直接关系到防腐效果和经济效益，因此，防腐规范对漆膜厚度有明确的要求，目前对管道内表面完成涂漆后如何测量其厚度是一技术难题。只能采取抽检，将管道破坏性剖开测量漆膜厚度。通用的“电脑涂层厚度测量仪”是测量铁磁性基底非金属涂层厚度的便携式仪器。操作人员手持测量探头垂直接触被测表面，仪器即可显示厚度数值，但对φ50、φ66、φ79、φ104内径长24米以上管道内表面探头根本无法达到，所以到目前为止，还没有一种仪器能够完成对小口径管道内防腐涂层厚度的无损测量。
本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种能够自动地将测量探头送达到被测管内任何位置并完成对管内涂层厚度自动测量的装置。
本实用新型以如下技术方案实现包括测量机构、控制及显示装置，其测量机构由驱动车和与其绞接的测量车组成，并受控于以单片机最小系统为核心构成的控制装置。其中驱动车由车体上安装的驱动电机，驱动电机的输出轴上安装减速装置，减速装置中的蜗轮与其两侧的车毂固接，车毂的外沿安装驱动轮，驱动轮上方安装张紧装置，在车体的中间位置安装有与被测管壁相接触的浮动计程轮，轮侧面与轮轴架上安装计程装置，其输出送至控制装置构成。测量车由固定安装在车体上的定心机构及步进电机，步进电机的输出轴上装有连接盘，连接盘上不同位置钻孔并安装有位置可调的安装支架，支架上装有电磁铁，电磁铁的衔铁上连接弹簧片，弹簧片与测量传感器相连，其测量信号经模拟电路送至控制装置构成。所述的定心机构由空心支承体，滑动安装于支承体内并三面铣有齿条的齿条轴，其前端安装压簧，张开相同角度的三个支承杆其一端上的扇形齿轮与齿条轴啮合，另一端经轴承与被测管壁接触构成。
本实用新型所具有的有益效果1、本实用新型解决了现有技术无法实现对小口径管道内部防腐涂层厚度的无损测量的难题，该实用新型采用电磁式测量传感器来测量铁磁性基底表面的非金属涂层厚度。探头被安置在测量车上，驱动车与测量车绞接。车体在指令的控制下可以在管内完成前进或后退的动作，能够自动地将探头送达到管内的任何位置并完成对管内涂层厚度的测量。探头可按设定的步距，在每一个位置同一截面上相距120°的三点的测量，步距在0.1米～2米之间可调，其测量数据由计算机处理后数字显示并打印，给出测量结果的最大值，最小值，同一截面三点测量的平均值，总平均值，并绘出测量曲线。2、测量车上安装有定心机构，定心机构中的支承杆通过微型轴承对管壁产生压力，由于支承杆可以压缩成不同角度，因此，可以在φ50～φ104管内使测量车均处于与被测管内径同心的位置，这样就保证了测量传感器在转动过程中保持与管壁等距，使测量结果达到精度要求。步进电机输出轴上安装的连接盘，其上在不同位置钻孔，安装支架安装在连接盘某一孔位，可以适应不同的被测管径。驱动车和测量车间绞接，可以灵活的适应并满足测量时的要求，因此本实用新型特别适用于内径为φ50、φ66、φ79、φ104四种管径，长度在48米以内钢管内防腐涂层的厚度测量。测量范围0～500μm，测量精度测量值3％+1μm，行驶速度5m/min。
图1为管道内部防腐涂层质量检测仪驱动车的结构示意图；图2为管道内部防腐涂层质量检测仪测量车的结构示意图；图3为管道内部防腐涂层质量检测仪驱动车与测量车间绞接用连接构件的结构示意图；图4为驱动电机控制电路图。
以下结合附图详细说明本实用新型。图1至图3给出了本实用新型一种最佳实施例的结构示意图，图1为驱动车的结构示意图，它由外壳5、外壳5内安装有车体17，在车体17上固定安装驱动电机6，驱动电机6用的是直流微电机，驱动电机6的输出轴固接斜齿轮7，与斜齿轮7啮合的斜齿轮8与蜗杆11连接并通过滑动轴承座9连接在车体17上，与蜗杆11啮合的蜗轮10与其两侧的轮毂固接，轮毂的外沿装有橡胶轮即驱动轮12，它安装在轴架1上构成一组驱动机构。当电机6转动时带动一对斜齿轮减速后带动蜗杆11，蜗杆11经与之啮合的蜗轮10减速后带动驱动轮12转动，驱动轮12与管壁接触使车体17向前运动，驱动电机6换向后车体17向后运动。为增大驱动力，在车体17上对称安装两组驱动机构。为了保证驱动轮12与管壁有足够的压力以产生驱动力，在驱动轮12上方安装有V型张紧机构，它由V型绞接杆15，其顶端由微型轴承16与管壁接触，V型绞接杆15之间安装弹簧13，V型绞接杆15安装在支座14上，支座14可以上下调整位置，从面适应不同管径，达到均有合适的压力。在车体17的中间位置装有浮动计程轮2，板簧4使它随时与管壁保持良好的接触，轮2侧面装有磁钢，计程轮2的轴架3上装有霍尔开关，计程轮2每转动一周与之对应的霍尔开关输出一低电平信号提供给计算机控制装置，每两个低电平信号时间间隔即车体17前进一个计程轮圆周的距离10cm。在车体17的端部安装有连接盘18。图2给出了测量车的结构示意图，测量车主要由车体19，定心机构和步进电机27和测量装置等构成。车体19是一个加工后的表面开有沟槽的圆筒，其同心度很高，三个定心机构固定在车体19上，定心机构由空心螺旋22、23连接而成的空心支承体，三面铣有齿条的齿条轴24安装在支承体内，并可在内滑动，齿条轴24的前端装有压簧21，三个等长的支承杆25一端的扇形齿轮与齿条轴24啮合，三个支承杆25张开相同的角度并能同时被压缩，其另一端安装微型轴承26，经微型轴承26与被测管壁20接触。当齿条轴24移动压缩弹簧21时，使支承杆25通过微型轴承26对管壁20产生压力，由于支承杆25可以压缩成不同角度，因此，可以在φ50～φ104管内使测量车均处于与被测管内径同心的位置，这样保证了测量传感器在转动过程中保持与管壁等距，使测量结果达到精度要求。车体19上固定安装有步进电机27，步进电机27的输出轴上固定有连接盘，连接盘上不同位置钻孔，连接盘某一个孔位上安装安装支架28，以适应不同的被测管径，安装支架28上固定电磁铁29，电磁铁29的衔铁上连接弹簧片30，在安装支架28的端部设置孔，孔内安装测量传感器32，测量传感器32的外径套装压簧31，压簧31的上端装有用螺丝固定的圆环，弹簧片30压在圆环的上表面，传感器的输出测量信号经模拟电路送至以单片机最小系统为核心构成的控制装置。当电磁铁29通电吸合衔铁时，弹簧片30使测量传感器32下移并接触被测管壁20，当电磁铁断电，压簧31使测量传感器32恢复到初始位置。步进电机27受驱动电路控制，当测量车行走一个设定的步距停止时，电磁铁29吸合，测量传感器32完成测厚过程，衔铁张开，步进电机27转动120°后完成第二次测量，步进电机27继续转动120°，测量传感器32完成第三次测量，车体19继续前进，继续测量过程。测量过程时序由单片机系统控制。图3给出了驱动车和测量车间绞接的绞接构件的结构示意图，驱动车车体17上固定驱动轮轴架1及连接盘18固定在车体的外壳5上，开口连接螺栓33、35上绞接连接杆34，支架36固定在测量车连接盘38上，连接盘38通过螺钉固定在车体19上，连接盘38上装有电缆线插座39。车体在被测管内的运行、测量动作的完成以及测量结果的处理、显示、打印均在8098单片机为核心的控制系统内完成，控制系统的主要功能是使驱动电机按予定的程序运行，使车体完成启动、停止、前进、后退动作，驱动车的驱动电路由图4给出，驱动电机的电源为直流24V，控制继电器的接点Z1和Z4一端并接、Z3和Z2一端并接后接于直流24V的电源和地之间，Z1和Z3另一端并接、Z4和Z2另一端并接后连接驱动电机的两端0和0′上。其控制过程是当8098单片机通过软件编程控制继电器常开接点Z1、Z2吸合时，加在电机绕组0、0′两端为+24V电压，电机正转，使电动机通过传动机构驱动车体前进。当继电器常开接点Z3、Z4吸合时，加在电机绕组0、0′两端为-24V电压，电机反转，使车体后退。本实用新型的电源电压为AC220V±10％ 50HZ。
权利要求1.一种管道内部防腐涂层质量检测仪，包括测量机构、控制及显示装置，其特征在于测量机构由驱动车和与其绞接的测量车组成，并受控于以单片机最小系统为核心构成的控制装置，其中a、驱动车由车体上安装的驱动电机，驱动电机的输出轴上安装减速装置，减速装置中的蜗轮与两侧的车毂固接，车毂的外沿安装驱动轮，在驱动轮的上方安装张紧装置，车体中间位置安装有与被测管壁相接触的浮动计程轮，轮侧与轮轴架上安装计程装置，其输出送至控制装置构成；b、测量车由固定安装在车体上的定心机构及步进电机，步进电机的输出轴上固定安装连接盘，连接盘上不同位置钻孔并安装位置可调的安装支架，其上装有电磁铁，其衔铁上连接弹簧片，弹簧片与测量传感器相连，测量传感器的测量信号经模拟电路送至控制装置构成。
2.根据权利要求1所述的管道内部防腐涂层质量检测仪，其特征在于所述的定心机构由空心支承体，滑动安装于支承体内并三面铣有齿条的齿条轴，其前端安装压簧，张开相同角度的三个支承杆其一端的扇形齿轮分别与齿条轴啮合，另一端经轴承与被测管壁接触构成。
专利摘要一种管道内部防腐涂层质量检测仪,属于测厚仪器。它由驱动车和与其绞接的测量车并受控于控制装置构成。驱动车由车体上安装的驱动机构及张紧装置、车体中部安装的计程轮和轮架上的计程装置构成。测量车由车体上安装的定心机构和步进电机,其轴上安装位置可调并装有传感器的测量机构构成。本实用新型能自动地将探头送至被测管内任何位置并完成管内涂层厚度的测量,实现了对小口径管道内防腐涂层厚度的无损测量,测量精度高。
文档编号G01B7/02GK2273846SQ9622172
公开日1998年2月4日 申请日期1996年8月30日 优先权日1996年8月30日
发明者王书铨, 宫海, 孙连逵, 王义杰, 曾明 申请人:哈尔滨理工大学