专利名称：带保温层压力管道在线检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于检测石油、化工、天然气等工业中带保温层压力管道是否存在缺陷的在线检测装置，更具体地说，涉及一种利用γ光子在与物质相互作用时产生康普顿背散射效应的带保温层压力管道在线检测装置。
为此，本实用新型中的创作人凭借其多年从事相关行业的经验与实践，并经潜心研究与开发，终创造出一种不受带有保温层管道厚度与管径大小限制，同时检测精度高且在检测时不必停产处理的管道在线检测装置。
本实用新型中带保温层压力管道在线检测装置包括有一扫描装置、一能够带动所述扫描装置作三维移动的三维运动机构及一能够对扫描装置接受的光子进行传送、分析与处理的探测采传系统，其中所述扫描装置包括有一直接固定在所述三维运动机构上的源屏蔽容器，在该源屏蔽容器的内部设置有一γ光子辐射源，同时，在该源屏蔽容器的前侧固定设置有一前准直器，而在该源屏蔽容器的两侧呈对称地分布有一检测结果接收装置，并在该检测结果接收装置与所述源屏蔽容器之间分别呈对称地设置有一屏蔽块。
最好，所述检测结果接收装置包括有一探测器、一后准直器、一探测器屏蔽套，其中探测器与后准直器直接连接，并直接插设在所述探测器屏蔽套的内部，同时，在所述探测器屏蔽套的一端设置有不锈钢盖，使所述前准直器的准直孔方向与后准直器的后准直孔方向之间的夹角大于等于90°，即γ光子辐射源与检测结果接收装置在被检测物体的同一侧。
本实用新型中带保温层压力管道在线检测装置主要是利用康普顿背散射扫描(CBS-Compton Backscatter Scanning)技术，即将γ光子辐射源与检测结果接收装置设在被测物体地同一侧，使得整个检测装置在检测过程中不受保温层厚度和管径大小的限制，而且利用这种扫描方法后检测缺陷的对比度有所提高，测量管壁厚度和缺陷的精度有所提高，另外还无需去除保温层或在保温层上钻出检测口，也不必停产就可达到在线检测的目的，有效降低成本。
图1是本实用新型中带保温层压力管道在线检测装置的检测工作原理图；图2是本实用新型中带保温层压力管道在线检测装置的主视示意图；
图3是本实用新型中扫描装置在拖板上的位置分布示意图；图4是本实用新型中扫描装置的剖视示意图；图5是本实用新型中Z向运动机构的部分结构示意图。
如图1至图3所示，扫描装置包括有一通过连接件直接固定设置在三维运动机构顶部拖板20上的源屏蔽容器2，在该源屏蔽容器2的中心位置处设有一中低能量的γ光子辐射源1，如50～90居里的Ir-192或40～50居里的Se-75。同时，在源屏蔽容器2的前侧固定连接有一前准直器3，使由γ光子辐射源发出的γ光子通过并射出，如图1所示。在三维运动机构顶部的拖板20上、源屏蔽容器2的两侧各固定设置有一屏蔽块19、一探测器5(在本实施例中可选用碘化钠闪烁晶体和光电倍增管类的探测器)、一后准直器4及一探测器屏蔽套6，其中由设置在源屏蔽容器2一侧的一探测器5、一后准直器4及一探测器屏蔽套6组成一检测结果接收装置，该两组检测结果对称地分布在源屏蔽容器2的两侧，同时，两屏蔽块19也对称地分布在源屏蔽容器2的两侧，并位于源屏蔽容器2与检测结果接收装置之间。
由于两组检测结果接收装置对称地分布在源屏蔽容器2的两侧，从而在前准直器孔的方向(初级射束前进方向)与后准直器孔的方向(散射束进入探测器的方向)之间形成一夹角，该夹角就是通常所说的康普顿散射角，如图1所示，一般散射角的优选角度为140°、151°和155.65°，对应于该优选散射角的焦距分别是85mm、145mm和185mm。
如图4所示，检测结果接收装置通过一不锈钢端盖40将探测器屏蔽套6、后准直器4及探测器5固定连接成一体，用于接收从前准直器3发出的经被测物体17反射后的γ射线，并将接收到的γ射线转换成输出信号输入到探测采传系统中。
如图1所示，探测采传系统包括有通过信号传递线与探测器5连通的线性放大器7、不用微机插卡的多道脉冲幅度分析器8及微处理器9。其中微处理器9可以通过微机接口10与外界的通信综合板11、微机12、打印机14及显示器15相连接，以实现对检测结果进行处理与分析的目的。由于上述探测采传系统及扫描装置中的元器件均采用市售成熟产品，并且探测采传系统的工作原理也是已有的成熟技术，故在此不再作详细说明。该探测采传系统与一步进电机驱动器13电连接，以实现对三维运动机构中的各步进电机进行控制与驱动，由于该电机驱动器13及其对各步进电机的控制原理均为已有技术，因此不再作详细说明。
如图2所示，三维运动机构采用上、中、下分层式结构，其中，上层为Z向(深度方向)运动机构，中层为Y向(横向)运动机构，下层为X向(竖向)运动机构。其中扫描装置通过连接件直接固定在Z向运动机构的Z向运动拖板20上，该Z向运动拖板20支撑在Z向运动的双直线轴承导轨23上，并与Z向运动的滚珠丝杆螺母副(图中未示出)连接，该滚珠丝杆螺母副中的丝杆与一Z向步进电机21相连接。该Z向运动机构由Z向步进电机21直接驱动滚珠丝杆螺母副，将旋转运动变为直线运动，并由用于承载导向的高精度双直线轴承导轨23来实现，该两根导轨对称地配制在滚珠丝杆37的两侧，为保证运行的稳定性，在每个直线轴承导轨上装有两个直线轴承(即两个滑套)38，如图5所示。
Y向运动机构包括有一用于安装Z向运动机构的Y向运动拖板24，该Y向运动拖板24支撑在Y向运动等载荷直线滚动导轨副26上，并与Y向运动的滚珠丝杆螺母副25相连接，该滚珠丝杆螺母副25中的丝杆与一Y向步进电机22相连接。该Y向运动机构通过Y向步进电机22直接驱动滚珠丝杆螺母副25将旋转运动变为直线运动，并由用于承载导向的直线滚动导轨副26来实现。
X向运动机构包括有一用于安装Y向运动机构的X向运动拖板27，该X向运动拖板27支撑在由X向运动梯形螺纹丝杆螺母副28带动的导套29上，而该梯形螺纹丝杆螺母副28与一蜗轮减速机33相连，并由该蜗轮减速机33带动，该蜗轮减速机33配有一X向步进电机34。该X向运动机构均安装在蜗轮减速机33上，其通过梯形螺纹丝杆螺母副28及导套29的托送作用来实现X向的升降运动。
将扫描装置、Z向运动机构、Y向运动机构三者形成一体，共同配置在X向运动拖板27上，当X向步进电机34工作时，通过蜗轮减速机33、梯形螺纹丝杆螺母副28及导套29来推动X向运动拖板27及坐落在其上的Y、Z向运动装置及扫描装置，实现X向的探测。
如图2所示，上述整个三维运动机构均安装在一可调整高度的四脚支架35上，以增加整个检测装置在检测时的平稳性。
综上所述，本实用新型中带保温层压力管道在线检测装置的工作原理是使装在源屏蔽容器2中心的γ光子辐射源发出γ射线，经前准直器3准直后入射到被检测物体17中某个小体积18处发生康普顿背散射，并进一步使散射射线经过后准直器4到达插在探测器屏蔽套6中的探测器5，由探测器5吸收，并由探测器5将检测到的信号输入到线性放大器7中，接着经多道脉冲幅度分析器8作分析后储存在微处理器9中。再经微机接口10送至通信综合板11中，将两路信号进行综合，最后送至微机12中进行数据处理，并由打印机或显示器输出。
另外，上述仅对本实用新型中的较佳实施例作了说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，因作为本领域的技术人员对其作出相应的修改与修饰是可以的，因此，凡是依据本实用新型的设计精神而作出的等效变化或修饰，均应认为落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种带保温层压力管道在线检测装置，包括有一扫描装置、一能够带动所述扫描装置作三维移动的三维运动机构及一能够对扫描装置接受的光子进行传送、分析与处理的探测采传系统，其特征在于所述扫描装置包括有一直接固定在所述三维运动机构上的源屏蔽容器，在该源屏蔽容器的内部设置有一γ光子辐射源，同时，在该源屏蔽容器的前侧固定设置有一前准直器，而在该源屏蔽容器的两侧呈对称地分布有一检测结果接收装置，并在该检测结果接收装置与所述源屏蔽容器之间分别呈对称地设置有一屏蔽块。
2.根据权利要求1中所述的带保温层压力管道在线检测装置，其特征在于所述检测结果接收装置包括有一探测器、一后准直器、一探测器屏蔽套，其中探测器与后准直器直接连接，并直接插设在所述探测器屏蔽套的内部，同时，在所述探测器屏蔽套的一端设置有不锈钢盖。
3.根据权利要求2中所述的带保温层压力管道在线检测装置，其特征在于在所述前准直器的准直孔方向与后准直器的后准直孔方向之间有一夹角，该夹角大于等于90°。
4.根据权利要求3中所述的带保温层压力管道在线检测装置，其特征在于所述夹角为140°、151°或155.65°。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的带保温层压力管道在线检测装置，其特征在于所述γ光子辐射源为中低能量的50～90居里的Ir-192或者40～50居里的Se-75。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的带保温层压力管道在线检测装置，其特征在于所述三维运动机构包括有呈上、中、下分层布置的Z向运动机构、Y向运动机构和X向运动机构，其中Z向运动机构包括有一用于固定所述扫描装置的Z向运动拖板，该Z向运动拖板支撑在Z向运动的双直线轴承导轨上，并与Z向运动的滚珠丝杆螺母副连接，该滚珠丝杆螺母副中的丝杆与一Z向步进电机相连接；Y向运动机构包括有一用于安装Z向运动机构的Y向运动拖板，该Y向运动拖板支撑在Y向运动等载荷直线滚动导轨副上，并与Y向运动的滚珠丝杆螺母副相连接，该滚珠丝杆螺母副中的丝杆与一Y向步进电机相连接；X向运动机构包括有一用于安装Y向运动机构的X向运动拖板，该X向运动拖板支撑在由X向运动梯形螺纹丝杆螺母副带动的导套上，而该梯形螺纹丝杆螺母副与一蜗轮减速机相连接，该蜗轮减速机配有一X向步进电机。
7.根据权利要求6中所述的带保温层压力管道在线检测装置，其特征在于所述三维运动机构安装在一可调整高度的四脚支架上。
8.根据权利要求6中所述的带保温层压力管道在线检测装置，其特征在于所述滚珠丝杆在其两侧为保证运行的稳定性，而在每个直线轴承导轨上装有两个直线轴承。
9.根据权利要求5中所述的带保温层压力管道在线检测装置，其特征在于所述三维运动机构包括有呈上、中、下分层布置的Z向运动机构、Y向运动机构和X向运动机构，其中Z向运动机构包括有一用于固定所述扫描装置的Z向运动拖板，该Z向运动拖板支撑在Z向运动的双直线轴承导轨上，并与Z向运动的滚珠丝杆螺母副连接，该滚珠丝杆螺母副中的丝杆与一Z向步进电机相连接；Y向运动机构包括有一用于安装Z向运动机构的Y向运动拖板，该Y向运动拖板支撑在Y向运动等载荷直线滚动导轨副上，并与Y向运动的滚珠丝杆螺母副相连接，该滚珠丝杆螺母副中的丝杆与一Y向步进电机相连接；X向运动机构包括有一用于安装Y向运动机构的X向运动拖板，该X向运动拖板支撑在由X向运动梯形螺纹丝杆螺母副带动的导套上，而该梯形螺纹丝杆螺母副与一蜗轮减速机相连接，该蜗轮减速机配有一X向步进电机。
专利摘要本实用新型公开了一种带保温层压力管道在线检测装置，其包括有一扫描装置、一能够带动所述扫描装置作三维移动的三维运动机构及一能够对扫描装置中探测器接受的光子进行传送、分析与处理的探测采传系统。其中，扫描装置包括有一直接固定在所述三维运动机构上的源屏蔽容器，在该源屏蔽容器的内部设置有一γ光子辐射源，同时，在该源屏蔽容器的前侧固定设置有一前准直器，而在该源屏蔽容器的两侧呈对称地分布有一检测结果接收装置，并在该检测结果接收装置与源屏蔽容器之间分别呈对称地设置有一屏蔽块。本实用新型中的检测装置无需去除保温层或在保温层上钻出检测口，也不必停产就可实现检测的目的，有效降低成本。
文档编号F17D5/00GK2594617SQ0229559
公开日2003年12月24日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年12月31日
发明者丁克勤, 丁厚本, 陈钢, 丁莉, 丁青, 李峥嵘, 汪子明, 戴传芳 申请人:国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心