管道漏磁检测探头的制作方法

本公开涉及管道检测领域，特别涉及一种管道漏磁检测探头。

背景技术：

管道检测技术是为了保证管道安全可靠运行而发展起来的一门安全及可靠性评价技术。根据检测设备与管道所处的相对位置的不同可分为内检测和外检测两大类，管道内检测技术一般有几何测径(管道变形)检测、漏磁腐蚀检测、电磁超声裂纹检测等多种技术方法。其中，漏磁腐蚀检测是基于管道被磁化后，由于管道表面或者近表面处存在的缺陷会产生漏磁场，所以可以通过检测漏磁场的变化进而发现缺陷。

相关技术中，通常是将管道漏磁检测装置放入管道内，来对管道的管壁进行检测，从而确定管道损坏的程度和具体位置。管道漏磁检测装置包括：永磁铁和探头，在管道检测中，利用永磁铁将管道的管壁饱和磁化，在被测管壁中形成磁回路，当管壁没有缺陷时，磁力线处于管壁之内，当管壁存在缺陷时，磁力线会穿出管壁，形成漏磁场。然后利用探头贴合在管道内壁，通过探头上封装的感应器来拾取管道损失处的漏磁信号，从而确定管道中的损坏程度以及损坏的位置，以便进行定点维修。

然而，以上管道漏磁检测装置中，由于探头是固定结构，不能随意在管道内壁发生变形，所以，在遇到管道形状发生变化时，探头便会无法与管道内壁贴合，导致检测的准确性低。

技术实现要素：

本公开实施例提供了一种管道漏磁检测探头，可以准确且高效地对管道及管道复杂位置进行检测。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种管道漏磁检测探头模块，所述管道漏磁检测探头包括探头环及多个探头模块，所述多个探头模块周向等距间隔安装在所述探头环的外周壁上；

每个所述探头模块均包括底座、第一支撑臂、第二支撑臂及壳体，对于任一个所述探头模块，所述底座固定在所述探头环的外周壁上，所述第一支撑臂的第一端及所述第二支撑臂的第一端均铰接在所述底座上，且所述第一支撑臂及所述第二支撑臂相互平行布置，所述壳体铰接在所述第一支撑臂的第二端及所述第二支撑臂的第二端之间，所述底座、所述第一支撑臂、所述第二支撑臂及所述壳体相互围成一个封闭环，且所述底座、所述第一支撑臂、所述第二支撑臂及所述壳体之间的铰轴均平行于所述探头环的轴线；

所述封闭环的内壁上敷设有支撑弹性条，所述支撑弹性条为u形结构件，所述支撑弹性条的第一端安装在所述第一支撑臂上，所述支撑弹性条的中部安装在所述底座上，所述支撑弹性条的第二端安装在所述第二支撑臂上；

所述壳体内装有多个用于探测磁场的传感器。

在本公开的一种实现设计中，所述壳体上设置有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部与所述第二安装部位于所述壳体的相反两侧，所述第一安装部及所述第二安装部内部均装有多个所述传感器。

在本公开的另一种实现设计中，所述壳体上装有多个陶瓷柱，所述多个陶瓷柱分别布置在所述第一安装部远离所述底座的一侧面及所述第二安装部远离所述底座的一侧面上。

在本公开的又一种实现设计中，所述第一安装部及所述第二安装部远离所述底座的一侧面的均背向所述底座延伸并形成外凸起，所述陶瓷柱安装在所述外凸起上，所述传感器安装在所述外凸起内部。

在本公开的又一种实现设计中，所述支撑弹性条包括端部连在一起的第一弹簧片段、第二弹簧片段及第三弹簧片段，所述第一弹簧片段安装在所述第一支撑臂上，所述第二弹簧片段安装在所述第二支撑臂上，所述第三弹簧片段固定在所述底座上。

在本公开的又一种实现设计中，所述第一支撑臂朝向所述第二支撑臂的一侧设有第一限位轴，所述第一限位轴的两端固定在所述第一支撑臂上，所述第一限位轴的轴线与所述第一支撑臂的长度方向垂直设置，所述第一弹簧片段的一侧插装在所述第一限位轴与所述第一支撑臂之间。

在本公开的又一种实现设计中，所述第二支撑臂朝向所述第一支撑臂的一侧设有第二限位轴，所述第二限位轴的两端固定在所述第二支撑臂上，所述第二限位轴的轴线与所述第二支撑臂的长度方向垂直设置，所述第一弹簧片段的另一侧插装在所述第二限位轴与所述第二支撑臂之间。

在本公开的又一种实现设计中，所述底座朝向所述壳体的一侧面上还装有多个支撑弹性压片，所述第三弹簧片段夹装在各所述支撑弹性压片和所述底座之间。

在本公开的又一种实现设计中，所述第一支撑臂靠近所述壳体的位置的外侧壁装有缓震垫，所述缓震垫通过锁紧螺母固定在所述第一支撑臂上。

在本公开的又一种实现设计中，所述探头环为浮动式探头环。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过本实施例提供的管道漏磁检测探头在对管道进行漏磁检测时，将探头环伸入到管道内壁，探头环和管道同轴布置，探头朝向待测管道的内壁。由于探头包括底座、第一支撑臂、第二支撑臂及壳体，且底座、第一支撑臂、第二支撑臂及壳体之间相互铰接围成一个封闭环，所以该封闭环实际为一个平行四边形，且可以随意发生变形。并且，又由于封闭环中装设有支撑弹性条，所以可以通过支撑弹性条使得该封闭环预先有一定的预紧支撑力，保证该封闭环的在使用过程中的稳定性。在管道漏磁检测探头沿着管道的轴线移动时，由于底座、第一支撑臂、第二支撑臂及壳体之间的铰轴均平行于探头环的轴线，所以封闭环可以随着管道漏磁检测探头的移动而发生自适应性形变，进而使得检测探头具备一定的管道变形能力，这样便使得探头可以对多种缺陷及复杂管道的进行检测，提高该管道漏磁检测探头的适用性。本实施例中提供的管道漏磁检测探头结构简单，使用方便，适用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的管道漏磁检测探头的结构示意图；

图2为本实施例提供的探头模块的结构示意图；

图3为本实施例提供的管道漏磁检测探头的另一角度示意图；

图4为本实施例提供的壳体内部传感器布置示意图；

图5为本实施例提供的探头模块的俯视图；

图6为本实施例提供的探头模块与待测管道内壁使用示意图；

图7为本实施例提供的探头模块另一角度的结构示意图；

图8为本实施例提供的管道漏磁检测探头的使用状态图。

图中各符号表示含义如下：

1、探头环；10、安装孔；

2、探头模块；20、封闭环；201、支撑弹性条；21、底座；2011、第一弹簧片段；2012、第二弹簧片段；2013、第三弹簧片段；212、支撑弹性压片；210、安装腔；

22、第一支撑臂；221、第一限位轴；222、缓震垫；23、第二支撑臂；231、第二限位轴；24、壳体；241、第一安装部；242、第二安装部；243、外凸起；

3、陶瓷柱。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

本公开实施例提供了一种管道漏磁检测探头，如图1所示，管道漏磁检测探头包括探头环1及多个探头模块2，多个探头模块2周向等距间隔安装在探头环1的外周壁上。

图2为本实施例提供的探头模块的结构示意图，结合图2，每个探头模块2均包括底座21、第一支撑臂22、第二支撑臂23及壳体24，对于任一个探头模块2，底座21固定在探头环1的外周壁上，第一支撑臂22的第一端及第二支撑臂23的第一端均铰接在底座21上，且第一支撑臂22及第二支撑臂23相互平行布置，壳体24铰接在第一支撑臂22的第二端与第二支撑臂23的第二端之间，底座21、第一支撑臂22、第二支撑臂23及壳体24相互围成一个封闭环20，且底座21、第一支撑臂22、第二支撑臂23及壳体24之间的铰轴均平行于探头环1的轴线。

封闭环20的内壁上敷设有支撑弹性条201，支撑弹性条201为u形结构件，支撑弹性条201的第一端安装在第一支撑臂22上，支撑弹性条201的中部安装在底座21上，支撑弹性条201的第二端安装在第二支撑臂23上。

壳体24内装有多个用于探测磁场的传感器。

通过本实施例提供的管道漏磁检测探头在对管道进行漏磁检测时，将探头环1伸入到管道内壁，探头环1和管道同轴布置，探头模块2朝向待测管道的内壁。由于探头模块2包括底座21、第一支撑臂22、第二支撑臂23及壳体24，且底座21、第一支撑臂22、第二支撑臂23及壳体24之间相互铰接围成一个封闭环20，所以该封闭环20实际为一个平行四边形，且可以随意发生变形。并且，又由于封闭环20中装设有支撑弹性条201，所以可以通过支撑弹性条201使得该封闭环20预先有一定的预紧支撑力，保证该封闭环20的在使用过程中的稳定性。在管道漏磁检测探头沿着管道的轴线移动时，由于底座21、第一支撑臂22、第二支撑臂23及壳体24之间的铰轴均平行于探头环1的轴线，所以封闭环20可以随着管道漏磁检测探头的移动而发生自适应性形变，进而使得检测探头具备一定的管道变形能力，这样可使得探头模块2可以对多种缺陷及复杂管道的进行检测，提高该管道漏磁检测探头的适用性。本实施例中提供的管道漏磁检测探头结构简单，使用方便，适用性强。

图3为本实施例提供的管道漏磁检测探头的另一角度示意图，结合图3，示例性地，探头环1为浮动式探头环，且探头环1的外壁上设有多个安装孔10，探头模块2安装在安装孔10内。

在上述实现方式中，安装孔10用于安装探头模块2，使得探头模块2牢固的与探头环1安装在一起。另外，探头环1为浮动式探头环，所以该探头环1可以根据管道情况在检测器上进行小范围的整体径向和周向浮动，进一步提高了该管道漏磁检测探头的适应能力和检测效果。

示例性地，每个探头模块2均用内六角螺钉(图中未示出)、弹性垫圈(图中未示出)、平垫圈(图中未示出)和锁紧螺母(图中未示出)，周向均布阵列安装在浮动式探头环1上对应的安装孔10中，这样便构成本实施例中的管道漏磁检测探头。并且，所有的探头模块2安装在浮动式探头环上后，各个探头模块2之间相互独立、互不影响，在检测过程中，能够实现对管道周向的100％全覆盖。

再次参见图2，可选地，壳体24上设置有第一安装部241和第二安装部242，第一安装部241与第二安装部242位于壳体24的相反两侧，第一安装部241及第二安装部242内部均装有多个传感器。

在上述实现方式中，由于壳体24上设有第一安装部241及第二安装部242，且第一安装部241与第二安装部242位于壳体24的两侧，所以，探头上的传感器可以更为全面的周向覆盖在壳体24上，且具有更高的采集密度，使得每个探头的数据采集效果最大化，进而提高检测效率及提高可靠性。

示例性地，第一安装部241与第二安装部242交错的位于壳体24的相反两侧，这里所说的交错是指第一安装部241与第二安装部242沿壳体24的长度依次布置在壳体24上。这样可以进一步使得每个探头上的传感器可以更为全面的周向覆盖在壳体24。

图4为本实施例提供的壳体内部传感器布置示意图，结合图4，示例性地，壳体24为s形结构件，第一安装部241与第二安装部242构成s形的圆弧，且第一安装部241及第二安装部242内部封装的传感器均沿壳体24的宽度双排交错布置，第一安装部241上安装有第一列传感器(a列)和第二列传感器(b列)，第二安装部242上安装有第三列传感器(c列)和第四列传感器(d列)，并且每一列传感器的数量可以根据具体使用进行合理设计。

在上述实现方式中，以上设置可以使得壳体24的外表面具有更全面的周向覆盖区间和更高的采集密度，使得每个漏磁检测探头的数据采集效果最大化，进而保证检测结果的准确性。

图5为本实施例提供的探头模块的俯视图，结合图5，可选地，壳体24上装有多个陶瓷柱3，多个陶瓷柱3分别布置在第一安装部241远离底座21的一侧面及第二安装部242远离底座21的一侧面上。

在上述实现方式中，陶瓷柱3用于保证探头的壳体24在与待检测管道贴合时，避免壳体24的外表面与待测管道内壁直接接触而造成壳体24的磨损，进而影响该漏磁检测探头的正常使用。

图6为本实施例提供的探头模块与待测管道内壁使用示意图，结合图6，可选地，第一安装部241及第二安装部242远离底座21的一侧面的均背向底座21延伸并形成外凸起243，陶瓷柱3安装在外凸起243上，传感器安装在外凸起243内部。

在上述实现方式中，外凸起243的设置可以使得壳体24的外表面朝向管道内壁凸起，进而使得管道漏磁检测探头在对管道焊缝检测过程中的受到管道内壁的影响最小，不会因为被管道所卡住而不能与管道内壁进行良好贴合。

示例性地，陶瓷柱3和传感器都是预先封装好，且传感器全部位于外凸起243最顶端，外凸起243的外部由陶瓷柱3进行保护。然后再将壳体24的相对两个侧边分别用子母钉安装在第一支撑臂22和第二支撑臂23对应的孔位上。

另外，需要说明的是，图6中示出的虚线部分，为探头模块2出现变形的情况，以适应不同形状的管道内壁。

图7为本实施例提供的探头模块另一角度的结构示意图，结合图7，示例性地，第一支撑臂22和第二支撑臂23均通过内六角螺钉(图中未示出)、平垫(图中未示出)和锁紧螺母(图中未示出)安装在底座21两侧对应的孔位上。

可选地，支撑弹性条201包括端部连在一起的第一弹簧片段2011、第二弹簧片段2012及第三弹簧片段2013，第一弹簧片段2011安装在第一支撑臂22上，第二弹簧片段2012安装在第二支撑臂23上，第三弹簧片段2013固定在底座21上。

在上述实现方式中，由于探头是由底座21、第一支撑臂22、第二支撑臂23及壳体24相互铰接构成，所以封闭环20实际上是一个可变的平行四边形，设置支撑弹性条201可以保证封闭环20预先有一定的预紧支撑力，保证该封闭环20具有一定的支撑力和回弹力，进而使得整个检测探头具有一定范围的变形伸缩功能，最终使得检测探头具备一定的管道变形通过能力，适应不同规格的尺寸检测。

举例来说，当待测管道内径较大时，封闭环20预先为一个矩形框，第一支撑臂22、第二支撑臂23的轴线与管道外壁垂直，壳体24与管道内壁直接接触，如果待测管道的内径变小，则封闭环20在管道内壁的抵挡下逐渐发生变形，由矩形框变为常规平行四边形，也就是第一支撑臂22、第二支撑臂23呈倾斜状态，此时，支撑弹性条201随着封闭环20发生形变并产生弹力。当管道内径变大时，封闭环20支撑弹性条201的作用下从常规平行四边形逐渐向矩形框变化，直至壳体24与管道内壁直接接触而进行测试。

可选地，第一支撑臂22朝向第二支撑臂23的一侧设有第一限位轴221，第一限位轴221的两端固定在第一支撑臂22上，第一限位轴221的轴线与第一支撑臂22的长度方向垂直设置，第一弹簧片段2011的一侧插装在第一限位轴221与第一支撑臂22之间。

在上述实现方式中，第一限位轴221的设置能够将第一弹簧片段2011插装在第一限位轴221与第一支撑臂22之间，进而使得可以使得支撑弹性条201的一侧相对安装在第一支撑臂22上，保证第一弹簧片段2011能够与第一支撑臂22同步发生移动。

示例性地，第一弹簧片段2011可以活动地插装在第一限位轴221与第一支撑臂22之间。

这样，当封闭环20在发生形变时，第一弹簧片段2011和第一支撑臂22之间可以产生一定的相对位移，以避免第一弹簧片段2011或者第一支撑臂22因受力过大而断裂。

需要说明的是，当第一弹簧片段2011可活动地插装在第一限位轴221与第一支撑臂22之间时，第一弹簧片段2011背离底座21的一端将相较于第一限位轴221远离底座21，以保证封闭环20在发生形变时，第一弹簧片段2011不会脱离第一限位轴221与第一支撑臂22之间。

可选地，第二支撑臂23朝向第一支撑臂22的一侧设有第二限位轴231，第二限位轴231的两端固定在第二支撑臂23上，第二限位轴231的轴线与第二支撑臂23的长度方向垂直设置，第一弹簧片段2011的另一侧插装在第二限位轴231与第二支撑臂23之间。

在上述实现方式中，第二限位轴231的设置能够将第二弹簧片段2012插装在第二限位轴231与第二支撑臂23，进而使得可以使得支撑弹性条201的另一侧相对安装在第二支撑臂23上，保证第二弹簧片段2012能够与第二支撑臂23同步发生移动。

示例性地，第二弹簧片段2012可以活动地插装在第二限位轴231与第二支撑臂23之间。

这样，当封闭环20在发生形变时，第二弹簧片段2012和第二支撑臂23之间可以产生一定的相对位移，以避免第二弹簧片段2012或者第二支撑臂23因受力过大而断裂。

需要说明的是，当第二弹簧片段2012可活动地插装在第二限位轴231与第二支撑臂23之间时，第二弹簧片段2012背离底座21的一端将相较于第二限位轴231远离底座21，以保证封闭环20在发生形变时，第二弹簧片段2012不会脱离第二限位轴231与第二支撑臂23之间。

可选地，底座21朝向壳体24的一侧面上还装有多个支撑弹性压片212，第三弹簧片段2013夹装在各支撑弹性压片212和底座21之间。

在上述实现方式中，支撑弹性压片212用于将第三弹簧片段2013卡在底座21上，以保证封闭环20在发生形变时，第三弹簧片段2013不会脱离底座21。

可选地，支撑弹性压片212与底座21之间形成安装腔210，第三弹簧片段2013插装在安装腔210内，且支撑弹性压片212及第三弹簧片段2013通过螺钉一起固定在底座21上。

在上述实现方式中，安装腔210的设置可以使得第三弹簧片段2013能够顺利的插装在安装腔210内部，同时保证第三弹簧片段2013能够有空间发生变形。

示例性地，第三弹簧片段2013可通过内六角螺钉(图中未示出)、弹性垫圈(图中未示出)、平垫圈(图中未示出)和支撑弹性压片212固定在底座21上。并且，第三弹簧片段2013的中部设有通孔，通孔中设有羊眼螺钉将第三弹簧片段2013穿拧紧安装在底座21对应的螺纹孔内。

可选地，第一支撑臂22靠近壳体24的位置的外侧壁装有缓震垫222，缓震垫222通过锁紧螺母固定在第一支撑臂22上。

在上述实现方式中，缓震垫222的设置可以使得该管道漏磁检测探头在伸入到管道内壁检测时，可最大限度避免该管道漏磁检测探头与管道内壁中的焊缝接触过程中的刚性冲击及由此产生的弹跳，保证该检测探头与管道内壁实时稳定接触，进而获得良好的检测效果。

示例性地，缓震垫222通过十字槽沉头螺钉(图中未示出)、平垫圈(图中未示出)、锁紧螺母(图中未示出)固定在第一支撑臂22的外表面。

下面简单介绍一下本实施例提供的漏磁检测探头的工作方式：

首先将本实施例提供的漏磁检测探头安装在对应的检测设备上(参见图8)，然后将检测设备置于待检测管道的内壁中，通过调整封闭环20，使得壳体24上封装的传感器位于管道内壁的合适位置，通过壳体24中的传感器对管道内壁进行检测，便可清楚的确定管道内壁是否存在缺陷等。本实施例中提供管道漏磁检测探头，由于探头模块2包括底座21、第一支撑臂22、第二支撑臂23及壳体24，且底座21、第一支撑臂22、第二支撑臂23及壳体24之间相互铰接围成一个封闭环20，所以该封闭环20实际为一个平行四边形，且可以随意发生变形。并且，又由于封闭环20中装设有支撑弹性条201，所以可以通过支撑弹性条201使得该封闭环20预先有一定的预紧支撑力，保证该封闭环20的在使用过程中的稳定性，进而使得整个检测探头具有一定范围的变形伸缩功能，可根据管道内遇到的三通、阀门、变径及变形凹陷情况进行自适应浮动，提高这些复杂位置处的检测精度，最终使得检测探头具备一定的管道变形通过能力，为金属管道的漏磁腐蚀检测提供了可靠的技术保障，对于提高在役长输管道的检测效率和可靠性、确保安全平稳运营具有重大的现实意义。

通过本实施例提供的管道漏磁检测探头，可显著提高基于漏磁原理对金属管道腐蚀检测的分辨率。与传统高清检测相比，可对严重腐蚀的管道，菌致针孔腐蚀、针孔聚集区域、大面积腐蚀中直径小于1毫米(0.04英寸)的极细小针孔腐蚀，管顶腐蚀，微生物诱导腐蚀，周向焊缝腐蚀(未融合，未焊透)等环焊缝缺陷进行更加清晰和准确的判别及检测，大幅提升管道的完整性管理和评价技术水平。

以上仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。