一种管道腐蚀测量用柔性水耦合超声检查装置的制作方法

1.本发明涉及管道腐蚀超声测量技术领域，特别是涉及一种管道腐蚀测量用柔性水耦合超声检查装置。


背景技术：

2.管道在核工业领域已被广泛应用，尤其在运输高温、高压及有辐射介质的过程中发挥着重要作用，并且在核电站二回路饱和蒸汽输送及消防水输送等方面有特殊优势。随着管道在役时间的延长，其容易出现腐蚀、裂纹等损伤，致使管道发生泄漏，其不仅影响正常生产，还易造成核安全事故，影响人生安全。因此，需要对管道进行定期检测，以保证核电站安全运行。目前对于核电站管道腐蚀情况主要采用常规超声测厚的方法对其进行评价，该方法检测效率低，检测范围小且容易造成腐蚀坑漏检。
3.因此需要采用一种有效的检测技术对管道腐蚀情况进行高效、快速、全覆盖、高精度的检查，确保在有限的大修时间内完成管道腐蚀检查，保证核电安全、有效地运行。超声导波具有检测距离远，检测效率高、检测精度低等特点，因此其适合用于管道腐蚀排查，但对于排查后壁厚异常减薄的管道区域需进行相控阵全覆盖c扫检查，由于管道尺寸规格种类较多，且相控阵探头较为昂贵，为了节约成本，且保证检测的有效性，需开发一种检查装置在保证高检查精度的情况下适用于所有管道检查。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对管道腐蚀测量需要高精度、全覆盖、高效率的检查装置的问题，提供一种管道腐蚀测量用柔性水耦合超声检查装置，该柔性水耦合超声检查装置针对管道规格尺寸差异大、壁厚薄、腐蚀位置、腐蚀形状和腐蚀程度随机等特点，实现对管道区域全覆盖、高精度、高效率的c扫成像检查，为管道的腐蚀情况提供了可靠的评估数据，解决了传统常规超声腐蚀测量易造成腐蚀坑漏检，检测数据不准等问题，为核工业管道的安全可靠运行提供了有力支撑。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种管道腐蚀测量用柔性水耦合超声检查装置，包括固定把手、活动把手、编码器、水耦合水套和相控阵柔性探头；所述固定把手与活动把手连接形成夹持空间，所述水耦合水套夹紧在固定把手和活动把手连接形成的夹持空间内；所述编码器安装在固定把手上，所述相控阵柔性探头安装在水耦合水套上。
7.工作原理：固定把手与活动把手连接形成的夹持空间实现安装不同规格尺寸的水耦合水套；编码器实现位置信息的记录；相控阵柔性探头根据管径尺寸实现水声程和焦距调节，从而实现管道腐蚀c扫成像检查。
8.进一步地，所述固定把手包括气管接头、第一磁性轮架盖、手滑轮、第一磁性轮组件、第一磁性轮架、固定模快、丝杆和连杆；所述固定把手通过丝杆和连杆与活动把手连接；所述第一磁性轮架与第一磁性轮架盖相匹配，所述第一磁性轮架盖盖在第一磁性轮架上；
所述第一磁性轮架上安装手滑轮，所述手滑轮与丝杆连接；所述第一磁性轮架底部安装第一磁性轮组件；所述第一磁性轮架右端与固定模快连接。
9.第一磁性轮可以吸附在待检查碳钢管道外表面。根据管径的规格尺寸需要匹配相应规格的水耦合水套，水耦合水套夹紧在固定把手和活动把手之间，通过控制手滑轮前后转动，从而实现丝杆左右滑动，达到夹紧水耦合水套的功能。通过气管接头把气管和活动把手连接在一起，活动把手通过水耦合水套把水供给相控阵柔性探头，从而使水耦合水套中一直保持充水状态，从而达到水耦合的效果。
10.进一步地，所述第一磁性轮组件包括第一磁性轮和第一磁性轮定位螺丝，所述第一磁性轮通过第一磁性轮定位螺丝安装在第一磁性轮架底部。
11.进一步地，所述第一磁性轮为带包胶的磁性轮。第一磁性轮带磁性且具有包胶，因此可以吸附在待检查碳钢管道外表面。
12.进一步地，所述活动把手包括第二磁性轮架盖、第二磁性轮架、内六角螺栓、第二磁性轮组件和圆形磁铁；所述第二磁性轮架与第二磁性轮架盖相匹配，所述第二磁性轮架盖通过内六角螺栓与第二磁性轮架连接；所述第二磁性轮架底部安装第二磁性轮组件；所述第二磁性轮架上设有圆形磁铁，所述固定把手上的丝杆和连杆分别通过圆形磁铁与活动把手连接。
13.进一步地，所述第二磁性轮组件包括第二磁性轮和第二磁性轮定位螺丝，所述第二磁性轮通过第二磁性轮定位螺丝安装在第二磁性轮架底部。
14.进一步地，所述第二磁性轮为带包胶的磁性轮。第二磁性轮带磁性且具有包胶，因此可以吸附在待检查碳钢管道外表面。
15.进一步地，所述编码器包括编码器壳体、按钮开关、编码器滑块导轨、pcb组件、第三磁性轮、编码器盖板和8芯固定式插座；所述编码器盖板与编码器壳体相匹配，所述编码器盖板盖在编码器壳体上；所述编码器壳体底部安装第三磁性轮；所述编码器滑动安装在编码器滑块轨道上，所述编码器滑块轨道通过螺钉安装在固定把手上；所述编码器壳体顶部安装按钮开关，所述编码器壳体内部安装pcb组件，所述编码器壳体侧面安装8芯固定式插座，所述按钮开关与pcb组件电路连接，所述8芯固定式插座与pcb组件线路连接，所述8芯固定式插座与相控阵超声仪通讯连接。
16.编码器在编码器滑块轨道上可以上下滑动，若在待检查管道外表面不平整的情况下，可保证第三磁性轮一直与管道接触。在检查装置移动前先按按钮开关，pcb组件开始工作，准备记录位置信息；当检查装置移动时，第三磁性轮也会转动，pcb组件记录检查的位置信息，并通过8芯固定式插座传输给相控阵超声仪，相从而达到管道腐蚀c扫成像的效果。
17.进一步地，所述按钮开关由金属材料制成。
18.进一步地，所述水耦合水套夹紧在固定把手和活动把手连接形成的夹持空间内；所述水耦合水套顶部设有柔性探头槽，所述相控阵柔性探头安装在柔性探头槽内；所述水耦合水套底部设有水孔；所述水耦合水套与待检测管道接触的位置设有橡胶垫片。
19.橡胶垫片保证检查装置在移动过程中水耦合水套中水量充足，且能够防止水耦合水套磨损。通过气管接头把气管和活动把手连接在一起，活动把手通过水耦合水套上的水孔把水供给相控阵柔性探头，从而使水耦合水套中一直保持充水状态，从而达到水耦合的效果。
20.本发明的有益技术效果：
21.本发明的管道腐蚀测量用柔性水耦合检查装置，对各种不同规格尺寸的管道实现相控阵c扫腐蚀检查，能直观的描绘出检验区域的腐蚀情况，节约了检测成本，提高了检测效率。
22.本发明的管道腐蚀测量用柔性水耦合检查装置，根据管道的规格尺寸匹配相应的水耦合水套，实现超声声束二次聚焦，第一次聚焦是通过控制声束的发射来实现，第二次聚焦是通过控制水声程的深度来实现，二次聚焦能提高检测分辨力和检测精度。
23.本发明的管道腐蚀测量用柔性水耦合检查装置，使用相控阵柔性探头可根据管道的规格尺寸实现相应焦距调节，提高检测分辨力和检测精度；相控阵柔性探头可以保证阵元与被检测平面的紧密接触,从而改善检测精度并提高传感器的应用范围，用于弯头检测有着较大优势。
附图说明
24.图1为本发明的管道腐蚀测量用柔性水耦合检查装置结构示意图；
25.图2为固定把手结构示意图；
26.图3为活动把手主视图；
27.图4为活动把手俯视图；
28.图5为编码器分解图；
29.图6为编码器侧视图；
30.图7为水耦合水套结构示意图。
31.图中，1、固定把手；2、编码器；3、活动把手；4、水耦合水套；5、相控阵柔性探头；11、气管接头；12、第一磁性轮架盖；13、手滑轮；14、第一磁性轮定位螺丝；15、第一磁性轮；16、第一磁性轮架；17、固定模快；18、丝杆；19连杆；21、编码器壳体；22、按钮开关；23、编码器滑块导轨；24、pcb组件；25、第三磁性轮；26、编码器盖板；27、8芯固定式插座；31、第二磁性轮架盖；32、第二磁性轮架；33、内六角螺栓；34、第二磁性轮；35、第二磁性轮定位螺丝；36、圆形磁铁；41、柔性探头槽；42、水孔；43、橡胶垫片。
具体实施方式
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左端”、“右端”、“上方”、“下方”、“外侧”、“内侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细地描述。
34.参见图1，本发明提供一种管道腐蚀测量用柔性水耦合超声检查装置，包括固定把手1、活动把手3、编码器2、水耦合水套4和相控阵柔性探头5；所述固定把手1与活动把手3连接形成夹持空间，所述水耦合水套4夹紧在固定把手1和活动把手2连接形成的夹持空间内；所述编码器2安装在固定把手1上，所述相控阵柔性探头5安装在水耦合水套4上。
35.工作原理：固定把手1与活动把手3连接形成的夹持空间实现安装不同规格尺寸的水耦合水套4；编码器实现位置信息的记录；相控阵柔性探头5根据管径尺寸实现水声程和
焦距调节，从而实现管道腐蚀c扫成像检查。
36.进一步地，参见图2，所述固定把手1包括气管接头11、第一磁性轮架盖12、手滑轮13、第一磁性轮组件、第一磁性轮架16、固定模快17、丝杆18和连杆19；所述固定把手1通过丝杆18和连杆19与活动把手3连接；所述第一磁性轮架16与第一磁性轮架盖12相匹配，所述第一磁性轮架盖12盖在第一磁性轮架16上；所述第一磁性轮架16上安装手滑轮13，所述手滑轮13与丝杆18连接；所述第一磁性轮架16底部安装第一磁性轮组件；所述第一磁性轮架16右端与固定模快17连接。
37.第一磁性轮15可以吸附在待检查碳钢管道外表面。根据管径的规格尺寸需要匹配相应规格的水耦合水套4，水耦合水套4夹紧在固定把手1和活动把手3之间，通过控制手滑轮13前后转动，从实现丝杆(18左右滑动，达到夹紧水耦合水套4的功能。通过气管接头11把气管和活动把手3连接在一起，活动把手3通过水耦合水套4把水供给相控阵柔性探头5，从而使水耦合水套4中一直保持充水状态，从而达到水耦合的效果。
38.进一步地，所述第一磁性轮组件包括第一磁性轮15和第一磁性轮定位螺丝14，所述第一磁性轮15通过第一磁性轮定位螺丝14安装在第一磁性轮架16底部。
39.进一步地，所述第一磁性轮15为带包胶的磁性轮。第一磁性轮15带磁性且具有包胶，因此可以吸附在待检查碳钢管道外表面。
40.进一步地，参见图3-4，所述活动把手3包括第二磁性轮架盖31、第二磁性轮架32、内六角螺栓33、第二磁性轮组件和圆形磁铁36；所述第二磁性轮架32与第二磁性轮架盖31相匹配，所述第二磁性轮架盖31通过内六角螺栓33与第二磁性轮架32连接；所述第二磁性轮架32底部安装第二磁性轮组件；所述第二磁性轮架32上设有圆形磁铁36，所述固定把手1上的丝杆18和连杆19分别通过圆形磁铁36与活动把手3连接。
41.进一步地，所述第二磁性轮组件包括第二磁性轮34和第二磁性轮定位螺丝35，所述第二磁性轮34通过第二磁性轮定位螺丝35安装在第二磁性轮架32底部。
42.进一步地，所述第二磁性轮34为带包胶的磁性轮。第二磁性轮34带磁性且具有包胶，因此可以吸附在待检查碳钢管道外表面。
43.进一步地，参见图5-6，所述编码器2包括编码器壳体21、按钮开关22、编码器滑块导轨23、pcb组件24、第三磁性轮25、编码器盖板26和8芯固定式插座27；
44.所述编码器盖板26与编码器壳体21相匹配，所述编码器盖板26盖在编码器壳体21上；所述编码器壳体21底部安装第三磁性轮25；所述编码器2滑动安装在编码器滑块轨道23上，所述编码器滑块轨道23通过螺钉安装在固定把手1上；
45.所述编码器壳体21顶部安装按钮开关22，所述编码器壳体21内部安装pcb组件24，所述编码器壳体21侧面安装8芯固定式插座27，所述按钮开关22与pcb组件24电路连接，所述8芯固定式插座27与pcb组件24线路连接，所述8芯固定式插座27与相控阵超声仪通讯连接。
46.编码器2在编码器滑块轨道21上可以上下滑动，若在待检查管道外表面不平整的情况下，可保证第三磁性轮25一直与管道接触。在检查装置移动前先按按钮开关20，pcb组件22开始工作，准备记录位置信息；当检查装置移动时，第三磁性轮25也会转动，pcb组件22记录检查的位置信息，并通过8芯固定式插座27传输给相控阵柔性探头5，相从而达到管道腐蚀c扫成像的效果。
47.进一步地，所述按钮开关20由金属材料制成。
48.进一步地，参见图7，所述水耦合水套4夹紧在固定把手1和活动把手2连接形成的夹持空间内；所述水耦合水套4顶部设有柔性探头槽41，所述相控阵柔性探头5安装在柔性探头槽41内；所述水耦合水套4底部设有水孔42；所述水耦合水套4与待检测管道接触的位置设有橡胶垫片43。
49.橡胶垫片43保证检查装置在移动过程中水耦合水套4中水量充足，且能够防止水耦合水套4磨损。通过气管接头11把气管和活动把手3连接在一起，活动把手3通过水耦合水套4上的水孔42把水供给相控阵柔性探头5，从而使水耦合水套4中一直保持充水状态，从而达到水耦合的效果。
50.相对于常规直探头腐蚀检测技术，本发明的管道腐蚀测量用柔性水耦合超声检查装置实现检测区域全覆盖、高精度c扫腐蚀成像检查；实现声束二次聚焦，提高了检测分辨力和检测精度；在不需要更换探头的情况下可对各种规格尺寸的管道进行腐蚀c扫成像检查，为现场检查节约了检测成本，提高了检测效率；在进行管道腐蚀检查时能保证耦合剂水一直充满水耦合水套，不会出现气泡、耦合剂不能充满水耦合水套等情况，从而导致采集的信号为无效信号；相控阵柔性探头可以保证阵元与被检测平面的紧密接触,从而改善检测精度并提高传感器的应用范围，这种相控阵柔性探头在检测弯头有着较大优势。
51.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。