CN106226396A - 气瓶超声波自动测厚探伤机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气瓶超声波自动测厚探伤机，其结构包括机座、水槽、支撑装置、探伤测厚装置和驱动机构，支撑装置位于水槽内，且支撑装置适于带动气瓶沿气瓶自身周向方向旋转，探伤测厚装置设在水槽内，探伤测厚装置包括底板、浮箱和探头箱，底板的上端设有沿上下方向延伸的导向柱，浮箱套接在导向柱上并可沿导向柱上下移动，探头箱设在浮箱上端，探头箱内设有适于对气瓶进行周向探伤、径向探伤和线性测厚的超声波探伤组，驱动机构与支撑装置及底板连接并驱动支撑装置旋转和底板沿水槽长度方向往复运动。本发明具有结构紧凑、检测精度高、效率高、检测准确率高和实用性等特点。

Description

气瓶超声波自动测厚探伤机

技术领域

本发明涉及一种气瓶探伤机，具体说是一种适用于气瓶的超声波自动测厚探伤机。

背景技术

随着天然气的广泛应用，气瓶的质量问题越来越受到关注，对其质量检测的方法有很多，其中包括超声波探伤检测。

气瓶超声波探伤原理是利用了超声波探头的压电效应以及超声波在弹性介质中传播时的物理特性。采用横波反射法在探头和气瓶相对移动的状态下进行自动检测，可检测气瓶圆柱段纵向和横向缺陷。

相关技术中的气瓶超声波检测仪的超声波探头靠近气瓶的运动方式均采用刚性运动方式，例如：气缸驱动超声波探头移动，或者滚珠丝杠驱动超声波探头升降，气缸和滚珠丝杠如果控制不好移动的距离则导致超声波探头会接触不到气瓶表面，无法检测缺陷和厚度，或者撞到气瓶上，使超声波探头损坏，检测精度低。并且，相关技术中，对气瓶的测厚通常是对气瓶的多个点进行检测，气瓶在使用过程中，由于气体对气瓶内壁的腐蚀，其内表面通常为凹凸不平的腐蚀坑，因此，采用多点测厚的方式有可能漏掉某缺陷点，存在一定的检测误差，影响检测结果的准确性。

目前，工业上对气瓶厚度和缺陷的检测大多都是分开检测的，并且很多超声波检测设备无法实现气瓶全面的检测，增加了检测的环节，效率低下且检测精度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种气瓶超声波自动测厚探伤机，该气瓶超声波自动测厚探伤机的超声波探头相对于气瓶柔性浮动升降，在全面探伤的同时还可对气瓶的厚度进行测量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了气瓶超声波自动测厚探伤机，包括：机座、设在所述机座上的水槽、支撑装置、探伤测厚装置和驱动机构，所述支撑装置位于所述水槽内，且所述支撑装置适于带动所述气瓶沿气瓶自身的周向方向在所述水槽内旋转，所述探伤测厚装置设在所述水槽内，所述探伤测厚装置包括底板、浮箱以及探头箱，所述探伤测厚装置可沿所述水槽的长度方向移动，且所述底板的上端设有沿上下方向延伸的导向柱，所述浮箱上盖及底座的边缘套接在所述导向柱上并可沿所述导向柱方向移动，所述探头箱设在所述浮箱的上端，所述探头箱内设有适于对所述气瓶进行周向探伤、径向探伤和线测厚的超声波探头组，所述驱动机构与所述支撑装置及所述底板连接。

进一步，所述超声波探头组包括周向探伤组、径向探伤组和线性测厚探头，所述周向探头组由沿周向方向彼此隔开的第一发射超声波探头和第一接收超声波探头组成，所述径向探头组由沿径向方向彼此间隔开的第二发射超声波探头和第二接收超声波探头组成。

进一步，所述线性测厚探头位于所述周向探头组和所述径向探头组之间。

进一步，所述底板设有滚轮，所述机座上设有沿所述气瓶长度方向延伸的导轨，所述滚轮可沿所述导轨移动。

进一步，所述滚轮内设有轴承和小轴，所述小轴穿套所述轴承和滚轮并固定在所述底板上，小轴两端设有螺母锁紧。

进一步，所述导轨的截面为三角形，所述滚轮的的周缘设有与所述导轨的上端匹配的凹槽。

进一步，所述支撑装置包括气瓶支架和与所述气瓶支架连接的并可以绕自身周向方向旋转的旋转装置，所述气瓶支架与所述机座固定连接，所述旋转装置包括由多个沿气瓶长度方向彼此间隔开的随动轮组成的第一随动轮组和第二随动轮组，所述第一随动轮组与所述第二随动轮组沿气瓶长度方向布置且彼此间隔开。

进一步，所述随动轮固定在所述支撑装置设有的转轴上，所述转轴与所述气瓶支架枢转连接，所述转轴与所述驱动机构连接。

进一步，所述驱动机构包括用于驱动所述底板运动的驱动组件，所述驱动组件包括同步带机构以及固定在同步带机构上的同步带固定块，所述同步带固定块可在预定范围内随所述同步带机构沿所述水槽长度方向上往复运动，所述同步带固定块位于底板的一侧并与所述底板连接。

进一步，所述同步带机构包括同步轮、同步轮带、传动轴和传动轴座，所述同步轮带啮合于所述同步轮上，所述同步轮与所述传动轴卡接，所述传动轴与所述传动轴座转动连接，所述传动轴座固定连接在所述机座上。

本发明的技术效果在于：根据本发明的气瓶超声波自动测厚探伤机，所述探伤测厚装置可沿气瓶长度方向移动并可沿上下方向浮动升降，可对气瓶全面进行测厚和探伤，同时超声波探头组通过浮力的作用上升，如果碰到气瓶表面，则在浮力的作用下减轻气瓶对探头的冲击，使探头不易损坏，很好的和气瓶表面接触，提高检测精度。

再者，超声波探头组可进行线性全覆盖扫描测厚，由此，可以提高测厚的准确性。

另外，所述旋转装置可使气瓶绕自身周向方向旋转，使检测更加全面，并且所述探伤测厚装置采用了超声波探伤组可对其同时进行测厚和周向及径向的全面探伤检测，从而提高了检测效率和检测精度，降低了质检错误率，提高了准确度。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的气瓶超声波自动测厚探伤机的总体结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的气瓶超声波自动测厚探伤机的探伤测厚装置结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的气瓶超声波自动测厚探伤机的总体结构左视图；

其中，1-机座；2-水槽；3-支撑装置；4-探伤测厚装置；5-同步带机构；6-气瓶；7-随动轮；8-转轴；10-导轨；11-同步带固定块；12-同步轮带；21-底板；22-传动轴座；23-滚轮；24-小轴；25-螺母；26-导向柱；27-浮箱；28-探头箱；29-浮箱上盖；30-通孔；31-第一发射超声波探头；32-第一接收超声波探头；33-线性测厚探头；34-第二发射超声波探头；35-第二接收超声波探头；37-气瓶支架；38-旋转装置；41-驱动机构；300-超声波探头组。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1、图2所示，本发明提供了一种气瓶超声波自动测厚探伤机，包括：机座1、设在机座1上的水槽2、支撑装置3、探伤测厚装置4和驱动机构41，支撑装置3位于水槽2内，且支撑装置3适于带动气瓶6沿气瓶6自身的周向方向在水槽2内旋转，以便于对气瓶6的表面周向进行探伤检测，探伤测厚装置4设在水槽2内，探伤测厚装置4发射的超声波可在水槽2内与气瓶6的表面进行耦合，从而实现探伤。

探伤测厚装置4可以包括底板21、浮箱27以及探头箱28，探伤测厚装置4可沿水槽2的长度方向移动，可在长度方向上对气瓶6进行全面的探伤检测，且底板21的上端四角可以设有沿上下方向延伸的导向柱26，浮箱27上端设有带有通孔30的浮箱上盖29，通孔30与导向柱26正对设置，导向柱26可穿设在通孔30内，并可以在通孔30内沿上下方向移动。

探头箱28设在浮箱27的上端，探头箱28内设有适于对气瓶6进行周向探伤、径向探伤和线性测厚的超声波探头组300。可以理解的是，这里的线性测厚，是指超声波探头组300在移动的过程中，可以进行线性测厚，并非对气瓶进行间隔开的一点、一点测厚。

驱动机构41与支撑装置3及底板21连接，驱动机构41可以驱动支撑装置3动作，以此改变气瓶6的位置，以便于对气瓶6外周的各个位置进行检测，驱动机构41可以驱动底板21移动以带动超声波探头组300变换位置，以便于对气瓶的各个部位进行检测。

根据本发明的实施例的气瓶超声波自动测厚探伤机的探伤测厚装置4可沿气瓶6长度方向移动并可沿上下方向浮动升降，可沿气瓶6长度方向对气瓶整体进行测厚和探伤，同时超声波探头组通过浮力的作用上升，如果碰到气瓶6表面，则在浮力的作用下减轻气瓶6对探头的冲击，使探头不易损坏，很好的和气瓶6表面接触，提高检测精度。再者，超声波探头组300可进行线性全覆盖扫描测厚，由此，可以提高测厚的准确性。另外，旋转装置38可使气瓶6绕自身周向方向旋转，使检测更加全面，并且探伤测厚装置4采用了超声波探伤组300可对其同时进行测厚和周向及径向的全面探伤检测，从而提高了检测效率和检测精度，降低了质检错误率，提高了准确度。

如图2所示，超声波探头组300包括周向探伤组、径向探伤组和线性测厚探头33，周向探头组由沿周向方向彼此隔开的第一发射超声波探头31和第一接收超声波探头32组成，径向探头组由沿径向方向彼此间隔开的第二发射超声波探头34和第二接收超声波探头35组成，使用超声波探头组300可对气瓶6的周向和径向进行探伤检测，同时可对气瓶6进行厚度的测量，节省了检测的环节，提高了检测效率。

线性测厚探头33位于所述周向探头组和径向探头组之间，其可随着浮箱沿横向方向移动。周向探头组沿气瓶6的周向方向布置，径向探头组沿气瓶6的径向方向布置，此布置方式使得超声波探头组300结构紧凑，占据空间小，检测位置合理且检测精度高。

底板21设有滚轮23，机座1上设有沿气瓶6长度方向延伸的导轨10，滚轮23可沿导轨10移动，设置的导轨10可起到滚轮23导向和支撑的作用，实现了探伤测厚装置4沿气瓶6长度方向的稳定移动，提高了移动位置的精确度。

滚轮23内设有轴承和小轴24，小轴24穿套在轴承和滚轮23内圈并固定在底板21上，小轴24两端通过螺母25锁紧，小轴24跟随底板21一起向前运动，滚轮23与导轨10之间滚动摩擦，轴承大大降低了摩擦力，此结构不需要很大的动力即可带动探伤测厚装置4沿导轨10方向移动，节省了动力，降低了成本。

导轨10的截面为三角形，滚轮23的的周缘设有与导轨10的上端匹配的凹槽，当滚轮23偏离导轨10时，导轨10上端可对滚轮23起到支撑的作用，使滚轮23不偏离导轨10的方向运动，实现了滚轮23的导向作用。

如图3所示，支撑装置3包括气瓶支架37和与气瓶支架37连接的并可以绕自身周向方向旋转的旋转装置38，气瓶支架37与机座1固定连接，旋转装置38包括由多个沿气瓶6长度方向彼此间隔开的随动轮7组成的第一随动轮组和第二随动轮组，第一随动轮组与第二随动轮组沿气瓶6长度方向布置且彼此间隔开，两排圆柱状的随动轮组给气瓶6提供了稳固支撑和旋转的作用。

如图1所示，随动轮7固定在支撑装置设有的转轴8上，转轴8与气瓶支架37枢转连接，转轴8与驱动机构41连接，转轴8可实现绕其自身周向方向的旋转，旋转装置可以稳固地支撑气瓶6并通过摩擦力的作用带动气瓶6绕自身周向方向旋转。

如图1、图3所示，驱动机构包括用于驱动底板21运动的驱动组件，驱动组件包括同步带机构5以及固定在同步带机构5上的同步带固定块11，同步带固定块11可在预定范围内随同步带机构5沿水槽2长度方向上往复运动，同步带固定块11位于底板21的一侧并与底板21连接，当同步带转动时，同步带固定块随其运动，同时与同步带固定块固定连接的探伤测厚装置4沿导轨10的方向移动，实现了超声波探头组300对气瓶6长度方向的扫描探伤。

同步带机构5包括同步轮、同步轮带12、传动轴和传动轴座22，同步轮带12啮合于同步轮上，同步轮与传动轴卡接，传动轴与传动轴座22转动连接，传动轴座22固定连接在机座1上，同步带机构布置在水槽长度方向，一端布置在气瓶6的头部，另一端布置在气瓶6的尾部，同步带机构5实现了探伤测厚装置4的稳定移动且可以根据同步带机构5的转动的圈数设定探伤测厚装置4沿导轨10方向移动的距离，可以通过控制同步带机构5正转及反转来控制探伤测厚装置4的往复运动方向，从而可以对气瓶6往复的扫描探伤，提高检测精度和探伤的准确度。

气瓶超声波自动测厚探伤机还包括电器控制元件、工控显示器和探伤软件处理***，电器控制元件包括PLC控制板，PLC控制板一端与驱动机构相连，另一端与探伤软件处理***相连，探伤软件处理***与工控显示器相连，工控显示器上设有超声波操作平台，超声波操作平台一端探伤软件处理***相连，另一端与超声波探头组相连。

根据本发明的实施例，本发明具体运行过程如下：

第一步，将气瓶6上料到支撑装置3上，启动气瓶超声波自动测厚探伤机的开关；

第二步，探伤测厚装置4在驱动机构41的作用下沿导轨10的方向匀速向前移动；

第三步，当到达气瓶6边缘处，浮箱27上升并调节位置，直至超声波探头组与气瓶6表面良好接触；

第四步，操作超声波操作平台，发射超声波对气瓶6进行检测；

第五步，探伤软件处理***接收超声波探头组采集的信号，并判断气瓶6是否有缺陷及计算其厚度值，结果输出在工控显示器上；

第六步，旋转装置38在PLC控制板的控制下绕其自身周向方向旋转，带动气瓶6旋转一周，在此过程超声波探头组一直发射超声波并对气瓶6周向进行探伤；

第七步，探伤测厚装置4向前移动与探头测量范围相等的距离，然后旋转装置38绕自身旋转，重复上述移动方式，直至探伤测厚装置4到达气瓶6的另一个端部，在此过程超声波探头组一直采集探伤信号和厚度信号，探伤软件处理***对信号进行处理；

第八步，得出气瓶6的厚度和缺陷结果，显示在工控显示器。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种气瓶超声波自动测厚探伤机，其特征在于，包括：机座、设在所述机座上的水槽、支撑装置、探伤测厚装置和驱动机构，所述支撑装置位于所述水槽内，且所述支撑装置适于带动所述气瓶沿气瓶自身的周向方向在所述水槽内旋转，所述探伤测厚装置设在所述水槽内，所述探伤测厚装置包括底板、浮箱以及探头箱，所述探伤测厚装置可沿所述水槽的长度方向移动，所述底板的上端设有沿上下方向延伸的导向柱，所述浮箱套接在所述导向柱上并可沿所述导向柱方向移动，所述探头箱设在所述浮箱的上端，所述探头箱内设有适于对所述气瓶进行周向探伤、径向探伤和线性测厚的超声波探头组，所述驱动机构与所述支撑装置及所述底板连接。

2.根据权利要求1所述的气瓶超声波自动测厚探伤机，其特征在于，所述超声波探头组包括周向探伤组、径向探伤组和线性测厚探头，所述周向探头组由沿周向方向彼此隔开的第一发射超声波探头和第一接收超声波探头组成，所述径向探头组由沿径向方向彼此间隔开的第二发射超声波探头和第二接收超声波探头组成。

3.根据权利要求2所述的气瓶超声波自动测厚探伤机，其特征在于，所述线性测厚探头位于所述周向探头组和所述径向探头组之间。

4.根据权利要求1所述的气瓶超声波自动测厚探伤机，其特征在于，所述底板设有滚轮，所述机座上设有沿所述气瓶长度方向延伸的导轨，所述滚轮可沿所述导轨移动。

5.根据权利要求4所述的气瓶超声波自动测厚探伤机，其特征在于，所述滚轮内设有轴承和小轴，所述小轴穿套所述轴承和滚轮并固定在所述底板上，小轴两端设有螺母锁紧。

6.根据权利要求4所述的气瓶超声波自动测厚探伤机，其特征在于，所述导轨的截面为三角形，所述滚轮的的周缘设有与所述导轨的上端匹配的凹槽。

7.根据权利要求1所述的气瓶超声波自动测厚探伤机，其特征在于，所述支撑装置包括气瓶支架和与所述气瓶支架连接的并可以绕自身周向方向旋转的旋转装置，所述气瓶支架与所述机座固定连接，所述旋转装置包括由多个沿气瓶长度方向彼此间隔开的随动轮组成的第一随动轮组和第二随动轮组，所述第一随动轮组与所述第二随动轮组沿气瓶长度方向布置且彼此间隔开。

8.根据权利要求7所述的气瓶超声波自动测厚探伤机，其特征在于，所述随动轮固定在所述支撑装置设有的转轴上，所述转轴与所述气瓶支架枢转连接，所述转轴与所述驱动机构连接。

9.根据权利要求1所述的气瓶超声波自动测厚探伤机，其特征在于，所述驱动机构包括用于驱动所述底板运动的驱动组件，所述驱动组件包括同步带机构以及固定在同步带机构上的同步带固定块，所述同步带固定块可在预定范围内随所述同步带机构沿所述水槽长度方向上往复运动，所述同步带固定块位于底板的一侧并与所述底板连接。

10.根据权利要求9所述的气瓶超声波自动测厚探伤机，其特征在于，所述同步带机构包括同步轮、同步轮带、传动轴和传动轴座，所述同步轮带啮合于所述同步轮上，所述同步轮与所述传动轴卡接，所述传动轴与所述传动轴座转动连接，所述传动轴座固定连接在所述机座上。