CN106896158A - 一种用于管道检测的压电超声检测探头*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于管道检测的压电超声检测探头***，属于管道检测技术领域。该探头***中，探头座通过探头座转轴与探头臂的前端可转动连接，2个探头座限位弹簧对称地设置在探头臂两侧，两端分别固定在探头座和探头臂上，用于对探头座提供预紧力，以在预定行程内对探头座进行限位。探头臂通过探头臂转轴固定在底座上，并可在预定角度内转动。探头臂的后端通过拉杆转轴与拉杆可转动连接，且探头臂限位弹簧套装在拉杆上，用于对探头臂提供预紧力，以在预定行程内对探头臂进行限位。本发明的探头***，能够在管道存在凹陷等变形结构时，探头始终与管道内壁垂直，保持其与管壁良好的贴合性，获得更准确地管道内检数据。
Description
技术领域
本发明涉及管道检测技术领域，特别涉及一种用于管道检测的压电超声检测探头***。
背景技术
在利用管道运输的过程中，为了获知管道是否存在缺陷，需要采用管道检测技术对其进行检测。根据检测设备所处位置的不同，管道检测技术可分为内检测和外检测两种。其中，管道内检测技术是一种常用来有效检测管道的管壁腐蚀、几何凹坑、机械损伤、裂纹等缺陷的技术，其一般包括几何测径、漏磁检测、压电超声检测、电磁超声检测等。
压电超声检测基于其操作简单，能真实准确地反映管道缺损现象而被广泛应用。通常情况下，在对管道进行内检的过程中，需要将探头安装在检测器上，通过将探头伸入到管道内部，对管内壁进行检测，并将采集的数据传递并存储在检测器中。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有技术提供的探头为单一的探头结构，当管道存在凹陷等变形结构时，其无法保证与管道内壁的良好贴合性，进而无法获得真实的检测结果。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种在管道存在凹陷等变形结构时，仍能保证与管道内壁的良好贴合性，且用于对输送油、水等介质的长距离及中等口径的高压输送管道进行检测的压电超声检测探头***。具体技术方案如下：
一种用于管道检测的压电超声检测探头***，包括多个探头，其中，所述探头***还包括：探头座、探头臂、底座、2个探头座限位弹簧、探头臂限位弹簧、拉杆、探头座转轴、探头臂转轴、拉杆转轴，多个所述探头安装在所述探头座上；
所述探头座通过所述探头座转轴与所述探头臂的前端可转动连接，2个所述探头座限位弹簧对称地设置在所述探头臂两侧，两端分别固定在所述探头座和所述探头臂上，用于对所述探头座提供预紧力，以在预定行程内对所述探头座进行限位；
所述探头臂通过所述探头臂转轴固定在所述底座上，并可在预定角度内转动，所述探头臂的后端通过所述拉杆转轴与所述拉杆可转动连接，且所述探头臂限位弹簧套装在所述拉杆上，用于对所述探头臂提供预紧力，以在预定行程内对所述探头臂进行限位。
具体地，所述探头座包括方形探头座本体、探头座安装架、耐磨陶瓷条；
所述探头座安装架相对的侧壁内均设置有滑槽，所述探头座本体的侧部嵌入所述滑槽内，并通过螺钉使所述探头座本体固定在所述探头座安装架上；
所述探头座安装架相对的侧壁上端均设置有所述耐磨陶瓷条，用于为多个所述探头提供检测提离值。
具体地，所述探头座本体上排布有多个探头安装孔，且所述探头安装孔内设置有弹性挡圈，用于装夹所述探头。
具体地，作为优选，所述探头座本体上排布有8个所述探头安装孔，8个所述探头安装孔沿待检测管道的轴向呈3排，并以圆周方向等角度均匀阵列排布，相邻的3个所述探头安装孔所形成的三角形均保持一致。
具体地，作为优选，所述探头座安装架包括三面封闭的方形框体和连接件，且所述方形框体包括顺次连接的第一侧面、后端面和第二侧面；
所述滑槽设置在所述第一侧面和所述第二侧面的内壁中，所述连接件固定在所述后端面的外壁上；
所述探头臂的前端伸入到所述连接件中，所述探头座转轴穿过所述探头臂的前端和所述连接件，以使所述探头臂与所述探头座安装架可转动连接；
所述探头座限位弹簧的两端分别与所述连接件的侧壁和所述探头臂的侧壁连接，以在预定行程内对所述探头座进行限位。
作为优选，所述探头座限位弹簧为拉伸弹簧。
具体地，作为优选，所述底座包括依次连接的压电超声检测仪安装段、探头臂安装段和拉杆安装段；
所述压电超声检测仪安装段上设置有2个第一通孔，用于安装压电超声检测仪；
所述探头臂安装段中部设置有开缝，用于容纳所述探头臂，所述探头臂转轴穿过所述探头臂及所述探头臂安装段，以使所述探头臂可在预定角度内转动；
所述拉杆安装段设置有第二通孔，用于使拉杆的前端穿过，所述拉杆旋转轴穿过所述拉杆的前端和所述探头臂的后端，以在预定行程内对所述探头臂进行限位。
具体地，所述探头臂限位弹簧的本体套装在所述拉杆上，且两个端部分别固定在所述拉杆安装段外部和所述拉杆的后端。
作为优选，所述探头臂限位弹簧为压缩弹簧。
作为优选，所述探头座、探头臂、底座、拉杆、探头座转轴、探头臂转轴、拉杆转轴的材质均为金属合金。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的压电超声检测探头***，适用于对输送油、水等介质的长距离及中等口径的高压输送管道进行检测，该探头***通过采用可转动的探头座及探头臂，并能使用限位弹簧在预定行程内对它们进行限位，如此设置，能够在管道存在凹陷等变形结构时，该探头***基于自身所具备的一定伸缩能力，其上的探头始终与管道内壁垂直，保持其与管壁良好的贴合性，进而保证获得更准确地管道内检数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的用于管道检测的压电超声检测探头***的侧视图；
图2是本发明又一实施例提供的用于管道检测的压电超声检测探头***的主视图；
图3是本发明又一实施例提供的，压电超声检测探头***在管道中的工作状态示意图；
图4是本发明又一实施例提供的，压电超声检测探头***中探头座的结构示意图；
图5是本发明又一实施例提供的，压电超声检测探头***中，探头在探头座本体的探头安装孔上的排布结构示意图；
图6是本发明又一实施例提供的，压电超声检测探头***的探头臂和探头座配合发生位移时的位移状态对比图。
附图标记分别表示：
1 探头座，
101 探头座本体，
102 探头座安装架，
1021 方形框体，
1022 连接件，
103 耐磨陶瓷条，
104 探头安装孔，
105 弹性挡圈，
106 螺钉，
2 探头臂，
3 底座，
301 压电超声监测仪安装段，
302 探头臂安装段，
303 拉杆安装段，
4 探头座限位弹簧，
5 探头臂限位弹簧，
6 拉杆，
7 探头座转轴，
8 探头臂转轴，
9 拉杆转轴。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如附图1及附图2所示，本发明实施例提供了一种用于管道检测的压电超声检测探头***，该压电超声检测探头***包括多个探头，进一步地，该探头***还包括：探头座1、探头臂2、底座3、2个探头座限位弹簧4、探头臂限位弹簧5、拉杆6、探头座转轴7、探头臂转轴8、拉杆转轴9。其中，多个探头安装在探头座1上。
探头座1通过探头座转轴7与探头臂2的前端可转动连接，2个探头座限位弹簧4对称地设置在探头臂2两侧，两端分别固定在探头座1和探头臂2上，用于对探头座1提供预紧力，以在预定行程内对探头座1进行限位。
探头臂2通过探头臂转轴8固定在底座3上，并可在预定角度内转动。探头臂2的后端通过拉杆转轴9与拉杆6可转动连接，且探头臂限位弹簧5套装在拉杆6上，用于对探头臂2提供预紧力，以在预定行程内对探头臂2进行限位。
本发明实施例提供的压电超声检测探头***，适用于对输送油、水等介质的长距离及中等口径的高压输送管道进行检测，该探头***通过采用可转动的探头座1及探头臂2，并能使用限位弹簧在预定行程内对它们进行限位，如此设置，能够在管道存在凹陷等变形结构时，该探头***基于自身所具备的一定伸缩能力，其上的探头始终与管道内壁垂直(如附图3所示)，保持其与管壁良好的贴合性，进而保证获得更准确地管道内检数据。
可以理解的是，本发明实施例提供的压电超声检测探头***的大小以能自由地进出管道为宜，本发明实施例在此不对其作更具体的限定。
具体地，本发明实施例提供的压电超声检测探头***中，如附图1、附图2及附图4所示，探头座1包括方形得探头座本体101、探头座安装架102、耐磨陶瓷条103。其中，探头座安装架102相对的侧壁内均设置有滑槽，探头座本体101的侧部嵌入滑槽内，并通过使用螺钉106使探头座本体101固定在探头座安装架102上；探头座安装架102相对的侧壁上端均设置有耐磨陶瓷条103，用于为多个探头提供检测提离值。
本发明实施例通过将探头座本体101嵌入探头座安装架102中，以便于控制探头座本体101的形状呈简单地方形结构与管道内壁相适应，同时使探头座安装架102作为连接机构与探头臂2实现可转动连接。在此基础上，可在探头座安装架102相对的侧壁上端分别对称地设置耐磨陶瓷条103，以用来为安装在探头座本体101上的多个探头提供检测提离值，亦即使探头与管道内壁保证一定的安全监测距离。其中，在探头座安装架102相对的侧壁上端均设置有用于容纳陶瓷条的凹槽，以使耐磨陶瓷条103对应安装在该凹槽中，并与多个探头位于同一水平面上。可以理解的是，尽管与多个探头在同一水平面上，但是耐磨陶瓷条103的顶部高于探头顶部特定的距离，如此设置，不仅有效保证了探头在工况条件下所需要的检测提离值，还能够有效减少该探头***与管道内壁的接触面积，进而减少该探头***的摩擦磨损现象。进一步地，该耐磨陶瓷条103的结构可以为块状、棒状、椎体状，优选为棒状。当然，其他耐磨的绝缘材料也可以用来替代该耐磨陶瓷条103。
进一步具体来说，探头座安装架102包括：三面封闭的方形框体1021和连接件1022，且方形框体1021包括顺次连接的第一侧面、后端面和第二侧面。其中，滑槽设置在第一侧面和第二侧面的内壁中，通过将探头座本体101的通过这两个滑槽嵌入探头座安装架102中，利于探头座本体101的安装及拆卸。待探头座本体101嵌入探头座安装架102中的滑槽中后，通过使用螺钉106，例如十字沉头螺钉将探头座本体101与探头座安装架102固定在一起。
进一步地，连接件1022固定在后端面的外壁上，探头臂2的前端伸入到连接件1022中，探头座转轴7穿过探头臂2的前端和连接件1022，以使探头臂2与探头座安装架102可转动连接。具体地，连接件1022由方形部分和楔形部分构成，两者配合连接，其中方形部分固定在探头座安装架102的后端面上，在其中，探头座转轴7穿过探头臂2的前端和该连接件1022的方形部分，以使探头臂2与探头座安装架102可转动连接。
进一步地，探头座限位弹簧4的两端分别与连接件1022的侧壁和探头臂2的侧壁连接，以在预定行程内对探头座1进行限位。具体举例来说，可以在连接件1022的楔形部分的相对的侧壁外部分别设置一个挂台，同时在探头臂2的相对的侧壁外部也分别设置一个挂台，使用拉伸弹簧作为探头座限位弹簧4，通过将探头座限位弹簧4两端的挂钩钩住连接件1022的楔形部分上的挂台和探头臂2上的挂台，以保证在预定的行程内对探头座1进行限位，使探头座1既能实现在一定角度内转动，且能同时保证足够的稳定性，便于探头检测操作。
具体地，本发明实施例在探头座本体101上排布有多个探头安装孔104，且每个探头安装孔104内均设置有弹性挡圈105，不仅能用来装夹探头，且便于探头的安装与拆卸。作为优选，探头座本体101上排布有8个探头安装孔104，8个探头安装孔104沿待检测管道的轴向呈3排，并沿管道的圆周方向等角度均匀阵列排布，相邻的3个探头安装孔104所形成的三角形均保持一致(即能使每个探头等角度排布，如附图5所示，其中，探头安装孔104按照A、B、C、D、E、F、G、H的顺序进行布置，如此即可实现，当多个探头座同时使用时，其上的探头安装孔能沿管道的圆周方向均匀覆盖管道内壁，避免了探头检测过程中在管道圆周方向的重叠覆盖或者遗漏现象)。通过如上设置，以在特定空间中对管道内壁最大限度地实现有效覆盖。
进一步地，本发明实施例提供的压电超声检测探头***中，底座3包括依次连接的压电超声检测仪安装段301、探头臂安装段302和拉杆安装段303。其中，压电超声检测仪安装段301上设置有2个第一通孔，用于安装压电超声检测仪；探头臂安装段302中部设置有开缝，用于容纳探头臂2，探头臂转轴8穿过探头臂2及探头臂安装段302，以使探头臂2可在预定角度内转动；拉杆安装段303设置有第二通孔，用于使拉杆6的前端穿过，拉杆6旋转轴穿过拉杆6的前端和探头臂2的后端，以在预定行程内对探头臂2进行限位。通过如上设置，能够使探头臂2在一定的角度内转动，并保证稳定，与此同时探头座1也会在一定角度内转动，并保持稳定(该探头***的位移过程可参见图6，例如探头座1可在具有一定预紧力的前提下从Ⅰ位置转动到Ⅱ位置，并在Ⅱ位置处保持稳定。相应地，探头臂2也将随之转动)，从而在面对具有变形结构的管道时能够保证探头与管道内壁始终垂直。可以理解的是，探头臂2与拉杆6之间成一定角度，即拉杆6位于水平方向，而探头臂2在竖直方向上倾斜设置，以使该探头***能自由地进入管道内部。
本发明实施例中，探头臂限位弹簧5优选为压缩弹簧，如此能够使该探头臂限位弹簧5的本体套装在拉杆6上，且两个端部分别固定在拉杆安装段303外部和拉杆6的后端。当探头臂2转动时，其带动拉杆6随之运动，如此将压缩探头臂限位弹簧5，使其为探头臂2提供预紧力，保证探头臂2在预定的行程内稳定。
进一步地，为了提高本发明实施例提供的压电超声检测探头***的使用寿命，探头座1、探头臂2、底座3、拉杆6、探头座转轴7、探头臂转轴8、拉杆转轴9的材质均为金属合金，优选为不锈钢结构。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于管道检测的压电超声检测探头***，包括多个探头，其特征在于，所述探头***还包括：探头座、探头臂、底座、2个探头座限位弹簧、探头臂限位弹簧、拉杆、探头座转轴、探头臂转轴、拉杆转轴，多个所述探头安装在所述探头座上；
所述探头座通过所述探头座转轴与所述探头臂的前端可转动连接，2个所述探头座限位弹簧对称地设置在所述探头臂两侧，两端分别固定在所述探头座和所述探头臂上，用于对所述探头座提供预紧力，以在预定行程内对所述探头座进行限位；
所述探头臂通过所述探头臂转轴固定在所述底座上，并可在预定角度内转动，所述探头臂的后端通过所述拉杆转轴与所述拉杆可转动连接，且所述探头臂限位弹簧套装在所述拉杆上，用于对所述探头臂提供预紧力，以在预定行程内对所述探头臂进行限位。
2.根据权利要求1所述的压电超声检测探头***，其特征在于，所述探头座包括方形的探头座本体、探头座安装架、耐磨陶瓷条；
所述探头座安装架相对的侧壁内均设置有滑槽，所述探头座本体的侧部嵌入所述滑槽内，并通过螺钉使所述探头座本体固定在所述探头座安装架上；
所述探头座安装架相对的侧壁上端均设置有所述耐磨陶瓷条，用于为多个所述探头提供检测提离值。
3.根据权利要求2所述的压电超声检测探头***，其特征在于，所述探头座本体上排布有多个探头安装孔，且所述探头安装孔内设置有弹性挡圈，用于装夹所述探头。
4.根据权利要求3所述的压电超声检测探头***，其特征在于，所述探头座本体上排布有8个所述探头安装孔，8个所述探头安装孔沿待检测管道的轴向呈3排，并以圆周方向等角度均匀阵列排布，相邻的3个所述探头安装孔所形成的三角形均保持一致。
5.根据权利要求2所述的压电超声检测探头***，其特征在于，所述探头座安装架包括三面封闭的方形框体和连接件，且所述方形框体包括顺次连接的第一侧面、后端面和第二侧面；
所述滑槽设置在所述第一侧面和所述第二侧面的内壁中，所述连接件固定在所述后端面的外壁上；
所述探头臂的前端伸入到所述连接件中，所述探头座转轴穿过所述探头臂的前端和所述连接件，以使所述探头臂与所述探头座安装架可转动连接；
所述探头座限位弹簧的两端分别与所述连接件的侧壁和所述探头臂的侧壁连接，以在预定行程内对所述探头座进行限位。
6.根据权利要求5所述的压电超声检测探头***，其特征在于，所述探头座限位弹簧为拉伸弹簧。
7.根据权利要求1所述的压电超声检测探头***，其特征在于，所述底座包括依次连接的压电超声检测仪安装段、探头臂安装段和拉杆安装段；
所述压电超声检测仪安装段上设置有2个第一通孔，用于安装压电超声检测仪；
所述探头臂安装段中部设置有开缝，用于容纳所述探头臂，所述探头臂转轴穿过所述探头臂及所述探头臂安装段，以使所述探头臂可在预定角度内转动；
所述拉杆安装段设置有第二通孔，用于使拉杆的前端穿过，所述拉杆旋转轴穿过所述拉杆的前端和所述探头臂的后端，以在预定行程内对所述探头臂进行限位。
8.根据权利要求7所述的压电超声检测探头***，其特征在于，所述探头臂限位弹簧的本体套装在所述拉杆上，且两个端部分别固定在所述拉杆安装段外部和所述拉杆的后端。
9.根据权利要求8所述的压电超声检测探头***，其特征在于，所述探头臂限位弹簧为压缩弹簧。
10.根据权利要求1-9任一项所述的压电超声检测探头***，其特征在于，所述探头座、探头臂、底座、拉杆、探头座转轴、探头臂转轴、拉杆转轴的材质均为金属合金。
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