CN109764836A - 一种适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，包括主机、连接线、握杆、平板、检测机构和两个固定机构，主机上设有显示屏和若干按键，固定机构包括支杆、抵靠板和两个固定组件，固定组件包括连接块、气缸和夹板，检测机构包括平移组件、平移块、伸缩组件、伸缩板和检测组件，检测组件包括压力传感器、弹簧、压板和探头，该适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪通过固定机构实现了平板与管道的相对固定，且使平板与管道平行，防止检测过程中探头滑动产生磨损同时探头对准管道提高了检测精度，不仅如此，通过检测机构使探头对准并贴近管道进行检测，提高了测量精度，从而提高了设备的实用性。

Description

一种适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪

技术领域

本发明涉及检测设备领域，特别涉及一种适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪。

背景技术

超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体达到材料分界面时，脉冲被发射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间，来确定被测材料的厚度。超声波测厚仪可以对生产设备中各种管道和压力容器进行厚度测量，检测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度，也可以对各种板材和各种加工零件做精确测量。

但是现有的超声波测厚仪在检测一些小型管道时，难以使探头精准地对准管道，探头与管道的检测面之间存在倾斜的角度，导致设备测量结果不准确，且在测试时，需要将探头贴近管道表面，而由于操作原因，探头与管道容易发生相对移动，导致探头的表面产生磨损，影响探头的测量精度，长期使用过后，还会导致探头损坏，进而降低了现有的超声波测厚仪的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，包括主机、连接线、握杆、平板、检测机构和两个固定机构，所述握杆的一端通过连接线与主机电连接，所述握杆的另一端与平板的中心处固定连接，所述固定机构和检测机构均位于平板的远离握杆的一侧，所述两个固定机构分别位于检测机构的两侧，所述主机上设有显示屏和若干按键，所述主机内设有PLC，所述显示屏和按键均与PLC电连接；

所述固定机构包括支杆、抵靠板和两个固定组件，所述支杆的一端与平板固定连接，所述支杆的另一端固定在抵靠板的中心处，所述抵靠板与平板平行设置，所述支杆与抵靠板垂直，两个固定组件分别位于抵靠板的远离支杆的一侧，所述固定组件包括连接块、气缸和夹板，两个固定组件的气缸相对设置，所述气缸的缸体通过连接块与抵靠板固定连接，所述气缸的气杆与夹板固定连接，所述气缸与PLC电连接；

所述检测机构包括平移组件、平移块、伸缩组件、伸缩板和检测组件，所述平移组件与平移块传动连接，所述平移块抵靠在平板上，所述伸缩组件设置在平移块上，所述伸缩组件与伸缩板传动连接，所述检测组件设置在伸缩板的远离平移块的一侧，所述检测组件包括压力传感器、弹簧、压板和探头，所述探头固定在压板的一侧，所述压板的另一侧通过弹簧与压力传感器连接，所述压力传感器固定在伸缩板上，所述探头和压力传感器均与PLC电连接，所述弹簧处于压缩状态。

作为优选，为了避免抵靠板变形，所述固定机构还包括若干加固杆，所述加固杆周向均匀分布在支杆的外周，所述加固杆的一端与支杆固定连接，所述加固杆的另一端与抵靠板固定连接。

作为优选，为了加固抵靠板、支杆与加固杆的连接，所述加固杆、抵靠板与支杆为一体成型结构。

作为优选，为了保证夹板夹紧管道，所述气缸的缸体内设有气压计，所述气压计与PLC电连接。

作为优选，为了驱动平移块移动，所述平移组件包括第一电机、轴承和丝杆，所述第一电机和轴线均固定在平板上，所述第一电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在轴承内，所述第一电机与PLC电连接，所述平移块套设在丝杆上，所述平移块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。

作为优选，为了带动伸缩板靠近或远离管道，所述伸缩组件包括第二电机、驱动轮、驱动杆、驱动框和两个侧杆，所述第二电机固定在平移块上，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与驱动轮传动连接，所述驱动杆固定在驱动轮的远离圆心处，所述驱动杆位于驱动框的内侧，所述伸缩板的两端分别通过两个侧杆与驱动框固定连接。

作为优选，为了实现驱动框的平稳移动，所述驱动框的两侧设有定向杆和定向环，所述定向环固定在驱动框上，所述定向杆与平移块固定连接，所述定向环套设在定向杆上。

作为优选，为了保证第二电机的驱动力，所述第二电机为直流伺服电机。

作为优选，为了限制压板的移动，所述弹簧的两侧均设有限位块和限位杆，所述限位块通过限位杆与压板固定连接，所述压板套设在限位杆上。

作为优选，为了方便抓紧握杆，所述握杆上设有防滑纹。

本发明的有益效果是，该适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪通过固定机构实现了平板与管道的相对固定，且使平板与管道平行，防止检测过程中探头滑动产生磨损同时探头对准管道提高了检测精度，与现有的固定机构相比，该固定机构更安全可靠，不仅如此，通过检测机构使探头对准并贴近管道进行检测，提高了测量精度，从而提高了设备的实用性，与现有的检测机构相比，该检测机构结构灵活，在检测前还可通过平移块的移动调节检测位置，方便使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪的结构示意图；

图2是本发明的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪的固定机构的结构示意图；

图3是本发明的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪的固定机构的俯视图；

图4是本发明的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪的检测机构的结构示意图；

图中：1.主机，2.连接线，3.握杆，4.平板，5.显示屏，6.按键，7.支杆，8.抵靠板，9.连接块，10.气缸，11.夹板，12.平移块，13.伸缩板，14.压力传感器，15.弹簧，16.压板，17.探头，18.加固杆，19.气压计，20.第一电机，21.轴承，22.丝杆，23.第二电机，24.驱动轮，25.驱动杆，26.驱动框，27.侧杆，28.定向杆，29.定向环，30.限位块，31.限位杆。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，包括主机1、连接线2、握杆3、平板4、检测机构和两个固定机构，所述握杆3的一端通过连接线2与主机1电连接，所述握杆3的另一端与平板4的中心处固定连接，所述固定机构和检测机构均位于平板4的远离握杆3的一侧，所述两个固定机构分别位于检测机构的两侧，所述主机1上设有显示屏5和若干按键6，所述主机1内设有PLC，所述显示屏5和按键6均与PLC电连接；

用户使用该超声波测厚仪对小型管道进行测量时，一手抓住主机1，另一手握住握杆3，握杆3和主机1之间通过连接线2保持电连接，将平板4靠近移动管道，而后按动按键6，由固定机构将平板4固定与管道保持固定连接，防止探头17在检测时发生抖动摩擦引起探头17的磨损，而后检测机构运行，通过检测机构对管道厚度进行检测，将检测信号传递给PLC，PLC控制显示屏5显示检测结果，方便用户观察。

如图2-3所示，所述固定机构包括支杆7、抵靠板8和两个固定组件，所述支杆7的一端与平板4固定连接，所述支杆7的另一端固定在抵靠板8的中心处，所述抵靠板8与平板4平行设置，所述支杆7与抵靠板8垂直，两个固定组件分别位于抵靠板8的远离支杆7的一侧，所述固定组件包括连接块9、气缸10和夹板11，两个固定组件的气缸10相对设置，所述气缸10的缸体通过连接块9与抵靠板8固定连接，所述气缸10的气杆与夹板11固定连接，所述气缸10与PLC电连接；

固定机构中，通过支杆7实现了抵靠板8与平板4的固定连接，将平板4靠近管道移动，使得两个固定机构中的抵靠板8向管道靠近移动，当两个抵靠板8同时抵靠在管道上时，表明此时管道的轴线与平板4所在的平面和抵靠板8所在的平面平行，而后PLC控制通过连接块9固定的气缸10启动，增加气缸10的缸体内的气压，使得气缸10的气杆带动夹板11远离气缸10移动，两个固定组件中的夹板11相互靠近移动，从而夹住管道，进而使抵靠板8与管道保持固定连接，从而固定了平板4与管道的相对位置，避免检测过程中探头17在管道表面发生相对滑动而产生磨损。

如图3所示，所述检测机构包括平移组件、平移块12、伸缩组件、伸缩板13和检测组件，所述平移组件与平移块12传动连接，所述平移块12抵靠在平板4上，所述伸缩组件设置在平移块12上，所述伸缩组件与伸缩板13传动连接，所述检测组件设置在伸缩板13的远离平移块12的一侧，所述检测组件包括压力传感器14、弹簧15、压板16和探头17，所述探头17固定在压板16的一侧，所述压板16的另一侧通过弹簧15与压力传感器14连接，所述压力传感器14固定在伸缩板13上，所述探头17和压力传感器14均与PLC电连接，所述弹簧15处于压缩状态。

在固定平板4的位置后，PLC控制平移组件启动，调节平移块12位置，从而调节探头17的检测位置，而后根据检测需要PLC控制伸缩组件启动，带动伸缩板13靠近管道移动，进而带动伸缩板13的远离平移块12的一侧的探头17抵靠在管道表面，伸缩组件继续运行，使得伸缩板13的距离与压板16的距离靠近，从而使得弹簧15进一步受到压缩，压力传感器14接收到压力，并将压力数据传递给PLC，当弹簧15进一步受压缩时，PLC检测到压力数据增大后，确定探头17紧贴在管道表面后，控制探头17启动，对管道进行测厚，将测量数据传给PLC，PLC将数据通过显示屏5进行显示，由于在测试时，平板4的位置固定，且保持与管道平行，从而使探头17垂直于管道表面进行检测，提高了检测精度。

作为优选，为了避免抵靠板8变形，所述固定机构还包括若干加固杆18，所述加固杆18周向均匀分布在支杆7的外周，所述加固杆18的一端与支杆7固定连接，所述加固杆18的另一端与抵靠板8固定连接。通过加固杆18均匀分布在支杆7的外周，对抵靠板8进行支撑，避免抵靠板8长期受力变形。

作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了加固抵靠板8、支杆7与加固杆18的连接，所述加固杆18、抵靠板8与支杆7为一体成型结构。

作为优选，为了保证夹板11夹紧管道，所述气缸10的缸体内设有气压计19，所述气压计19与PLC电连接。在进行固定时，利用气压计19检测气缸10缸体内的气压，并将气压数据传递给PLC，PLC检测气压数据的变化，当夹板11抵靠在管道上后，气缸10缸体内继续通入空气，使得气缸10的缸体内部气压增大，PLC检测到气压增大后，确定夹板11已夹紧管道，此时控制气缸10停止，平板4与管道保持相对固定。

如图4所示，所述平移组件包括第一电机20、轴承21和丝杆22，所述第一电机20和轴线均固定在平板4上，所述第一电机20与丝杆22的一端传动连接，所述丝杆22的另一端设置在轴承21内，所述第一电机20与PLC电连接，所述平移块12套设在丝杆22上，所述平移块12的与丝杆22的连接处设有与丝杆22匹配的螺纹。

PLC控制第一电机20启动，带动丝杆22在轴承21的支撑作用下旋转，丝杆22通过螺纹作用在平移块12上，使得平移块12沿着丝杆22的轴线进行移动，调节探头17的检测位置。

如图4所示，所述伸缩组件包括第二电机23、驱动轮24、驱动杆25、驱动框26和两个侧杆27，所述第二电机23固定在平移块12上，所述第二电机23与PLC电连接，所述第二电机23与驱动轮24传动连接，所述驱动杆25固定在驱动轮24的远离圆心处，所述驱动杆25位于驱动框26的内侧，所述伸缩板13的两端分别通过两个侧杆27与驱动框26固定连接。

PLC控制第二电机23启动，带动驱动轮24转动，使得驱动杆25沿着驱动轮24的轴线做圆周运动，驱动杆25作用在驱动框26的内壁上，带动驱动框26进行平移，进而通过两个侧杆27带动伸缩板13移动。

作为优选，为了实现驱动框26的平稳移动，所述驱动框26的两侧设有定向杆28和定向环29，所述定向环29固定在驱动框26上，所述定向杆28与平移块12固定连接，所述定向环29套设在定向杆28上。利用固定在平移块12上的定向杆28固定了定向环29的移动方向，由于定向环29与驱动框26保持固定连接，从而固定了驱动框26的移动方向。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二电机23的驱动力，所述第二电机23为直流伺服电机。

作为优选，为了限制压板16的移动，所述弹簧15的两侧均设有限位块30和限位杆31，所述限位块30通过限位杆31与压板16固定连接，所述压板16套设在限位杆31上。通过限位杆31固定了压板16的移动方向，当弹簧15的形变量发生变化时，压板16沿着限位杆31的轴线移动，通过限位块30限制了压板16的移动范围，避免压板16脱离限位杆31。

作为优选，为了方便抓紧握杆3，所述握杆3上设有防滑纹。通过防滑纹增大了握杆3的表面的粗糙度，从而方便用户抓紧握杆3进行测量。

该超声波测厚仪使用时，将两个固定机构中的抵靠板8抵靠在管道上，使得平板4与管道保持平行，而后利用两个固定组件带动两个夹板11相互靠近移动，使得管道与抵靠板8保持相对固定，进而使平板4与管道相对固定，避免检测时探头17滑动引起磨损，同时使探头17对准管道，提高检测精度，在固定完成后，通过平移组件带动平移块12移动，调节探头17的检测位置，并通过伸缩组件带动伸缩板13靠近管道，使检测组件中探头17贴近管道表面进行检测，提高了检测精度，进而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪通过固定机构实现了平板4与管道的相对固定，且使平板4与管道平行，防止检测过程中探头17滑动产生磨损同时探头17对准管道提高了检测精度，与现有的固定机构相比，该固定机构更安全可靠，不仅如此，通过检测机构使探头17对准并贴近管道进行检测，提高了测量精度，从而提高了设备的实用性，与现有的检测机构相比，该检测机构结构灵活，在检测前还可通过平移块12的移动调节检测位置，方便使用。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，其特征在于，包括主机(1)、连接线(2)、握杆(3)、平板(4)、检测机构和两个固定机构，所述握杆(3)的一端通过连接线(2)与主机(1)电连接，所述握杆(3)的另一端与平板(4)的中心处固定连接，所述固定机构和检测机构均位于平板(4)的远离握杆(3)的一侧，所述两个固定机构分别位于检测机构的两侧，所述主机(1)上设有显示屏(5)和若干按键(6)，所述主机(1)内设有PLC，所述显示屏(5)和按键(6)均与PLC电连接；

所述固定机构包括支杆(7)、抵靠板(8)和两个固定组件，所述支杆(7)的一端与平板(4)固定连接，所述支杆(7)的另一端固定在抵靠板(8)的中心处，所述抵靠板(8)与平板(4)平行设置，所述支杆(7)与抵靠板(8)垂直，两个固定组件分别位于抵靠板(8)的远离支杆(7)的一侧，所述固定组件包括连接块(9)、气缸(10)和夹板(11)，两个固定组件的气缸(10)相对设置，所述气缸(10)的缸体通过连接块(9)与抵靠板(8)固定连接，所述气缸(10)的气杆与夹板(11)固定连接，所述气缸(10)与PLC电连接；

所述检测机构包括平移组件、平移块(12)、伸缩组件、伸缩板(13)和检测组件，所述平移组件与平移块(12)传动连接，所述平移块(12)抵靠在平板(4)上，所述伸缩组件设置在平移块(12)上，所述伸缩组件与伸缩板(13)传动连接，所述检测组件设置在伸缩板(13)的远离平移块(12)的一侧，所述检测组件包括压力传感器(14)、弹簧(15)、压板(16)和探头(17)，所述探头(17)固定在压板(16)的一侧，所述压板(16)的另一侧通过弹簧(15)与压力传感器(14)连接，所述压力传感器(14)固定在伸缩板(13)上，所述探头(17)和压力传感器(14)均与PLC电连接，所述弹簧(15)处于压缩状态。

2.如权利要求1所述的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，其特征在于，所述固定机构还包括若干加固杆(18)，所述加固杆(18)周向均匀分布在支杆(7)的外周，所述加固杆(18)的一端与支杆(7)固定连接，所述加固杆(18)的另一端与抵靠板(8)固定连接。

3.如权利要求2所述的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，其特征在于，所述加固杆(18)、抵靠板(8)与支杆(7)为一体成型结构。

4.如权利要求1所述的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，其特征在于，所述气缸(10)的缸体内设有气压计(19)，所述气压计(19)与PLC电连接。

5.如权利要求1所述的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，其特征在于，所述平移组件包括第一电机(20)、轴承(21)和丝杆(22)，所述第一电机(20)和轴线均固定在平板(4)上，所述第一电机(20)与丝杆(22)的一端传动连接，所述丝杆(22)的另一端设置在轴承(21)内，所述第一电机(20)与PLC电连接，所述平移块(12)套设在丝杆(22)上，所述平移块(12)的与丝杆(22)的连接处设有与丝杆(22)匹配的螺纹。

6.如权利要求1所述的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，其特征在于，所述伸缩组件包括第二电机(23)、驱动轮(24)、驱动杆(25)、驱动框(26)和两个侧杆(27)，所述第二电机(23)固定在平移块(12)上，所述第二电机(23)与PLC电连接，所述第二电机(23)与驱动轮(24)传动连接，所述驱动杆(25)固定在驱动轮(24)的远离圆心处，所述驱动杆(25)位于驱动框(26)的内侧，所述伸缩板(13)的两端分别通过两个侧杆(27)与驱动框(26)固定连接。

7.如权利要求6所述的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，其特征在于，所述驱动框(26)的两侧设有定向杆(28)和定向环(29)，所述定向环(29)固定在驱动框(26)上，所述定向杆(28)与平移块(12)固定连接，所述定向环(29)套设在定向杆(28)上。

8.如权利要求6所述的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，其特征在于，所述第二电机(23)为直流伺服电机。

9.如权利要求1所述的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，其特征在于，所述弹簧(15)的两侧均设有限位块(30)和限位杆(31)，所述限位块(30)通过限位杆(31)与压板(16)固定连接，所述压板(16)套设在限位杆(31)上。

10.如权利要求1所述的适用于小型管道的防磨损的高精度超声波测厚仪，其特征在于，所述握杆(3)上设有防滑纹。