CN112524491A - 一种多功能的管道检测装置 - Google Patents

Abstract

一种多功能的管道检测装置，包括检测杆、检测器以及驱动机构，左定位架和右定位架，检测杆的一端与左定位架转动连接，检测杆的另一端轴向穿过待检测管道的内腔与右定位架转动连接，左定位架或右定位架上设置驱动装置，检测器设置于检测杆的中部，检测器上设置能检测待检测管道内壁平整度、焊接缝精度以及焊接管道同心度的检测仪，所述检测仪通过信号与位于待检测管道外的检测设备相连接，在所述左定位架上设置有能上下移动而调节检测杆左端高度的左调节装置，在所述右定位架上设置有能上下移动而调节检测杆右端高度的右调节装置。本发明的优点在于：检测功能多样，能应用在不同管径的管道检测中，并且安装、检测方便高效。

Description

一种多功能的管道检测装置

技术领域

本发明涉及一种管道检测装置制作技术领域，尤其指一种多功能的管道检测装置。

背景技术

现有一种申请号为CN201410709034.8名称为《管道内壁垢检测装置》的中国发明专利申请公开了一种管道内壁垢检测装置，包括：壳体、第一检测臂、第二检测臂和支撑轮，所述第一检测臂和第二检测臂设置在壳体上，所述第一检测臂设有丝杆，所述丝杆与固定设置在壳体内的螺母相啮合，所述丝杆由步进电机驱动，所述丝杆的端部还设置有用于控制步进电机开闭的行程开关，所述第二检测臂上安装有摄像头，所述支撑轮设置在壳体的下方沿其轴线对称分布。该发明结构简单，能较为准确地测量出管道内壁垢的厚度以及掌握管道内壁不同部位的影像资料，使得检测结果较为全面、精确。然而，该装置通过丝杆旋转调节测量处的伸出长度以测量管道内壁垢的厚度，丝杆伸出壳体后缩回需要时间，无法实现沿管道径向的持续测量，而且该装置对于不同管径的管道测量调整不方便，应用范围较小，并且测试功能少，因此该装置的结构还需进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种设计结构巧妙，能对不同管径的管道进行检测，并且检测时能对管道内壁平整度、焊接缝精度以及管道同心度同时进行检测，且检测精度高，检测十分方便的多功能的管道检测装置

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：本多功能的管道检测装置，包括有检测杆、设置在检测杆上的检测器以及能驱动检测器作轴向来回移动的驱动机构，其特征在于：所述检测装置还包括有能放置于待检测管道左端开口处的左定位架和能放置于待检测管道右端开口处的右定位架，所述检测杆的一端与左定位架转动连接，所述检测杆的另一端轴向穿过待检测管道的内腔与右定位架转动连接，所述左定位架或右定位架上设置有能驱动检测杆转动的驱动装置，当驱动装置安装于左定位架上时检测杆的右端与右定位架上的从动轮相连接，当驱动装置安装于右定位架上时检测杆的左端与左定位架上的从动轮相连接，所述检测器设置于检测杆的中部，所述检测器上设置能检测待检测管道内壁平整度、焊接缝精度以及焊接管道同心度的检测仪，所述检测仪通过信号与位于待检测管道外的检测设备相连接，在所述左定位架上设置有能上下移动而调节检测杆左端高度的左调节装置，在所述右定位架上设置有能上下移动而调节检测杆右端高度的右调节装置。

作为改进，所述检测器包括至少一组对称设置的焊缝检测器和至少一组对称设置的精度检测器，所述焊缝检测器和精度检测器均为弹性杆，任一弹性杆的一端经传动块连接在检测杆上，任一弹性杆的另一端设置有连接板，在所述连接板上设置有万向轮，所述万向轮能保持顶触在管道内壁上并能相对管道内壁移动，所述传动块能随检测杆转动并能由驱动机构驱动沿管道轴向移动，所述检测仪包括红外线扫描器和超声波收发器，所述红外线扫描器设置在焊缝检测器的连接板上，所述超声波收发器设置在精度检测器的连接板上。

进一步改进，所述弹性杆包括筒体、弹簧和穿置在筒体中的杆体，所述连接板与杆体相连接并能沿杆体滑动，所述弹簧套置在杆体上，所述弹簧的一端与连接板相连接并将连接板顶至杆体，所述弹簧的另一端与筒体相连接。

进一步改进，在所述筒体中还设置有能调节杆体伸出长度使万向轮保持顶触在管道内壁上的长度调节机构。

进一步改进，在精度检测器的连接板上设置有四个万向轮，四个万向轮分别设置在连接板对应的四个板体角上，所述超声波收发器位于四个万向轮之间的连接板中部。

作为改进，所述检测杆为丝杆，在所述丝杆上套置有转动块，在所述转动块的内孔上设置有能沿丝杆旋转的螺纹，所述检测器分布在转动块上，所述驱动装置为丝杆驱动机构，所述驱动机构即为丝杆的外螺纹。

作为改进，所述检测杆为转动筒，在所述转动筒的外壁上沿轴向设置有条形通孔，在所述转动筒上套置有滑动套，所述检测器分布在滑动套上，在所述滑动套上连接有穿过条形通孔的限位杆，所述限位杆能沿条形通孔滑动，所述驱动机构为驱动气缸，所述限位杆经万向节与驱动气缸的气缸臂相连接，所述驱动气缸的气缸体连接在左定位架或右定位架上，所述驱动装置为转动筒驱动机构。

作为改进，所述检测杆为导向筒，在所述导向筒上套置有导向套，在导向筒的内腔中穿置有驱动丝杆，在所述驱动丝杆上套置有驱动套，所述驱动套能沿导向筒内壁滑动，所述驱动套的内孔上设置有能沿驱动丝杆旋转的螺纹，所述检测器分布在导向套上，在所述导向筒的外壁上沿轴向设置有导向通孔，所述导向套上连接有穿过导向通孔的限位销，所述限位销与驱动套相连接，所述驱动装置为导向筒驱动机构，所述驱动机构为驱动丝杆电机，所述驱动丝杆电机与导向筒驱动机构相对设置。

作为改进，所述右定位架的底部设置在滑轨上，所述移动架上设置有把手部，在所述移动架上设置有能在移动至指定位置时将移动架定位在滑轨上的定位销。

作为改进，使用本管道检测装置的具体步骤为，

一、将左定位架和右定位架置于待检测管道两端开口的对应位置处，使检测杆穿过待检测管道而使检测器位于待检测管道的内腔中；

二、调节检测器与待检测管道的相对位置，使检测器移动至待检测管道的一端开口处；

三、驱动装置驱动检测杆转动，检测器随检测杆转动，同时，驱动机构驱动检测器相对待检测管道轴向移动，位于检测器上的检测仪检测并记录管道数据，并将检测到的管道数据传输至检测设备中进行处理；

四、当检测器运动至待检测管道的另一端开口处时，将检测杆退出待检测管道，完成管道检测操作。

与现有技术相比，本发明的优点在于：检测杆通过放置在待检测管道两端开口处的定位架固定，使检测杆能穿过待检测管道，检测杆带动检测器旋转，驱动机构使检测器沿管道轴向移动，这样检测器在检测管道内在圆周转动的同时沿轴向移动，将检测仪测量管道数据通过无线或有线传输至管道外的数据显示器上，即超声波能将管道焊接缝是否合格的信号返回给超声波数据接收器中，而红外线扫描器能将管道内壁上的平整度结果传输给红外线扫描器数据显示器中，同时通过红外线扫描器的圆周转动能对管道的内径进行实时测量，同时将内径测量数据返回给同心度数据接收器中，从而准确地测定出管道的同心度(包括焊接管道的同心度)，本装置具有功能多样，检测效果好，并且方便，在检测过程中能同时检测出管道内壁平整度、焊接缝精度以及管道同心度，从而大大地提高检测效率；还有，由于通过调节左右定位架可以调节检测杆的位置和高度，同时检测器为弹性伸缩杆，因此，本装置能对不同直径的管道进行测量中，用于检测船用中小型导流管和导流罩，以及各种大直径金属管道，因此，使应用范围更广；再有，检测仪可以包括红外线扫描器和超声波收发器和半径变化传感器等，红外线扫描器一方面可以作为红外线测距的工具，另一方面也可以按照需要将采集的数据作为3D建模的数据，方便之后在问题区域进行标注，便于后期施工完善；超声波收发器可以较为精确的获得圆面上各个点的内部数据，可以通过回传数据利用焊缝公式计算裂缝深度与长度，方便测量钢体结构内的焊缝裂纹，可以测量钢体结构内部存在的一些隐性问题；检测器通过驱动机构和检测杆驱动在转动的同时沿管道内壁轴向移动，整个过程无需人力参与，实现自动化操作，检测方便，检测效率高；综上所述，本装置检测功能多样，能应用在不同管径的管道检测中，并且安装、检测方便高效，应用范围广，检测精度高，因此值得推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例的立体图；

图2为图1处于另一个角度的立体图；

图3是图1中剖去一半待检测管道后显示检测杆结构的剖视图；

图4是图1的俯视图；

图5是图4中沿A-A线的剖面图；

图6是图4中沿B-B线的剖面图；

图7是图1的结构分解图；

图8是本发明第二种实施例的立体图；

图9是图8中沿转动筒中心线所在竖直面的剖面图；

图10是本发明第三种实施例的立体图；

图11是图10中沿导向筒中心线所在竖直面的剖面图；

图12是图10的结构分解图；

图13是图12中I部分的放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图7所示，本实施例的多功能的管道检测装置，包括检测杆、设置在检测杆上的检测器、能驱动检测器作轴向来回移动的驱动机构、能放置于待检测管道4左端开口处的左定位架42和能放置于待检测管道4右端开口处的右定位架43。检测杆的一端与左定位架42转动连接，检测杆的另一端轴向穿过待检测管道4的内腔与右定位架43转动连接，左定位架42或右定位架43上设置有能驱动检测杆转动的驱动装置，当驱动装置安装于左定位架42上时检测杆的右端与右定位架43上的从动轮相连接，当驱动装置安装于右定位架43上时检测杆的左端与左定位架42上的从动轮相连接，检测器设置于检测杆的中部，检测器上设置能检测待检测管道4内壁平整度、焊接缝精度以及焊接管道同心度的检测仪，检测仪通过信号与位于待检测管道4外的检测设备相连接，在左定位架42上设置有能上下移动而调节检测杆左端高度的左调节装置421，在右定位架43上设置有能上下移动而调节检测杆右端高度的右调节装置432。检测设备可以是可以是人工读取读数的检测表也可以是自动记录数据并根据储存的公式自动处理数据的计算机。待检测管道4在测量时可以直接摆放在地面上，当摆放在地面上时可以通过重块或楔形块卡住定位，待检测管道4还可以放在定位座41上进行固定。

检测器包括至少一组对称设置的焊缝检测器1和至少一组对称设置的精度检测器2，焊缝检测器1和精度检测器2均为弹性杆，任一弹性杆的一端经传动块连接在检测杆上，任一弹性杆的另一端设置有连接板3，在连接板3上设置有万向轮31，万向轮31能保持顶触在管道内壁上并能相对管道内壁移动，传动块能随检测杆转动并能由驱动机构驱动沿管道轴向移动，检测仪包括红外线扫描器5和超声波收发器6，红外线扫描器5设置在焊缝检测器1的连接板3上，超声波收发器6设置在精度检测器2的连接板3上。红外线扫描器5和超声波收发器6的具体结构、具体电路结构以及检测原理均属于现有技术，故不再详细描述。在检测器安装在管道内壁上时将此时红外线扫描器5和超声波收发器6检测到的数据作为初始值，从而随着检测器的运动，红外线扫描器5和超声波收发器6可以根据检测到的数值变化得到管道数据，收集的数据输入检测设备中进行数据处理从而确定待检测管道4的同心度、圆度以及粗糙度等数据。红外线扫描器5一方面可以作为红外线测距的工具，另一方面也可以按照需要将采集的数据作为3D建模的数据，方便之后在问题区域进行标注，便于后期施工完善。超声波收发器6可以较为精确的获得圆面上各个点的内部数据，可以通过回传数据利用焊缝公式计算裂缝深度与长度，方便测量钢体结构内的焊缝裂纹，可以测量钢体结构内部存在的一些隐性问题。

弹性杆包括筒体10、弹簧11和穿置在筒体10中的杆体12，连接板3与杆体12相连接并能沿杆体12滑动，弹簧11套置在杆体12上，弹簧11的一端与连接板3相连接并将连接板3顶至杆体12，弹簧11的另一端与筒体10相连接。在筒体10中还设置有能调节杆体12伸出长度使万向轮31保持顶触在管道内壁上的长度调节机构13。在精度检测器2的连接板3上设置有四个万向轮31，四个万向轮31分别设置在连接板3对应的四个板体角上，超声波收发器6位于四个万向轮31之间的连接板3中部。长度调节机构13可以是丝杆调节结构、打气筒、千斤顶等结构，通过手动调节杆体12的伸出长度，长度调节机构13还可以是气缸或油缸，通过电路开闭调节杆体12的伸出长度。长度调节结构13的作用是调节杆体12的伸出长度，由于待测量管道4的直径大小区别较大，为了在测量直径较大的待测量管道4时能使弹簧11保持压缩状态需要调节杆体的伸出长度，从而使万向轮31在初始位置能顶触在管道内壁上，确保测量的顺利进行。如果要测量的管道直径只有一种情况，那么则无需长度调节机构13，采用适当长度的杆体12即能实现万向轮31顶触管道内壁的目的。长度调节机构13如果使用电路控制，则控制端需要安装在与驱动机构同步转动的转盘上并同时增加一个类似鱼线收线盒的装置避免线路打结。假设为了减少噪声对设备装置带来的影响，采用低速步进电机控制驱动机构转速，按照各装置的响应速度设置为30r/min，则装置的收线速度与检测杆轴向移动速度一致，防止管内的电线等出现拖拽乱置影响测量精度的问题，管道内驱动机构的丝杆长度为两米，驱动机构的轴向传动速度控制在0.25m/min，则类似鱼线收线盒的装置的转轴半径为5cm，转速控制在0.82π/min

检测杆为丝杆7，在丝杆7上套置有转动块71，在转动块71的内孔上设置有能沿丝杆7旋转的螺纹，检测器分布在转动块71上，驱动装置为丝杆驱动机构，驱动机构即为丝杆7的外螺纹。右定位架43的底部设置在滑轨44上，移动架43上设置有把手部431，在移动架43上设置有能在移动至指定位置时将移动架43定位在滑轨44上的定位销。丝杆驱动机构的具体结构是公知技术，丝杆7端部可以设置有传动轮，传动轮通过传动带与驱动轮相连接，驱动轮与一个丝杆驱动电机40相连接。在固定支架42的顶部设置有能调节固定支架42顶端高度的第一调节气缸421，固定支架42顶端与驱动机构的一端相连接，在移动架43的顶部设置有能调节移动架43顶端高度的第二调节气缸432，移动架43顶端与驱动机构的另一端相连接。

左调节装置421是第一调节气缸，第一调节气缸的缸体连接在左定位架42上，在第一调节气缸的气缸壁上设置有定位座，所述丝杆7经轴承连接在定位座上，丝杆7的端部穿过轴承与丝杆驱动该机构相连接，右调节装置432是第二调节气缸，第二调节气缸的缸体连接在右定位架43上，在第二调节气缸的气缸壁上设置有第二定位座，丝杆7的另一端经第二轴承连接在第二定位座上。

使用本管道检测装置的具体步骤为，

一、将左定位架42和右定位架43置于待检测管道4两端开口的对应位置处，使检测杆穿过待检测管道4而使检测器位于待检测管道4的内腔中；

二、调节检测器与待检测管道4的相对位置，使检测器移动至待检测管道4的一端开口处；

三、驱动装置驱动检测杆转动，检测器随检测杆转动，同时，驱动机构驱动检测器相对待检测管道4轴向移动，位于检测器上的检测仪检测并记录管道数据，并将检测到的管道数据传输至检测设备中进行处理；

四、当检测器运动至待检测管道4的另一端开口处时，将检测杆退出待检测管道4，完成管道检测操作。

如图8和图9所示，第二种实施例的多功能的管道检测装置，包括检测杆、设置在检测杆上的检测器、能驱动检测器作轴向来回移动的驱动机构、能放置于待检测管道4左端开口处的左定位架42和能放置于待检测管道4右端开口处的右定位架43。检测杆的一端与左定位架42转动连接，检测杆的另一端轴向穿过待检测管道4的内腔与右定位架43转动连接，左定位架42或右定位架43上设置有能驱动检测杆转动的驱动装置，当驱动装置安装于左定位架42上时检测杆的右端与右定位架43上的从动轮相连接，当驱动装置安装于右定位架43上时检测杆的左端与左定位架42上的从动轮相连接，检测器设置于检测杆的中部，检测器上设置能检测待检测管道4内壁平整度、焊接缝精度以及焊接管道同心度的检测仪，检测仪通过信号与位于待检测管道4外的检测设备相连接，在左定位架42上设置有能上下移动而调节检测杆左端高度的左调节装置421，在右定位架43上设置有能上下移动而调节检测杆右端高度的右调节装置432。

检测器包括至少一组对称设置的焊缝检测器1和至少一组对称设置的精度检测器2，焊缝检测器1和精度检测器2均为弹性杆，任一弹性杆的一端经传动块连接在检测杆上，任一弹性杆的另一端设置有连接板3，在连接板3上设置有万向轮31，万向轮31能保持顶触在管道内壁上并能相对管道内壁移动，传动块能随检测杆转动并能由驱动机构驱动沿管道轴向移动，检测仪包括红外线扫描器5和超声波收发器6，红外线扫描器5设置在焊缝检测器1的连接板3上，超声波收发器6设置在精度检测器2的连接板3上。弹性杆包括筒体10、弹簧11和穿置在筒体10中的杆体12，连接板3与杆体12相连接并能沿杆体12滑动，弹簧11套置在杆体12上，弹簧11的一端与连接板3相连接并将连接板3顶至杆体12，弹簧11的另一端与筒体10相连接。在筒体10中还设置有能调节杆体12伸出长度使万向轮31保持顶触在管道内壁上的长度调节机构13。在精度检测器2的连接板3上设置有四个万向轮31，四个万向轮31分别设置在连接板3对应的四个板体角上，超声波收发器6位于四个万向轮31之间的连接板3中部。

检测杆为转动筒8，在转动筒8的外壁上沿轴向设置有条形通孔，在转动筒8上套置有滑动套81，检测器分布在滑动套81上，在滑动套81上连接有穿过条形通孔的限位杆83，限位杆83能沿条形通孔滑动，驱动机构为驱动气缸84，限位杆83经万向节与驱动气缸84的气缸臂相连接，驱动气缸84的气缸体连接在左定位架42或右定位架43上，驱动装置为转动筒驱动机构。右定位架43的底部设置在滑轨44上，移动架43上设置有把手部431，在移动架43上设置有能在移动至指定位置时将移动架43定位在滑轨44上的定位销。转动筒驱动机构的具体结构属于公知技术，故不再详细描述。

左调节装置421是第一调节气缸，第一调节气缸的缸体连接在左定位架42上，在第一调节气缸的气缸壁上设置有定位座，所述转动筒8经轴承连接在定位座上，转动筒8的端部穿过轴承与转动筒驱动该机构相连接，右调节装置432是第二调节气缸，第二调节气缸的缸体连接在右定位架43上，在第二调节气缸的气缸壁上设置有第二定位座，转动筒8的另一端经第二轴承连接在第二定位座上。

使用本管道检测装置的具体步骤为，

一、将左定位架42和右定位架43置于待检测管道4两端开口的对应位置处，使检测杆穿过待检测管道4而使检测器位于待检测管道4的内腔中；

二、调节检测器与待检测管道4的相对位置，使检测器移动至待检测管道4的一端开口处；

三、驱动装置驱动检测杆转动，检测器随检测杆转动，同时，驱动机构驱动检测器相对待检测管道4轴向移动，位于检测器上的检测仪检测并记录管道数据，并将检测到的管道数据传输至检测设备中进行处理；

四、当检测器运动至待检测管道4的另一端开口处时，将检测杆退出待检测管道4，完成管道检测操作。

如图10至图13所示，第三种实施例的多功能的管道检测装置，包括检测杆、设置在检测杆上的检测器、能驱动检测器作轴向来回移动的驱动机构、能放置于待检测管道4左端开口处的左定位架42和能放置于待检测管道4右端开口处的右定位架43。检测杆的一端与左定位架42转动连接，检测杆的另一端轴向穿过待检测管道4的内腔与右定位架43转动连接，左定位架42或右定位架43上设置有能驱动检测杆转动的驱动装置，当驱动装置安装于左定位架42上时检测杆的右端与右定位架43上的从动轮相连接，当驱动装置安装于右定位架43上时检测杆的左端与左定位架42上的从动轮相连接，检测器设置于检测杆的中部，检测器上设置能检测待检测管道4内壁平整度、焊接缝精度以及焊接管道同心度的检测仪，检测仪通过信号与位于待检测管道4外的检测设备相连接，在左定位架42上设置有能上下移动而调节检测杆左端高度的左调节装置421，在右定位架43上设置有能上下移动而调节检测杆右端高度的右调节装置432。

检测器包括至少一组对称设置的焊缝检测器1和至少一组对称设置的精度检测器2，焊缝检测器1和精度检测器2均为弹性杆，任一弹性杆的一端经传动块连接在检测杆上，任一弹性杆的另一端设置有连接板3，在连接板3上设置有万向轮31，万向轮31能保持顶触在管道内壁上并能相对管道内壁移动，传动块能随检测杆转动并能由驱动机构驱动沿管道轴向移动，检测仪包括红外线扫描器5和超声波收发器6，红外线扫描器5设置在焊缝检测器1的连接板3上，超声波收发器6设置在精度检测器2的连接板3上。弹性杆包括筒体10、弹簧11和穿置在筒体10中的杆体12，连接板3与杆体12相连接并能沿杆体12滑动，弹簧11套置在杆体12上，弹簧11的一端与连接板3相连接并将连接板3顶至杆体12，弹簧11的另一端与筒体10相连接。在筒体10中还设置有能调节杆体12伸出长度使万向轮31保持顶触在管道内壁上的长度调节机构13。在精度检测器2的连接板3上设置有四个万向轮31，四个万向轮31分别设置在连接板3对应的四个板体角上，超声波收发器6位于四个万向轮31之间的连接板3中部。

检测杆为导向筒9，在导向筒9上套置有导向套91，在导向筒9的内腔中穿置有驱动丝杆92，在驱动丝杆92上套置有驱动套93，驱动套93能沿导向筒9内壁滑动，驱动套93的内孔上设置有能沿驱动丝杆92旋转的螺纹，检测器分布在导向套91上，在导向筒91的外壁上沿轴向设置有导向通孔94，导向套91上连接有穿过导向通孔94的限位销95，限位销95与驱动套93相连接，驱动装置为导向筒驱动机构，驱动机构为驱动丝杆电机921，驱动丝杆电机921与导向筒驱动机构相对设置。右定位架43的底部设置在滑轨44上，移动架43上设置有把手部431，在移动架43上设置有能在移动至指定位置时将移动架43定位在滑轨44上的定位销。导向筒驱动机构的具体结构属于公知技术，故不再详细描述。线路和管道可以从导向筒9的内腔中伸出与检测设备相连接，为了避免线路缠绕，线路和管道的伸出端、电源、气源等需要设置在与导向筒同步转动的转动盘上。当然如果只有电线伸出可以将转动盘替换为轴承从而减小安装体积。

左调节装置421是第一调节气缸，第一调节气缸的缸体连接在左定位架42上，在第一调节气缸的气缸壁上设置有定位座，所述导向筒9经轴承连接在定位座上，导向筒9的端部穿过轴承与导向筒驱动该机构相连接，右调节装置432是第二调节气缸，第二调节气缸的缸体连接在右定位架43上，在第二调节气缸的气缸壁上设置有第二定位座，导向筒9的另一端经第二轴承连接在第二定位座上。

使用本管道检测装置的具体步骤为，

一、将左定位架42和右定位架43置于待检测管道4两端开口的对应位置处，使检测杆穿过待检测管道4而使检测器位于待检测管道4的内腔中；

二、调节检测器与待检测管道4的相对位置，使检测器移动至待检测管道4的一端开口处；

三、驱动装置驱动检测杆转动，检测器随检测杆转动，同时，驱动机构驱动检测器相对待检测管道4轴向移动，位于检测器上的检测仪检测并记录管道数据，并将检测到的管道数据传输至检测设备中进行处理；

四、当检测器运动至待检测管道4的另一端开口处时，将检测杆退出待检测管道4，完成管道检测操作。

工作原理：本管道检测装置是一种管道的多功能精度检测装置。主要是该装置两旁是支撑架，支撑架上固连有电机，电机的输出轴上固连有主动带轮，从动带轮和主动带轮通过传动带连接。传动轴旋转连接着支撑架，传动块通过内螺纹连接在有螺纹的传动轴上。传动块的四周各连接有四个固定杆，其中两个是焊缝检测器，另外两根是精度检测器，固定架上转动设置有转轴，转轴上固连有滚轮。装置启动时，电机运转，带动主动带轮运转，通过传动带带动从动带轮运转，继而使传动轴旋转，带动传动块旋转，传动块在传动轴上旋转并作轴向移动，固定杆上的滚轮在各种导流管内壁滚动。在稳定转速的基础上平稳探测管体内部情况。固定杆由于解开拉伸杆后由弹簧自动控制长度，在初始数据输入完整的情况下可测量收集管道数据，从而确定其同轴度、圆度以及粗糙度等数据，同时可检测管道结构内部质量问题。本装置具有检测方便、工作效率高等优点，主要用于检测船用中小型导流管和导流罩，以及各种大直径金属管道。

导流管是一种能使大量水流经过螺旋桨后统一水流流向的装置。导流管的作用是提高螺旋桨推进效率，防止螺旋桨划水由于水流方向不同而造成损耗。导流管与螺旋桨安装在同一轴线上，其制造精度直接影响与螺旋桨的配合。对于导流管的焊接，人工焊接管常常存在内部出现焊缝，焊接时未对齐产生的同轴度有偏差的问题以及金属导流管本身内部存在一些微小的管壁不齐的问题等等。管壁不均匀平滑会造成不均匀处对水流方向的改变，在失去不均匀处的水流之外还会影响其他流动方向正常的水流，从而出现部分损耗；管壁之间同轴度存在偏差则会损失掉偏差交际处管壁上所有的水流；内部存在焊缝裂纹则会使导流管的使用寿命下滑，在航行过程中出现脱落等情况。为了快捷便利的测量目标管道的粗糙度、同轴度以及一些金属导流管的内部结构完整性。减少人为操作，将检测工作变成半自动化作业，以此来提高作业效率。

本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种设计巧妙、检测精度高、工作效率高的管道精度检测装置，本检测装置主要用于检测船用导流管的内壁加工精度。

具体技术方案如下：

该装置两旁是支撑架，支撑架上固连有电机，电机的输出轴上固连有主动带轮，从动带轮和主动带轮通过传动带连接。在稳定转速的基础上平稳探测管体内部情况。传动轴旋转连接着支撑架，传动块通过内螺纹连接在有螺纹的传动轴上。

传动块的四周各连接有四个固定杆，其中两个是焊缝检测器，另外两根是精度检测器，固定架上转动设置有转轴，转轴上固连有滚轮。装置启动时，电机运转，带动主动带轮运转，通过传动带带动从动带轮运转，继而使传动轴旋转，带动传动块旋转，传动块在传动轴上旋转并作轴向移动，固定杆上的滚轮在各种导流管内壁滚动。固定杆由于解开拉伸杆后由弹簧自动控制长度，在初始数据输入完整的情况下可以对导流管内壁进行测量。

在上述装置中，支撑架内部设有液压控制装置方便调整连杆的上升下降可以满足不同口径的导流管以及对导流管外壁的人工检查。支撑架上固连有低速步进电机，为了减少噪声对设备装置带来的影响，采用低速步进电机控制转速，按照各装置的响应速度设置为30r/min。在装置左侧位置含有一个原理类似于鱼竿的收线盒，装置的收线速度与传动块移动速度一致，防止管内的电线等出现拖拽乱置影响测量精度的问题。以两米的传动轴为例，传动速度控制在0.25m/min，收线盒转速以半径为5cm转轴为例控制在0.82π/min。在检测杆上有一块金属板，金属板中央安装有万向轮,装置运行时，万向轮在导流管内壁滚动。当装置检测导流管的内径时，由气泵来调整检测杆的长度，压缩弹簧到导流管内，之后解除拉杆对弹簧的控制，进行检测工作。在焊缝检测器上，金属固定板万向轮的左端3cm处设置了红外线扫描器，一方面可以作为红外线测距的工具，另一方面也可以按照需要作为3D建模的数据，方便之后在问题区域进行标注，便于后期施工完善。在精度检测器上金属板上四角分别有四个万向轮，中间加装了一个超声波收发器，与弹簧直接联动与管壁实时接触，可以较为精确的获得圆面上各个点的内部数据，可以通过回传数据利用焊缝公式计算裂缝深度与长度。方便测量钢体结构内的焊缝裂纹，可以测量钢体结构内部存在的一些隐性问题。

固定杆上的扫描摄像头旋转扫描检测精度，将超声波发收数据回传处理，以装置的轴心为原点，并将扫描所得数据与录入在设备的正常标准数据对比建模，通过计算机技术3D MAX可以具体直观的反映出问题所在位置以及大概情况。

进行精度检测的复验工作时，将固定杆分为两组，焊缝检测组与精度检测组。每一组有两根固定杆，两根固定杆两两交错在回传数据的折线图上汇总。假设数据有波动，则选取上下平均值作为标准数据。

综上所述，本装置具有的优点和有益效果有：

1、实时精度测量与虚拟理想模型结合对异常数据进行实时录入。

2、对导流管内部的整体结构通过超声波的收发装置进行反馈接收，通过反馈信号再进一步由终端计算得出内部情况。

3、是一种新型的转轴型测量方式。

4、该装置针对目前造船企业在导流管外形精度检测方法上进行了改进，通过弹簧伸缩杆不仅能够测量导流管，还可以对导流罩进行测量。

5、该装置可以通过固定支架的伸缩杆来控制单个装置支架长短，由此可以对最大口径到最大口径三分之二之间符合尺寸要求的各类导流管进行精密测量。

6、改变传统工业费时费力的运作模式，将检测工作带入半自动化自动化轨道，解放劳动力。让更多高素质劳动者投入到生产创新当中，提升工业技术水平、检测精度以及生产检测速度。整体提升导流管精度检测效率。

7、通过现有的传动手段、扫描技术、超声波探测手段、计算机软件技术以及利用简单的物理原理汇总实现快速精确的检测目标导流管。将原本需要有丰富经验，繁琐的技术手段复杂的计算检验工序变成有机械运作的半自动化作业。

装置的两侧有支撑架，一侧支撑架上固连有电机，电机的输出轴上固连有主动带轮，从动带轮和主动带轮通过传动带连接。传动轴旋转连接着支撑架。装置启动时，电机运转，带动主动带轮运转，通过传动带带动从动带轮运转，继而使传动轴旋转。传动块通过内螺纹连接在有螺纹的传动轴上。传动块的四周各连接有四个固定杆，其中两个是焊缝检测器，另外两根是精度检测器。固定架上转动设置有转轴，转轴上固连有滚轮。装置启动时，传动轴旋转，带动传动块旋转，传动块在传动轴上旋转并作轴向移动，固定杆上的滚轮在各种导流管内壁滚动。固定杆由于解开拉伸杆后由弹簧自动控制长度，在初始数据输入完整的情况下可测量收集管道内壁数据，从而确定其同轴度、圆度以及粗糙度等数据，同时可检测管道结构内部质量问题。当装置检测导流管的内径时，由气泵来调整检测杆的长度，压缩弹簧到具体的导流管内，之后解除拉杆对弹簧的控制，进行检测工作。在焊缝检测器上有一块金属板，金属板中央安装有一个万向轮,装置运行时，万向轮在导流管内壁滚动。在装置固定杆上，金属固定板万向轮的左端3cm处设置了近程红外线扫描器。一方面可以作为红外线测距的工具，另一方面也可以按照需要作为3D建模的数据，方便之后在问题区域进行标注，便于后期施工完善。在精度检测器的金属板上四角分别有四个万向轮，中间加装了一个超声波收发器，与弹簧直接联动与管壁实时接触，固定杆上的扫描摄像头旋转扫描检测精度，可以较为精确的获得圆面上各个点的内部数据，将超声波发收数据回传处理，以装置的轴心为原点并将扫描所得数据与录入在设备的正常标准数据对比建模，通过计算机技术3DMAX可以具体直观的反映出问题所在位置以及大概情况。方便测量钢体结构内的焊缝裂纹，内部存在的一些隐性问题。

Claims (10)

1.一种多功能的管道检测装置，包括有检测杆、设置在检测杆上的检测器以及能驱动检测器作轴向来回移动的驱动机构，其特征在于：所述检测装置还包括有能放置于待检测管道(4)左端开口处的左定位架(42)和能放置于待检测管道(4)右端开口处的右定位架(43)，所述检测杆的一端与左定位架(42)转动连接，所述检测杆的另一端轴向穿过待检测管道(4)的内腔与右定位架(43)转动连接，所述左定位架(42)或右定位架(43)上设置有能驱动检测杆转动的驱动装置，当驱动装置安装于左定位架(42)上时检测杆的右端与右定位架(43)上的从动轮相连接，当驱动装置安装于右定位架(43)上时检测杆的左端与左定位架(42)上的从动轮相连接，所述检测器设置于检测杆的中部，所述检测器上设置能检测待检测管道(4)内壁平整度、焊接缝精度以及焊接管道同心度的检测仪，所述检测仪通过信号与位于待检测管道(4)外的检测设备相连接，在所述左定位架(42)上设置有能上下移动而调节检测杆左端高度的左调节装置(421)，在所述右定位架(43)上设置有能上下移动而调节检测杆右端高度的右调节装置(432)。

2.根据权利要求1所述的管道检测装置，其特征在于：所述检测器包括至少一组对称设置的焊缝检测器(1)和至少一组对称设置的精度检测器(2)，所述焊缝检测器(1)和精度检测器(2)均为弹性杆，任一弹性杆的一端经传动块连接在检测杆上，任一弹性杆的另一端设置有连接板(3)，在所述连接板(3)上设置有万向轮(31)，所述万向轮(31)能保持顶触在管道内壁上并能相对管道内壁移动，所述传动块能随检测杆转动并能由驱动机构驱动沿管道轴向移动，所述检测仪包括红外线扫描器(5)和超声波收发器(6)，所述红外线扫描器(5)设置在焊缝检测器(1)的连接板(3)上，所述超声波收发器(6)设置在精度检测器(2)的连接板(3)上。

3.根据权利要求2所述的管道检测装置，其特征在于：所述弹性杆包括筒体(10)、弹簧(11)和穿置在筒体(10)中的杆体(12)，所述连接板(3)与杆体(12)相连接并能沿杆体(12)滑动，所述弹簧(11)套置在杆体(12)上，所述弹簧(11)的一端与连接板(3)相连接并将连接板(3)顶至杆体(12)，所述弹簧(11)的另一端与筒体(10)相连接。

4.根据权利要求3所述的管道检测装置，其特征在于：在所述筒体(10)中还设置有能调节杆体(12)伸出长度使万向轮(31)保持顶触在管道内壁上的长度调节机构(13)。

5.根据权利要求3所述的管道检测装置，其特征在于：在精度检测器(2)的连接板(3)上设置有四个万向轮(31)，四个万向轮(31)分别设置在连接板(3)对应的四个板体角上，所述超声波收发器(6)位于四个万向轮(31)之间的连接板(3)中部。

6.根据权利要求1至5中任一所述的管道检测装置，其特征在于：所述检测杆为丝杆(7)，在所述丝杆(7)上套置有转动块(71)，在所述转动块(71)的内孔上设置有能沿丝杆(7)旋转的螺纹，所述检测器分布在转动块(71)上，所述驱动装置为丝杆驱动机构，所述驱动机构即为丝杆(7)的外螺纹。

7.根据权利要求1至5中任一所述的管道检测装置，其特征在于：所述检测杆为转动筒(8)，在所述转动筒(8)的外壁上沿轴向设置有条形通孔，在所述转动筒(8)上套置有滑动套(81)，所述检测器分布在滑动套(81)上，在所述滑动套(81)上连接有穿过条形通孔的限位杆(83)，所述限位杆(83)能沿条形通孔滑动，所述驱动机构为驱动气缸(84)，所述限位杆(83)经万向节与驱动气缸(84)的气缸臂相连接，所述驱动气缸(84)的气缸体连接在左定位架(42)或右定位架(43)上，所述驱动装置为转动筒驱动机构。

8.根据权利要求1至5中任一所述的管道检测装置，其特征在于：所述检测杆为导向筒(9)，在所述导向筒(9)上套置有导向套(91)，在导向筒(9)的内腔中穿置有驱动丝杆(92)，在所述驱动丝杆(92)上套置有驱动套(93)，所述驱动套(93)能沿导向筒(9)内壁滑动，所述驱动套(93)的内孔上设置有能沿驱动丝杆(92)旋转的螺纹，所述检测器分布在导向套(91)上，在所述导向筒(91)的外壁上沿轴向设置有导向通孔(94)，所述导向套(91)上连接有穿过导向通孔(94)的限位销(95)，所述限位销(95)与驱动套(93)相连接，所述驱动装置为导向筒驱动机构，所述驱动机构为驱动丝杆电机(921)，所述驱动丝杆电机(921)与导向筒驱动机构相对设置。

9.根据权利要求1至5中任一所述的管道检测装置，其特征在于：所述右定位架(43)的底部设置在滑轨(44)上，所述移动架(43)上设置有把手部(431)，在所述移动架(43)上设置有能在移动至指定位置时将移动架(43)定位在滑轨(44)上的定位销。

10.根据权利要求1至5中任一所述的管道检测装置，其特征在于：使用本管道检测装置的具体步骤为，

一、将左定位架(42)和右定位架(43)置于待检测管道(4)两端开口的对应位置处，使检测杆穿过待检测管道(4)而使检测器位于待检测管道(4)的内腔中；

二、调节检测器与待检测管道(4)的相对位置，使检测器移动至待检测管道(4)的一端开口处；

三、驱动装置驱动检测杆转动，检测器随检测杆转动，同时，驱动机构驱动检测器相对待检测管道(4)轴向移动，位于检测器上的检测仪检测并记录管道数据，并将检测到的管道数据传输至检测设备中进行处理；

四、当检测器运动至待检测管道(4)的另一端开口处时，将检测杆退出待检测管道(4)，完成管道检测操作。

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