旋转前进涡流检测用探头定位机械接触式表面形态跟踪架制造技术

本发明专利技术提供了一种旋转前进涡流检测用探头定位机械接触式表面形态跟踪架，包括：垂直活动体、摆动活动体、水平旋转活动体、耐磨靴、涡流探头；垂直活动体与摆动活动体铰接，水平旋转活动体与摆动活动体铰接，垂直活动体用于轴截面上下方向的运动跟踪，摆动活动体用于轴截面水平方向的运动跟踪和轴侧视方向的运动跟踪，水平旋转活动体用于轴顶视方向的左右摆动运动跟踪；涡流探头通过小范围垂直跟踪机构安装于水平旋转活动体，耐磨靴与水平旋转活动体可拆卸连接。本发明专利技术实现了在线自动大口径钢管的局部涡流检测。使在线自动大口径钢管的局部涡流检测验收项目得到了实际工业应用，满足了国际市场对钢管的验收需要。

【技术实现步骤摘要】
旋转前进涡流检测用探头定位机械接触式表面形态跟踪架
本专利技术涉及钢管检测领域，尤其是能够广泛应用于与钢管螺旋前进运动，需要定 位机械接触式表面形态跟踪的检测机械，具体涉及旋转前进涡流检测用探头定位机械接触 式表面形态跟踪架。
技术介绍
在大口径钢管验收检测中，国际市场普遍采用API-5L标准验收，该标准要求必须 采用两种检测方法验收钢管，由于超声、涡流检测方法容易实现自动检测，这样采用涡流检 测成势在必行的趋势。传统涡流检测采用的是穿过式检测技术，在大口径钢管检测中存在 人工伤检出灵敏度低，已经不适合检出〇 1.6mm孔的要求。这主要是检测周长与孔的比例 所至，为在碳钢钢管表面检出〇 1. 6mm孔就要求涡流检测线圈的尺寸是检出孔直径的5? 15倍范围也就在8?25mm范围内。 而随着涡流检测线圈的尺寸变小提离效应也变得明显，根据图1提离距离和涡流 感应电压的变化关系，得到当探头和钢管表面相对位置变化时，检测相同人工伤的检出信 号幅度随着探头和钢管表面相对位置变化而变化，导致以检出缺陷信号幅度为判据的涡流 检测系统在判别缺陷大小上失效。 为达到用涡流检测大口径钢管的目的，就涡流检测传感器与钢管表面的相对位 置、间隙要求恒定在一个很小的范围内（1_以下)。这样才能做到用小尺寸涡流检测线圈 构成的涡流检测系统，从而可以满足用检出缺陷信号的幅度判别缺陷大小的要求。 为了达到涡流检测传感器与运动钢管表面的相对位置、间隙恒定在一个很小的范 围内的要求，涡流检测传感器必须具有跟踪运动钢管表面形态保持相对位置、间隙的功能， 这成为大口径钢管涡流检测的核心问题。 经对现有技术检索后发现如下相关文献： 申请号为200720190400. 9、名称为螺旋焊管超声波探伤用探头架的中国专利文 献，该技术公开了一种螺旋焊管超声波探伤用探头架，包括探头夹持机构、探头调整架 及探头支架。探头支架分为上架、中架及下架。上架上板与探伤生产线悬臂或行车相连，上 架下板连有单轴滑台和转台，转台带动中架与下架旋转，单轴滑台带动中架与下架水平运 动。下架包括下架下板和挂板，下架下板与中架下板之间固定有挂板，挂板上开有通孔。探 头调整架包括气缸、气缸头连接板、直线导轨、滚珠丝杠及滑块。探头调整架通过两个活动 销装于挂板的通孔内，随销子沿通孔转动。探头夹持机构通过气缸头连接板与气缸相连，气 缸通过滑块与滚珠丝杠相连且一同沿直线导轨滑动，滚珠丝杠一端装有手轮。 技术要点比较： (1)垂直运动部分：该专利没有探头架重力平衡和下压力恒力调节功能，下压力的 大小一是磨损被检钢管、二是使耐磨靴的磨损加速。 (2)探头固定跟踪部分：该专利采用气动下压结构，检测过程中需要消耗压缩空 气。本专利技术采用长臂压簧结构，特点为下压力小且不耗能源。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种大口径钢管旋转前进涡流检测 用探头定位机械接触式表面形态跟踪架，解决局部涡流检测方法用涡流探头的定位跟踪问 题。本专利技术是利用机械接触方式传导钢管表面形态变化力，用多自由度分解跟踪的方法解 决涡流检测传感器跟踪钢管表面形态运动变化问题。 针对解决国际市场对大口径钢管验收，必须采用两种检测方法的需要。根据涡流 检测方法容易实现自动检测的特点，分析得到如下结果： a、根据涡流检测方法的检测特点，涡流检测传感器的尺寸必须是被检灵敏度(人 工伤)尺寸要求的5?15倍量级范围内。按人工伤〇 1. 6mm孔单个涡流检测传感器的尺寸 也就在8?25mm间，这样局部涡流检测方法成为大口径钢管验收检测的首选。 b、根据局部涡流检测方法传感器的尺寸特点，要检测钢管所有表面，必须采用钢 管螺旋前进运动涡流检测传感器固定方式或钢管直线运动涡流检测传感器旋转运动方式 检测才能覆盖钢管所有表面。由于涡流检测传感器螺旋运动方式造成机械电气结构复杂不 适宜实现，所以一般都采用钢管螺旋前进运动涡流检测传感器固定的检测方式。 c、因局部涡流检测方法存在明显的提离效应，而钢管表面状态由于形位公差和螺 旋前进运动造成检测位置钢管表面相对位置变化，用固定检测位置方法检测相同人工伤的 检出信号幅度变化大，造成检测结果无法判断。 d、这样局部涡流检测方法用传感器架，就必须具有定位跟踪钢管表面运动功能的 机构才能具备实用条件。 e、由于钢管表面运动方向复杂、波动幅度大，用电气方法跟踪是难以实现。所以局 部涡流检测传感器架，采用定位机械接触式表面形态跟踪机构是跟踪钢管表面运动的实用 方式。 根据本专利技术的一个方面，提供一种旋转前进涡流检测用探头定位机械接触式表面 形态跟踪架，包括：垂直活动体、摆动活动体、水平旋转活动体、耐磨靴、涡流探头； 垂直活动体与摆动活动体铰接，水平旋转活动体与摆动活动体铰接，垂直活动体 用于轴截面上下方向的运动跟踪，摆动活动体用于轴截面水平方向的运动跟踪和轴侧视方 向的运动跟踪，水平旋转活动体用于轴顶视方向的左右摆动运动跟踪；涡流探头通过小范 围垂直跟踪机构安装于水平旋转活动体，耐磨靴与水平旋转活动体可拆卸连接。 优选地，垂直活动体包括圆柱直线导轨轴套，摆动活动体的摆动轴安装于圆柱直 线导轨轴套，从而摆动轴构成可水平移动的跟踪轴。 优选地，还包括滑台、带导轨汽缸、缓冲器、配重，其中，配重连接垂直活动体，垂直 活动体的一侧安装于滑台的固定安装部分，带导轨汽缸驱动滑台上下运动，缓冲器连接在 垂直活动体与滑台的滑动部分之间。 优选地，摆动活动体与水平旋转活动体通过大口径交叉轴承连接。 优选地，涡流探头的高度为伸出水平旋转活动体底面1mm。 优选地，涡流探头通过弹性压簧与水平旋转活动体连接。 优选地，耐磨靴采用45°的V型凹槽插入水平旋转活动体下的45°的V型凸槽。 与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果： 本专利技术提供的涡流探头跟踪架在提高了涡流检测结果准确性的基础上，实现了在 线自动大口径钢管的局部涡流检测。使在线自动大口径钢管的局部涡流检测验收项目得到 了实际工业应用，满足了国际市场对钢管的验收需要。 【附图说明】 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、 目的和优点将会变得更明显： 图1为提离距离和涡流感应电压的变化关系示意图； 图2为探头架管截面变化跟踪设计示意图； 图3为管轴垂直面摆动跟踪结构示意图； 图4为管轴水平面转动跟踪结构示意图； 图5为探头活动跟踪架内探头与管表面间隙变化跟踪设计示意图； 图6为耐磨靴快速换靴结构示意图； 图7、图8为探头垂直活动架力平衡机构和恒力加载机构示意图； 图9为探头架垂直活动体与摆动活动体运动连接示意图； 图10为水平转动体结构分解图； 图11为探头架内小范围垂直跟踪机构的结构图； 图12为探头安装后伸出示意图； 图13为探头接触面安装陶瓷耐磨片示意图； 图14为耐磨靴上45°V型凹槽与水平转动体连接配合结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本专利技术，但不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转前进涡流检测用探头定位机械接触式表面形态跟踪架，其特征在于，包括：垂直活动体、摆动活动体、水平旋转活动体、耐磨靴、涡流探头；垂直活动体与摆动活动体铰接，水平旋转活动体与摆动活动体铰接，垂直活动体用于轴截面上下方向的运动跟踪，摆动活动体用于轴截面水平方向的运动跟踪和轴侧视方向的运动跟踪，水平旋转活动体用于轴顶视方向的左右摆动运动跟踪；涡流探头通过小范围垂直跟踪机构安装于水平旋转活动体，耐磨靴与水平旋转活动体可拆卸连接。

【技术特征摘要】
1. 一种旋转前进涡流检测用探头定位机械接触式表面形态跟踪架，其特征在于，包括： 垂直活动体、摆动活动体、水平旋转活动体、耐磨靴、涡流探头； 垂直活动体与摆动活动体铰接，水平旋转活动体与摆动活动体铰接，垂直活动体用于 轴截面上下方向的运动跟踪，摆动活动体用于轴截面水平方向的运动跟踪和轴侧视方向的 运动跟踪，水平旋转活动体用于轴顶视方向的左右摆动运动跟踪；涡流探头通过小范围垂 直跟踪机构安装于水平旋转活动体，耐磨靴与水平旋转活动体可拆卸连接。2. 根据权利要求1所述的旋转前进涡流检测用探头定位机械接触式表面形态跟踪架， 其特征在于，垂直活动体包括圆柱直线导轨轴套，摆动活动体的摆动轴安装于圆柱直线导 轨轴套，从而摆动轴构成可水平移动的跟踪轴。3. 根据权利要求1所述的旋转前进涡流检测用探头定位机械接触式表面形态跟踪架， 其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨嘉凯，金根顺，李瑞忠，
申请(专利权)人：上海宝信软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31