專利名稱：罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀，屬于計(jì)量涂層厚度的計(jì)量設(shè)備。
鋼質(zhì)油水貯罐進(jìn)行整體防腐工程后，需對(duì)其內(nèi)外防腐涂層厚度進(jìn)行檢測(cè)，目前采用的方法是先在罐內(nèi)、外壁搭設(shè)腳手架或借助防腐施工時(shí)搭設(shè)的腳手架，質(zhì)檢人員站在腳手架上手持便攜式磁性測(cè)厚儀進(jìn)行涂層厚度的檢測(cè)，其具體辦法是在罐頂、罐壁及罐底等處分別隨機(jī)取點(diǎn)進(jìn)行抽檢，記錄抽檢點(diǎn)處的數(shù)值進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，求取涂層所測(cè)各點(diǎn)的平均厚度即為涂層厚度。為了保證所測(cè)結(jié)果符合實(shí)際情況，采樣點(diǎn)的總數(shù)不應(yīng)小于罐體積立方米數(shù)的10％，并按面積比例分在罐的各部進(jìn)行測(cè)厚，以1000m罐為例實(shí)測(cè)點(diǎn)數(shù)不應(yīng)小于1000×10％＝100點(diǎn)。在進(jìn)行這100個(gè)點(diǎn)厚度值的測(cè)量時(shí)，質(zhì)檢人員需在腳手架上爬上爬下，測(cè)量方式笨重不便，效率低，而且測(cè)后還需做數(shù)理統(tǒng)計(jì)方可求取平均厚度值，對(duì)于較大容積的貯罐測(cè)量更難于實(shí)現(xiàn)，難以全面真實(shí)地檢測(cè)出其質(zhì)量結(jié)果，技術(shù)現(xiàn)狀較落后。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種將測(cè)量探頭安裝在爬行檢測(cè)裝置上，通過檢測(cè)系統(tǒng)令其在罐壁豎直表面或罐頂部自動(dòng)爬行并按特定步距自動(dòng)完成測(cè)量、其檢測(cè)結(jié)果經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后給出，可取代質(zhì)檢人員檢測(cè)的罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀。
本實(shí)用新型以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)包括測(cè)量機(jī)構(gòu)、控制及顯示裝置。測(cè)量機(jī)構(gòu)由車架、安裝在車架上的電機(jī)、電機(jī)動(dòng)力輸出軸上安裝主動(dòng)齒型輪、主動(dòng)齒型輪上設(shè)置齒型帶度由此齒型帶聯(lián)動(dòng)安裝在車架上的被動(dòng)齒型輪、與被動(dòng)齒型輪同軸安裝主動(dòng)輪、其上設(shè)置齒型帶并由該齒型帶聯(lián)動(dòng)安裝在車架下的磁性支重輪、導(dǎo)向輪及車架上安裝的探頭機(jī)構(gòu)構(gòu)成。該檢測(cè)機(jī)構(gòu)受探于以單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心構(gòu)成的控制裝置。
工作原理如下測(cè)厚儀用于測(cè)量鐵磁性基底的非金屬涂層厚度，采用磁阻法測(cè)厚涂層厚度。它的工作部件是一磁性測(cè)厚探頭，安裝在磁力吸附罐壁爬行檢測(cè)機(jī)構(gòu)上，當(dāng)自控鹼測(cè)機(jī)構(gòu)行走一個(gè)步距后，停車檢測(cè)，檢測(cè)探頭伸出測(cè)量，測(cè)量后再自動(dòng)縮回，探頭的伸縮由控制裝置控制。檢測(cè)信號(hào)經(jīng)傳輸電纜傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理，由數(shù)碼管顯示檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)機(jī)構(gòu)由以單片機(jī)為核心組成的最小系統(tǒng)控制，并可通過操作鍵盤輸入其運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括運(yùn)行方向前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)；行走速度0～7.5m/min；行走步距1m、2m、3m；檢測(cè)機(jī)構(gòu)也可邊運(yùn)行邊檢測(cè)，實(shí)時(shí)將測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)和厚度值顯示出來。檢測(cè)機(jī)構(gòu)由磁性支重輪可靠地吸附在罐壁上，由力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)齒型帶傳動(dòng)，帶動(dòng)磁性支重輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)運(yùn)行，當(dāng)兩臺(tái)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，小車向前方向運(yùn)行；當(dāng)兩臺(tái)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，小車向后退方向運(yùn)動(dòng)；當(dāng)兩臺(tái)電機(jī)呈相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小車實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，車速的調(diào)節(jié)通過改變電源的輸出電壓實(shí)現(xiàn)，當(dāng)車在行駛中遇到障礙物時(shí)可自動(dòng)停車。
本實(shí)用新型所具有的有益效果罐壁涂層測(cè)厚儀是一種機(jī)電一體化設(shè)備，在單片機(jī)的控制下具有較高的自控水平和良好的機(jī)動(dòng)性，檢測(cè)精度高，其精度為測(cè)量值的3％＋1μm，測(cè)量范圍達(dá)0～500μm，多次檢測(cè)復(fù)現(xiàn)性穩(wěn)定，且可通過鍵盤輸入，修正各種參數(shù)，操作方便，并可實(shí)時(shí)顯示、打印測(cè)量結(jié)果。該儀器的行走速度0～7.5m/min，測(cè)量步距1m、2m、3m，其越障高度可達(dá)12mm，因此，可廣泛地用于石油化工領(lǐng)域的各種貯罐，船體、大型鍋爐等設(shè)備防腐涂層厚度的測(cè)量。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型。


圖1為罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀的示意圖；圖2為罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀臺(tái)車的主視圖；圖3為罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀臺(tái)車的仰視圖；圖4為罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀臺(tái)車架局部視圖；圖5為罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀一組磁性輪的旋轉(zhuǎn)剖視圖；圖6為罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀探頭機(jī)構(gòu)剖視圖；圖7為罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀電源動(dòng)力系統(tǒng)控制電路圖。
圖1～圖7給出了本實(shí)用新型一種最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖和電源動(dòng)力系統(tǒng)控制電路圖，它由檢測(cè)機(jī)構(gòu)即臺(tái)車6、控制臺(tái)車6的由控制系統(tǒng)3、顯示4、打印機(jī)2、1組成的控制及顯示裝置，各種數(shù)據(jù)及參數(shù)經(jīng)由電纜5傳輸組成。所述的臺(tái)車6的車架橫梁22上對(duì)稱安裝兩臺(tái)力矩電機(jī)7、其動(dòng)力輸出軸30聯(lián)有主動(dòng)齒型輪29，其上設(shè)置齒型帶33，齒型帶33的傳動(dòng)帶動(dòng)要裝在車架上的被動(dòng)齒型輪34，與被動(dòng)齒型輪34同軸36安裝主動(dòng)輪11，軸36由兩軸承座9固定在車架側(cè)梁37上，軸承座9內(nèi)裝有80100滾動(dòng)軸承35，主動(dòng)輪11上設(shè)置有齒型帶12，齒型帶12的卷繞帶動(dòng)對(duì)稱安裝在車架下的磁性支重輪13、15、18、19、張緊輪17及輪軸16、導(dǎo)向齒型輪21轉(zhuǎn)動(dòng)，使驅(qū)動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成檢測(cè)機(jī)構(gòu)臺(tái)車6的直線運(yùn)動(dòng)。主動(dòng)輪11的功用是卷繞齒型帶。形成檢測(cè)機(jī)構(gòu)即臺(tái)車6行駛的驅(qū)動(dòng)力，主動(dòng)輪11上設(shè)置的齒型帶12是與罐壁接觸產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，采用彈力層為鋼絲繩的聚氨醋齒型帶。每個(gè)磁性支重輪中間為磁鋼28、由軸42與滑動(dòng)軸承50配合，由一對(duì)互相鉸接的內(nèi)平衡臂31、外平衡臂32通過銷軸46鉸接，其中外平衡臂32用螺栓49、螺母45連接固定在車架橫梁22上的連接板8上。懸架彈簧14裝在左、右彈簧座47、43內(nèi)，彈簧座47、43由連接螺釘44分別與內(nèi)、外平衡臂31、32相連。其中外平衡臂32可繞臺(tái)車6車軸49擺動(dòng)，懸架彈簧14可承受車體重量并在行駛中減緩對(duì)車體的沖擊。是述的張緊輪17固定在電機(jī)7的端面上，它可夾持齒型帶12防止該帶的滑脫，導(dǎo)向齒型輪21連在轉(zhuǎn)動(dòng)軸20上，通過張緊裝置可張緊齒型帶12，在臺(tái)車6前側(cè)裝有張緊裝置，張緊時(shí)，松開鎖緊螺母24、26、旋轉(zhuǎn)螺桿28，通過固定螺母27推動(dòng)滑塊25，迫使導(dǎo)向齒型輪軸20右移，從而張緊齒型帶12。臺(tái)車6前部安裝探頭機(jī)構(gòu)，由圖6給出其結(jié)構(gòu)，它由電磁閥38、其閥體上方安裝軸套54、軸套54通過軸座55緊固在底板40上，軸套54內(nèi)置有頂杠56，頂杠56沿軸套54滑動(dòng)，經(jīng)連接軸52聯(lián)裝杠桿51，杠桿51可繞軸52轉(zhuǎn)動(dòng)，由支承板53緊固在底板40，而底板40通過連接板39固裝在車架22上，在杠桿51前端置有滾動(dòng)軸承64，其上裝有連接桿60，連接桿60穿過由軸座61固定在底板40上的軸套62、導(dǎo)向套57和下軸套59并在其內(nèi)滑動(dòng)，在滾動(dòng)軸承64和底板40之間的連接桿60上套裝有彈簧63，連接桿60下端安裝探頭41，探頭41外套裝彈簧58組成。探頭機(jī)構(gòu)的工作過程如下測(cè)量涂層厚度時(shí)，探頭41與被測(cè)表面接觸，檢測(cè)完畢，探頭41在彈簧63的作用下上升離開罐壁。臺(tái)車6在停車檢測(cè)時(shí)，電磁閥38接通電源，磁閥體上移推動(dòng)頂杠56，使杠桿51逆時(shí)針擺動(dòng)，杠桿左端滾動(dòng)軸承64推動(dòng)連接桿60下移，此時(shí)彈簧63被壓縮，帶動(dòng)測(cè)量探頭41下移至被測(cè)表面，當(dāng)下移量超過所需量時(shí)，探頭41上移，壓縮彈簧58使測(cè)量探頭41位移所需的距離。當(dāng)檢測(cè)臺(tái)車6由于某種原因停在罐壁上，可用救護(hù)裝置拖車上的把手10拖回。當(dāng)檢測(cè)時(shí)遇有不可逾越的障礙時(shí)，觸碰車上設(shè)置的路礙傳感器23后自動(dòng)停車，以確保安全。檢測(cè)信號(hào)經(jīng)傳輸電纜5傳輸?shù)綑z測(cè)控制系統(tǒng)3內(nèi)，經(jīng)處理的數(shù)據(jù)通過打印機(jī)2打印在打印紙1上并由顯示裝置4給出實(shí)時(shí)顯示。圖7給出了電機(jī)的電源動(dòng)力系統(tǒng)控制電路圖，它經(jīng)開關(guān)K由并連在供電電源上的開關(guān)電源4NICK1及4NICK2，它們的輸出端10，9及11、12分別接有由電阻，受控于單片機(jī)最小系統(tǒng)的繼電器接點(diǎn)先串接后，4組再并接，即R3—J1、R5—J2、R7—J3，R9—J4分別串接后并接于4NICK1的輸出端9和10上，R4—J5、R6—6、R8—J7、R10—J8分別串接后并接于4NICK2的輸出端11、12上，受控于單片機(jī)最小系統(tǒng)的繼電器接點(diǎn)J9與J13，J14與J10一端分別并接于4NICK1的輸出端5、6上，而J9與J14、J13與J10另一端分別并接于車架上右側(cè)所裝電機(jī)兩端上，J11與J15、J16與J12一端分別并接于4NICK2的輸出端7、8上，而J11與J16、J15與J12另一端分別并接于車架左側(cè)所安裝的電機(jī)上構(gòu)成電機(jī)電源動(dòng)力系統(tǒng)控制電路，由單片機(jī)可選型為8098單片機(jī)控制電動(dòng)機(jī)的電壓大小及極性，從而使臺(tái)車6以不同的速度實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等各種運(yùn)行進(jìn)行檢測(cè)。
控制過程如下
當(dāng)開關(guān)K閉合后，220V電源電壓分別加在開關(guān)電源4NICK1、4NICK2的輸入端1、2及3、4，改變開關(guān)電源輸出端9、10及11、12間的取樣電阻值，在開關(guān)電源的輸出端5、6及7、8即可得到相應(yīng)的電壓輸出值。當(dāng)8098單片機(jī)通過軟件編程控制繼電器常開接點(diǎn)J1、J5吸合時(shí)，開關(guān)電源的輸出端5、6及7、8分別輸出15V、8A的直流電壓，在單片機(jī)的控制下繼電器觸點(diǎn)J9、J10及J11、J12吸合，此輸出電壓分別加在電機(jī)上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)臺(tái)車6以0速即3m/min前進(jìn)。同理，分別吸合繼電器觸點(diǎn)J2、J6及J3、J7；J4、J8時(shí)，開關(guān)電源的輸出端5、6及7、8分別得到18V、21V及24V的電壓值，使電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)臺(tái)車6以1速、2速、3速即7m/min的速度前進(jìn)。當(dāng)兩對(duì)繼電器觸點(diǎn)J13、J14及J15、J16吸臺(tái)時(shí)，開關(guān)電源輸出電壓以負(fù)極性加至兩臺(tái)電機(jī)7的控制端上，使電機(jī)反轉(zhuǎn)，臺(tái)車6以相應(yīng)的速度后退。當(dāng)繼電器觸點(diǎn)J9、J10吸合及J15、J16吸合，右側(cè)電機(jī)的控制端加入正極性控制電壓，左側(cè)電機(jī)的控制端加上負(fù)極性控制電壓，使檢測(cè)臺(tái)車6原地轉(zhuǎn)彎。當(dāng)改變兩對(duì)繼電器觸點(diǎn)J9、J10及J15、J16吸合時(shí)的吸合時(shí)間來控制檢測(cè)臺(tái)車6向右轉(zhuǎn)彎的角度；同理，通過改變兩對(duì)繼電器觸點(diǎn)J13、J14及J11、J12吸合時(shí)的吸臺(tái)時(shí)間，來控制臺(tái)車6向左轉(zhuǎn)彎的角度。為確保檢測(cè)臺(tái)車6能夠在豎直壁上可靠停止，在臺(tái)車6的停止運(yùn)行狀態(tài)時(shí)仍在兩臺(tái)電機(jī)的控制端加上6V維持電壓，使其工作在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時(shí)繼電器觸點(diǎn)J1～J15均斷開，以保證臺(tái)車6能可靠地停止在豎直的壁上。
罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀技術(shù)性能如下電源AC220V±10％ 50HZ
測(cè)量范圍0～500μm測(cè)量精度測(cè)量值3％＋1μm行走速度0～7.5m/min測(cè)量步距1m、2m、3m越障高度≤12mm轉(zhuǎn)彎半徑≥0.5m該測(cè)厚儀可取代質(zhì)檢人員自動(dòng)完成檢測(cè)，實(shí)時(shí)顯示、打印檢測(cè)結(jié)果的最大值、最小值、平均值及平均偏差和測(cè)量曲線，是罐壁涂層厚度檢測(cè)用理想儀器。
權(quán)利要求1.一種罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀，包括測(cè)量機(jī)構(gòu)、控制及顯示裝置，其特征在于測(cè)量機(jī)構(gòu)由安裝在車架上的電機(jī)、電機(jī)動(dòng)力輸出軸上安裝主動(dòng)齒型輪并由其上配置的齒型帶聯(lián)動(dòng)安裝在車架上的被動(dòng)齒型輪、與被動(dòng)齒型輪同軸安裝主動(dòng)輪，由其上設(shè)置的齒型帶聯(lián)動(dòng)安裝在車架下的磁性支重輪、導(dǎo)向輪及車架上安裝的探頭機(jī)構(gòu)構(gòu)成，并受控于以單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心構(gòu)成的控制裝置。
專利摘要一種罐壁涂層自動(dòng)測(cè)厚儀，屬于計(jì)量涂層厚度的計(jì)量設(shè)備。由車架上安裝的電極、其軸安裝主動(dòng)齒型輪并由其上的齒型帶聯(lián)動(dòng)被動(dòng)齒型輪，與被動(dòng)齒型輪同軸安裝主動(dòng)輪，由其上的齒型帶帶動(dòng)安裝在車架下的磁性支重輪、導(dǎo)向輪，車架上裝有探頭機(jī)構(gòu)構(gòu)成。該檢測(cè)機(jī)構(gòu)受控于以單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心構(gòu)成的控制裝置。該設(shè)備具有較高的自控水平和良好的機(jī)動(dòng)性，檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性好、操作方便，可實(shí)時(shí)顯示及打印檢測(cè)結(jié)果，是理想的涂層測(cè)厚儀。
文檔編號(hào)G01B7/02GK2216674SQ9422331
公開日1996年1月3日 申請(qǐng)日期1994年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月5日
發(fā)明者王德春, 王書銓, 齊麗娟, 王義杰, 王武生, 宮海 申請(qǐng)人:哈爾濱科學(xué)技術(shù)大學(xué), 大慶石油管理局油田建設(shè)公司