基于無線傳輸?shù)膬?chǔ)罐底板焊縫自動(dòng)檢測(cè)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊縫檢測(cè)裝置，具體涉及基于無線傳輸?shù)膬?chǔ)罐底板焊縫自動(dòng)檢測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]盛裝油品的大型常壓立式儲(chǔ)罐在服役過程中，由于所處環(huán)境和運(yùn)行工況變化的影響，儲(chǔ)罐底板焊縫處極易產(chǎn)生腐蝕缺陷。這些缺陷的產(chǎn)生和惡化會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)罐底板安全性能降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使內(nèi)置油品發(fā)生泄漏，發(fā)生重大事故，對(duì)環(huán)境和人民生命、財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。儲(chǔ)罐底板焊縫的定期檢驗(yàn)是常壓儲(chǔ)罐安全運(yùn)行的重要技術(shù)保障措施之一，但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)儲(chǔ)罐底板進(jìn)行檢測(cè)主要采用人工手動(dòng)檢測(cè)，存在著勞動(dòng)強(qiáng)度大、檢測(cè)環(huán)境要求較高、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)等諸多不便。因此，發(fā)展儲(chǔ)罐底板焊縫缺陷的自動(dòng)無損檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)底板焊縫的智能化檢測(cè)與評(píng)價(jià)，提高檢測(cè)效率，降低人力物力消耗就顯得非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供基于無線傳輸?shù)膬?chǔ)罐底板焊縫自動(dòng)檢測(cè)儀，這種基于無線傳輸?shù)膬?chǔ)罐底板焊縫自動(dòng)檢測(cè)儀用于解決目前對(duì)儲(chǔ)罐底板采用人工手動(dòng)檢測(cè)存在著勞動(dòng)強(qiáng)度大、檢測(cè)環(huán)境要求較高、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)的問題。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:這種基于無線傳輸?shù)膬?chǔ)罐底板焊縫自動(dòng)檢測(cè)儀包括機(jī)體、同步定位與地圖構(gòu)建模塊、無線數(shù)據(jù)通信模塊、控制機(jī)構(gòu)，機(jī)體的后面連接機(jī)架，機(jī)體的兩側(cè)安裝可控制轉(zhuǎn)向的前輪，機(jī)架的兩側(cè)安裝驅(qū)動(dòng)后輪，機(jī)體前端向前伸出一底板，無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)安裝在底板上，無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)具有可調(diào)整位置的兩個(gè)空氣耦合超聲波探頭，兩個(gè)空氣耦合超聲波探頭呈V型傾斜設(shè)置，焊縫跟蹤系統(tǒng)的激光焊縫跟蹤器置于兩個(gè)空氣耦合超聲波探頭之間；機(jī)體的頂端安裝有可視化視頻監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的紅外攝像頭，兩個(gè)紅外傳感器安裝在機(jī)體的兩側(cè)，紅外攝像頭位于兩個(gè)紅外傳感器中間；控制機(jī)構(gòu)分別連接前輪和驅(qū)動(dòng)后輪，同步定位與地圖構(gòu)建模塊、無線數(shù)據(jù)通信模塊、無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)、激光焊縫跟蹤器、紅外攝像頭、所述的紅外傳感器分別連接控制機(jī)構(gòu)；控制系統(tǒng)采用自動(dòng)循跡控制系統(tǒng)，控制前輪轉(zhuǎn)向舵機(jī)以及后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，調(diào)整空氣耦合超聲波探頭位姿，沿焊縫進(jìn)行焊縫探傷，進(jìn)行探傷信號(hào)的處理、分析，判斷是否是危險(xiǎn)點(diǎn)，報(bào)警并在地圖中標(biāo)記危險(xiǎn)點(diǎn)，進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。
[0005]上述方案中無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括箱體、升降框、探頭梁，升降框位于箱體與探頭梁之間，探頭梁的兩端安裝空氣耦合超聲波探頭，箱體的底部具有第一滑軌，第一滑軌位于底板上的第一滑槽內(nèi)，箱體底部還設(shè)置有第一齒輪，第一齒輪與底板上的第一齒條嚙合構(gòu)成齒輪齒條嗤合結(jié)構(gòu)；升降框內(nèi)設(shè)置有升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)，升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接第二齒輪，第二齒輪與第二齒條嚙合，第二齒條還同時(shí)與垂直設(shè)置的螺柱相嚙合，升降框具有第二滑軌，箱體上設(shè)置第二滑槽，第二滑軌位于第二滑槽內(nèi)；探頭梁固定在升降框上，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)安裝在升降框上，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)通過曲柄及U軸連接探頭梁，帶動(dòng)探頭梁旋轉(zhuǎn)。
[0006]上述方案中控制系統(tǒng)位于機(jī)體內(nèi)部，包括STC89C52RC-401-LQFP44主控器模塊、穩(wěn)壓電源模塊、紅外檢測(cè)模塊、電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊、顯示模塊。
[0007]上述方案中驅(qū)動(dòng)后輪通過后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器，后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸旁安裝編碼盤和位移傳感器，可以采集后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的脈沖信號(hào)，經(jīng)位移傳感器捕獲后來進(jìn)行速度以及前進(jìn)位移的一系列計(jì)算，完成檢測(cè)儀速度的閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)儀的速度進(jìn)行控制和檢測(cè)儀位置的定位。
[0008]上述方案中機(jī)體內(nèi)攜帶4塊可充電的鋰電池，為整個(gè)儀器中提供動(dòng)力支持。
[0009]本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明搭載的各個(gè)組成部分能夠有效完成各自任務(wù)，實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下的儲(chǔ)罐底板焊縫無損檢測(cè)。同步定位與地圖構(gòu)建系統(tǒng)與焊縫追蹤系統(tǒng)的相互配合可以進(jìn)行焊縫的全自動(dòng)精確追蹤；齒輪齒條嚙合機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)探頭的水平移動(dòng)，避免探頭與儲(chǔ)罐附件的刮碰，后輪驅(qū)動(dòng)、前輪轉(zhuǎn)向能夠有效實(shí)現(xiàn)檢測(cè)儀的行進(jìn)與轉(zhuǎn)向；無線數(shù)據(jù)通信模塊可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)信號(hào)的遠(yuǎn)距離無線傳輸，避免了一定的麻煩，能夠克服現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)的一些不便，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高檢測(cè)效率，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐底板焊縫的無損檢測(cè)與評(píng)價(jià)。
[0010]2、本發(fā)明能夠進(jìn)彳丁儲(chǔ)觸底板焊縫的自動(dòng)檢測(cè)，提尚儲(chǔ)觸底板焊縫缺陷檢測(cè)效率，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，最終實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐底板焊縫的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和信號(hào)傳輸，所測(cè)數(shù)據(jù)也具有較強(qiáng)的準(zhǔn)確性和可靠性，實(shí)現(xiàn)底板焊縫的智能化檢測(cè)與評(píng)價(jià)，大大降低了人工檢測(cè)的成本，具有極大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明中無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)水平調(diào)整結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明中無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)距離調(diào)整結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明中無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)角度調(diào)整結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明中后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1-機(jī)架，2-后輪，3-機(jī)體，4-紅外傳感器，5-紅外攝像頭，6_無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)，7-前輪，8-中央處理器，9-前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，10-后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，11-集成電路板，12-固定環(huán)，13-探頭梁，14-焊縫跟蹤器，15-空氣耦合超聲波探頭，16-螺母，17-曲柄，18- U軸，19-旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)，20-箱體，21-頂蓋，22-底板，23-升降框，24-第一滑槽，25-第一齒條，26-第一齒輪，27-第二滑槽，28-升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)，29-第二齒條，30-螺柱，32-輸出軸，33-驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，34-減速箱，35-后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
結(jié)合圖1、圖2所示，這種基于無線傳輸?shù)膬?chǔ)罐底板焊縫自動(dòng)檢測(cè)儀包括機(jī)體3、同步定位與地圖構(gòu)建模塊、無線數(shù)據(jù)通信模塊、控制機(jī)構(gòu)，機(jī)體3的后面連接機(jī)架1，機(jī)體3的兩側(cè)安裝可控制轉(zhuǎn)向的前輪7，機(jī)架I的兩側(cè)安裝驅(qū)動(dòng)后輪2，機(jī)體3前端向前伸出一底板22，無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)6安裝在底板22上，無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)6具有可調(diào)整位置的兩個(gè)空氣耦合超聲波探頭15，兩個(gè)空氣耦合超聲波探頭15呈V型傾斜設(shè)置，即向內(nèi)對(duì)稱傾斜，焊縫跟蹤系統(tǒng)的激光焊縫跟蹤器14置于兩個(gè)空氣耦合超聲波探頭15之間；機(jī)體3的頂端安裝有可視化視頻監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的紅外攝像頭5，兩個(gè)紅外傳感器4安裝在機(jī)體3的兩側(cè)，紅外攝像頭5位于兩個(gè)紅外傳感器4中間；控制機(jī)構(gòu)分別連接前輪7和驅(qū)動(dòng)后輪2，同步定位與地圖構(gòu)建模塊、無線數(shù)據(jù)通信模塊、無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)6、激光焊縫跟蹤器14、紅外攝像頭5、上述兩個(gè)紅外傳感器4分別連接控制機(jī)構(gòu)；控制系統(tǒng)采用自動(dòng)循跡控制系統(tǒng)，控制前輪轉(zhuǎn)向舵機(jī)以及后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)35，調(diào)整空氣耦合超聲波探頭15位姿，沿焊縫進(jìn)行焊縫探傷，進(jìn)行探傷信號(hào)的處理、分析，判斷是否是危險(xiǎn)點(diǎn)，報(bào)警并在地圖中標(biāo)記危險(xiǎn)點(diǎn)，進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。
[0014]本發(fā)明的工作原理如下:本發(fā)明適用儲(chǔ)罐底板焊縫的自動(dòng)超聲檢測(cè)。將檢測(cè)儀放入儲(chǔ)罐，焊縫跟蹤技術(shù)開始工作，進(jìn)行焊縫識(shí)別與定位，并實(shí)時(shí)更新地圖坐標(biāo)等內(nèi)容；控制系統(tǒng)根據(jù)定位結(jié)果控制前輪轉(zhuǎn)向舵機(jī)以及后輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)35，開始沿焊縫移動(dòng)進(jìn)行探傷；遇到障礙，檢測(cè)儀會(huì)根據(jù)系統(tǒng)反饋信息控制行進(jìn)方向和探頭位置，實(shí)現(xiàn)有效避障；檢測(cè)過程中，通信模塊通過模擬微波傳輸將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至人孔處的信號(hào)基站，實(shí)現(xiàn)無線傳輸，同時(shí)檢測(cè)儀會(huì)根據(jù)實(shí)際狀況對(duì)缺陷位置進(jìn)行標(biāo)記，如此循環(huán)往復(fù)，直至完成檢測(cè)任務(wù)。
[0015]本發(fā)明中無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)6搭載非接觸式V型空氣耦合超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)儲(chǔ)罐底板焊縫進(jìn)行無損探傷。如圖3所示，無損檢測(cè)機(jī)構(gòu)6包括箱體20、升降框23、探頭梁13，升降框23位于箱體20與探頭梁13之間，探頭梁13的兩端安裝空氣耦合超聲波探頭15，空氣親合超聲波探頭15通過固定環(huán)12和螺母16固定，空氣親合超聲波探頭15被兩個(gè)固定環(huán)12夾在中間，螺母16穿過兩個(gè)固定環(huán)12后，將空氣耦合超聲波探頭15固定住，固定環(huán)12與空氣耦合超聲波探頭15相接觸的一側(cè)