，27-2、螺桿旋轉箱齒輪，28、細螺柱外螺紋，29、內螺孔螺紋，30、鍵槽，31、螺桿外螺紋，32、探頭陣元，33、信號調理電路，34、信號采集電路，35、DSP控制器，36、存儲器，37、顯示器。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖1、2、3、4、5對本發明裝置做進一步說明。
[0022]在罐壁缺陷的超聲波檢測過程中，首先三角平臺3通過圓柱銷22三處互成120度夾角的固定鉸支架4架設在罐口，啟動驅動電機25，電機齒輪27-1、螺桿旋轉箱齒輪27-2旋轉，螺桿旋轉箱齒輪帶動螺桿旋轉箱2轉動，螺桿旋轉箱2與螺桿I通過鍵槽配合，螺桿I旋合進入三角平臺自帶套筒24。螺桿I部分旋出三角平臺3后關閉驅動電機25，螺桿I停止轉動，將裝配有徑向下壓系統、伸縮連桿系統、超聲波陣列探頭的長軸7與螺桿I旋合成一根整體螺桿。長軸7位于三角平臺3下方，罐口上方。將履帶架設置在橫向旋合套筒5端蓋的齒條上，履帶拉動橫向旋合套筒5旋轉擰緊或擰松，徑向下壓套筒6與橫向旋合套筒5旋合在一起，徑向下壓套筒6與長軸7鍵槽配合，限制了徑向下壓套筒6的橫向自由度，通過橫向旋合套筒5的旋轉擰緊或擰松，徑向下壓套筒6回升或下降。長軸7與螺桿I旋合成可拆裝的統一螺桿，長軸7只受到螺桿I驅動，橫向旋合套筒5的橫向擰緊或擰松以及徑向下壓套筒6的下降不會影響長軸7的運動。橫向旋合套筒5旋轉擰松，徑向下壓套筒6的下降將撐開伸縮連桿系統，連桿末端的超聲波陣列探頭14靠近罐壁并達到最適宜的接觸距離。
[0023]超聲波陣列探頭14將掃描信號輸送給信號調理電路33進行濾波和放大處理，信號采集電路34采集調理后的信號，并進行A/D轉化和數據緩存。預處理后的波形信號輸送至DSP控制器35，當伸縮桿已伸開到所要求的角度范圍內，DSP控制器35初始化三個超聲波陣列探頭14的坐標。驅動電機25帶動驅動電機齒輪27-1旋轉，電機齒輪轉數乘以傳動比得到螺桿旋轉箱轉速，螺桿與螺桿旋轉箱齒輪轉速一致。螺桿I是單線螺紋，螺桿每旋轉360度，探頭相應旋轉360度，同時螺桿和探頭下降的距離為一個螺距。已知電機轉速為V，則任一時刻探頭起始位置的高度減去累計到該時刻已經下降的總螺距，可得該探頭的垂直坐標;螺桿旋轉周期為T，將罐壁內部均分為360度，三個探頭初始相位分別為O度、120度、240度，則任意時間探頭所在的相位為螺桿轉速乘以時間的值加上初始相位。微處理器運算后得出任意時刻每個探頭的坐標信息，并存儲于存儲器36內，同時由顯示器37顯示罐壁缺陷所在位置。再次啟動驅動電機25，螺桿I旋合下降，超聲波陣列探頭14勻速旋轉下降檢測罐壁。
[0024]檢測完畢后，電機齒輪27-1、螺桿旋轉箱齒輪27-2反轉，螺桿I旋合回升，超聲波陣列探頭14勻速旋轉上升至罐口，關閉電機，套上履帶拉動橫向旋合套筒5旋轉擰緊，徑向下壓套筒6將在橫向旋合套筒5的作用下旋合爬升，伸縮連桿系統收縮至初態，取出長軸7，至此檢測結束。
【主權項】
1.可伸縮式自旋進儲罐罐壁缺陷檢測及定位裝置，是由三角平臺、驅動電機、螺旋往復系統、徑向下壓系統、伸縮連桿系統、超聲波陣列探頭和信號分析裝置組成，其特征在于:主體由可疊加的螺桿、三組伸縮連桿及三角平臺組成，所述三角平臺(3)下方用圓柱銷(22)連接，三根固定鉸支架(4)安裝在儲罐罐口，三角平臺(3)上放置信號分析裝置(23)，三角平臺自帶套筒(24)裝在螺桿旋轉箱(2)內，螺桿旋轉箱(2)內設置有三組鍵(26)，三角平臺(3)上方一側安裝驅動電機(25);所述驅動電機(25)轉軸安裝電機齒輪(27-1)、并間接連接螺桿旋轉箱齒輪(27-2)，螺桿旋轉箱齒輪(27-2)下方安有螺桿旋轉箱(2);所述螺桿往復系統是由5—一10根可拆裝、其規格相同的螺桿(I)與一根直徑與螺桿(I)相同的長軸(7)組成，螺桿(I)上設置有三條鍵槽(30)，三條鍵槽與螺桿旋轉箱(2)內的三條均勻排布的鍵(26)配合;所述徑向下壓系統是由橫向旋合套筒(5)、徑向下壓套筒(6)和長軸(7)及彈簧(8)組成，橫向旋合套筒(5)的套筒內螺紋(21)與徑向下壓套筒(6)的徑向下壓套筒外螺紋(20)呈旋合狀態，徑向下壓套筒(6)套在長軸(7)外，橫向旋合套筒(5)卡在長軸(7)頂端，徑向下壓系統與彈簧(8)配合調節伸縮桿打開的角度;所述伸縮連桿系統是由三組伸縮連桿組成，每組伸縮連桿由三根上圓柱銷(19)固定在徑向下壓套筒(6)的端蓋，由三根下圓柱銷(13)固定在長軸(7)的端蓋，每一組由四節連桿六、8、(:、0(15、16、17、18)組成，連桿與連桿之間分別用圓柱銷六、8、(:、0(9、10、11、12)連接固定，其末端安裝有超聲波陣列探頭(14);所述超聲波陣列探頭(14)共有256個探頭陣元(32)，所用探頭陣元(32)排列成圓環形狀;所述信號分析裝置(23)安裝在三角平臺(3)上，信號分析裝置(23)包括信號調理電路(33)、信號采集電路(34)、DSP控制器(35)、存儲器(36)和顯示器(37)，信號采集電路(34)包括AD轉換器和FIFO存儲器，超聲波陣列探頭(14)用信號線與信號調理電路(33)連接，再用信號線與信號采集電路(34)，DSP控制器(35)、存儲器(36)和顯示器(37)連接，進行A/D轉化與數據緩存處理。2.根據權利要求1所述儲罐罐壁缺陷檢測及定位裝置，其特征是:所述螺桿(I)頂端設置有細螺柱外螺紋(28)，底部凹槽設有內螺孔螺紋(29)，用螺紋配合使兩根螺桿互相連接，細螺柱外螺紋(28)大徑與內螺孔螺紋(29)底徑相等，每兩個螺桿(I)旋合形成新螺桿。3.根據權利要求1所述的可伸縮式自旋進儲罐罐壁缺陷檢測及定位裝置，其特征在于:所述的罐壁缺陷檢測裝置進行檢測，其定位方法如下:超聲波陣列探頭(14)將掃描信號輸送至信號調理電路(33)，調理后的輸出信號送至信號采集電路(34)，進行A/D轉化和數據緩存;預處理后的波形信號輸送至DSP控制器(35)，當伸縮桿已伸開到所要求的角度范圍內，DSP控制器(35)初始化三個探頭的坐標，經以下關系:驅動電機帶動電機齒輪(27-1)旋轉，驅動電機齒輪轉速乘以螺桿選裝箱齒輪和驅動電機齒輪的傳動比得到螺桿旋轉箱轉速，螺桿(I)與螺桿旋轉箱齒輪(27-2)由于鍵槽配合，使螺桿(I)與螺桿旋轉箱齒輪(27-2)的轉速一致;螺桿(I)是單線螺紋，螺桿每旋轉360度，探頭相應旋轉360度，同時螺桿和探頭下降的距離為一個螺距，已知驅動電機轉速，則任一時刻探頭起始位置的高度減去累計到該時刻已經下降的總螺距，可得該探頭的垂直坐標;螺桿旋轉周期為T，將罐壁內部均分為360度，三個探頭初始相位分別為O度、120度、240度，則任意時間探頭所在相位為螺桿轉速乘以時間的值加上初始相位，微處理器運算后得出特征波形信號出現時探頭的坐標信息，并存儲于存儲器(36)內，同時由顯示器(37)顯示。
【專利摘要】本發明涉及一種用于中小型儲罐缺陷檢測的可伸縮式自旋進儲罐罐壁缺陷檢測及定位裝置。它能確定缺陷在儲罐內的具體位置，為儲罐維護提供準確的數據。其技術方案：主體由可疊加的螺桿、三組伸縮連桿及三角平臺組成，三角平臺上放置信號分析裝置，三角平臺上方安裝驅動電機；螺旋往復系統由螺桿與長軸組成，螺桿上的鍵槽與旋轉箱內的鍵配合；徑向下壓系統由橫向旋合套筒、徑向下壓套筒、長軸及彈簧組成；伸縮連桿系統由三組連桿組成，連桿末端安有超聲波陣列探頭；信號分析裝置包含信號調理電路、信號采集電路、控制器、存儲器和顯示器。本發明檢測方便，易于操作控制；提高了檢測的安全性，降低了檢測成本；提高了檢測精度和準確度。
【IPC分類】G01N29/04
【公開號】CN105606706
【申請號】CN201610025276
【發明人】賴欣, 陸陽, 黃軍航, 汪春浦, 陶友卓, 葛亮, 謝小輝, 楊健峰
【申請人】西南石油大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月15日