金属管筒厚度及内壁粗糙度的检测成像方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种金属管筒厚度及内壁粗糙度的检测成像方法及其装置，它基于电容传感器检测原理，在金属管筒内设置作为探头的金属片，金属管筒和对应的金属片作为两极形成一个电容传感器；将电容传感器接入电容传感器检测电路；使金属片在金属管筒内作稳定的螺旋运动，在此过程中，电容传感器检测电路按照一定脉冲频率进行采样，根据测得的不同电压输出值，可计算得到金属管筒不同区域的厚度及内壁不同区域的粗糙度，将电压输出信号经单片机处理可得到图像信号。本发明专利技术不受金属管筒内壁形状的影响，具有检测精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于金属管筒厚度及内壁粗糙度的检测成像方法及其装置。
技术介绍
目前对于CNG储气井、石油钻井筒等金属管筒厚度及内壁粗糙度，通常采用 超声波成像技术来进行检测，它是通过测得超声波从发出到接收的时间，计算出 内壁不同地方的厚度及粗糙度，但由于管筒内壁被腐蚀的形状极不规则，各局部 微小表面的空间取向不同，导致超声波在被反射时回波所走路径严重偏离计算值 导致误差增大，其检测精度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种金属管筒厚度及内壁 粗糙度的检测成像方法及其装置，它基于电容传感器检测原理，不受金属管筒内 壁形状的影响，具有检测精度高的优点。为达到上述目的，金属管筒厚度及内壁粗糙度的检测成像方法，其特征在于 包括以下步骤1)在金属管筒内设置至少一块作为探头的金属片，金属管筒和对应的金属 片作为两极形成一个电容传感器；2) 将电容传感器接入电容传感器检测电路；3) 使金属片在金属管筒内作稳定的螺旋运动，在此过程中，电容传感器检测 电路按照一定脉冲频率进行采样，根据测得的不同电压输出值，可计算得到金属管筒不同区域的厚度及内壁不同区域的粗糙度。内壁粗丰造表面，实际上是微小面积之间间隔的变化，利用上述的电容传感器， 可先对一个标准金属管筒进行检测，得到对应的电压输出值，再对被腐蚀金属管 筒进行检测，将间隔的变化转化为电容量的变化，经电容传感器检测电路转化为 输出电压的变化，从而较准确的测出粗糙表面凹凸(即筒内壁被腐蚀深度)的变化，也即可以得到不同内壁处的厚度；作为本检测方法的进一步改进，将电容传感器检测电路输出端的电压信号经模 /数转换成为数字信号，该数字信号再经着色处理，得到图象色素信号；作为本^r测方法的进一步改进，将图象信号通过场同步和行同步处理，得到 若干幅图片，可通过显示器观察；作为本检测方法的进一步改进，所述在金属管筒内设置的金属片为对称布置 的两块，两电容传感器并联后接入电容传感器检测电路；即使金属片在作螺旋运 动的过程中有轻^:的晃动，两金属片与金属管筒的距离一方增大则另一方减小， 两电容传感器并联后的电容值仍保持不变，保证检测的精确度；本专利技术使用上述方法的检测装置，包括中空的定轴、与定轴固连的固定筒、 位于固定筒下方的转筒、与转筒固连并套装于定轴外的主轴套、设置于固定筒内 的主轴电机、连接主轴电机与主轴套的传动装置，其特征在于在转筒侧壁上设有 至少一个窗口，每个窗口内设有一套探头装置，它包括一个径向的滑槽、装于每 个滑槽内且内大外小的绝缘探头座、固定于每个探头座外侧的金属片，在每个滑 槽底板与每个探头座之间设有弹簧，在每个滑槽内还设有定位块，每块金属片和 金属管筒分别作为两极形成一个电容传感器，所有电容传感器接入电容传感器检测电路；上述电容传感器检测电路为运算放大器检测电路；使用时，将定轴与缆绳连接，将本装置放入待测的金属管筒。在通过缆绳搓 起本装置的同时，启动主轴电机，通过传动装置带动转筒、金属片旋转，弹簧和 定位块可对金属片在径向进行定位，在定轴和转筒稳定旋转的情况下，使金属片 与待测金属管筒在径向的位置不变，探头座后的弹簧，可避免金属片在变形的管 筒中转动时被卡，在此过程中，电容传感器检测电路按照一定脉冲频率进行采样， 根据测得的不同电压输出值，可计算得到金属管筒不同区域的厚度及内壁不同区 域的粗糙度；作为^4企测装置的进一步改进，电容传感器检测电路的电压输出端还与单片 机连接；可通过单片机对输出电压进行自动处理，计算出各微小粗糙表面的凹凸 变化，并电压信号经模/数转换成为数字信号，该数字信号再经单片机着色处理， 得到图象色素信号；作为本检测装置的进一步改进，在固定筒的下端设置一陀螺仪，在陀螺仪的 稳定方向设置一反光镜，在转筒的顶部设有发光二极管和光电二极管，光电二极 管与行同步脉冲整形电路、计数器依次连接，行同步脉沖整形电路和计数器还与 单片机连接；当转筒旋转一圈，光电二极管检测到反射光导通一次，行同步脉冲 整形电路对单片机和计数器发出一次数字信号，作为旋转扫描的行同步脉冲，加 在图象色素信号中，单片机对图象色素信号进行排序，当金属片旋转数圈，计数 器计数到预设值时，则输出一个场同步脉冲，单片机将已测金属管筒内壁的图象 色素信号与行、场同步信号一起输入到存储器中存储起来，随时都可作为一幅图片显示出来，便于观察；作为本检测装置的进一步改进，所述转筒側壁上的窗口为两个且对称布置， 两套探头装置的两个电容传感器并联后接入电容传感器检测电路；即使金属片在 作螺旋运动的过程中有轻微的晃动，两金属片与金属管筒的距离 一方增大则另一 方减小，两电容传感器并联后的电容值仍保持不变，保证;险测的精确度；作为本检测装置的进一步改进，在固定筒的上下端分别设有扶正器；避免金 属片在作螺旋运动的过程中产生晃动，进一步提高检测的精确度；综上所述，本专利技术不受金属管筒内壁形状的影响，具有检测精度高的优点。 最适宜对CNG地下储气井管壁的无损成像检测。 附图说明图1为本专利技术;险测成像装置的结构示意图。图2为电容传感器的示意图。图3为粗糙表面的电容传感器的示意图。图4为运算放大器检测电路的原理图。图5为形成图片的电路方框图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术方法是通过在金属管筒内对称设置两块作为探头的金属片，金属管筒 和对应的金属片作为两极形成一个电容传感器，这样在金属管筒内形成对称的两 个电容传感器；将两个电容传感器并联后接入电容传感器检测电路，该电容传感 器检测电路既可以是运算放大器检测电路，也可以是电桥检测电路或振荡变频检测电路；使两金属片在金属管筒内作稳定的螺旋运动，在此过程中，电容传感器 检测电路按照一定脉冲频率进行采样，根据测得的不同电压输出值，可计算得到 金属管筒不同区域的厚度及内壁不同区域的粗糙度；并将电容传感器检测电路输 出端的电压信号经模/数转换成为数字信号，该数字信号再经着色处理，得到图象 色素信号，将图象信号通过场同步和行同步处理，得到若干幅图片，可通过显示 器观察；根据本专利技术方法可制成金属管筒厚度及内壁粗糙度的检测成像装置，由图1 所示，包括中空的定轴l、与定轴1固连的固定筒2、位于固定筒2下方的转筒3、 与转筒3固连并套装于定轴1外的主轴套4、设置于固定筒2内的主轴电机5、连 接主轴电机5与主轴套4的作为传动装置的齿轮副6，其中在固定筒2的上下端分 别设有扶正器7，在固定筒2的下端设置一陀螺仪8，在陀螺仪8的稳定方向设置 一反光镜9,在转筒3的顶部设有与反光镜9对应的发光二极管10和光电二极管 11，由图5所示，光电二极管与行同步脉冲整形电路、计数器依次连接，行同步 脉冲整形电路和计数器还与单片机连接；在转筒3侧壁上设有两个窗口，每个窗 口内设有一套探头装置，它包括一个径向的滑槽l2、装于每个滑槽12内且内大外 小的绝缘探头座13、固定于每个探头座13外侧的金属片14，在每个滑槽底板与 每个探头座13之间设有弹簧15,在每个滑槽12内还设有定位块l6，每块金属片 14和金属管筒17分别作为两极形成一个电容传感器，两个电容传感器并联后接入 运算放大器检测电路，作为运算放大器的负反馈电容，运算放大器检测电路的电 压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属管筒厚度及内壁粗糙度的检测成像方法，其特征在于包括以下步骤：　１）在金属管筒内设置至少一块作为探头的金属片，金属管筒和对应的金属片作为两极形成一个电容传感器；　２）将电容传感器接入电容传感器检测电路；　３）使金属片在金属管筒内作稳定的螺旋运动，在此过程中，电容传感器检测电路按照一定脉冲频率进行采样，根据测得的不同电压输出值，可计算得到金属管筒不同区域的厚度及内壁不同区域的粗糙度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王明灼，陈立峰，
申请(专利权)人：陈立峰，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]