聚乙烯管道热熔接头缺陷超声相控阵检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种聚乙烯管道热熔接头缺陷超声相控阵检测装置，控制计算机与超声相控阵仪器相连接，超声相控阵仪器分别与超声相控阵探头和编码器相连接；扫查装置中，无刷电机和手摇轮分别通过传动组件与主动轮传动连接，主动轮与从动轮传动连接，主动轮固定于联轴器上；超声相控阵探头固定连接于从动轮上，编码器固定于扫查装置上且编码器的轴与联轴器相连接；主动轮带动从动轮旋转的过程中，编码器获取旋转角度数据，超声相控阵探头随从动轮环绕所要检测的管道表面进行扫描检测。通过本实用新型专利技术的技术方案，超声相控阵探头能够更平稳移动以实现对缺陷的三维成像，缺陷定位更加准确，提高了检测精度。提高了检测精度。提高了检测精度。

【技术实现步骤摘要】
聚乙烯管道热熔接头缺陷超声相控阵检测装置


[0001]本技术涉及管道损伤检测
，尤其涉及一种聚乙烯管道热熔接头缺陷超声相控阵检测装置。

技术介绍

[0002]PE(polyethylene，聚乙烯)管由于材料自身强度高、耐磨性好、无毒、重量轻、安装方便等优良特点。因此PE管道被广泛应用于城市燃气、供水及农业灌溉等各个方面。PE管道系统熔接技术的优劣，直接关系到管道网络的运行效果和使用寿命，其熔接接口质量问题可能直接导致燃气、供水泄露等系列问题，从而影响城市生活。目前，聚乙烯管连接有多种方式其中热熔对焊是最常用的连接方式，但是在热熔对焊过程中，管道对接区域材料结构和性能可发生变化，对接过程中不可避免地产生一些缺陷。对接头质量与对接过程加热温度，对接压力以及加热时间等工艺参数有关，而且在对接过程中，对接工艺参数不当可能会产生冷焊、气孔和夹杂等内部缺陷及错边、不对称等外部缺陷。因此有必要对燃气用聚乙烯管对接质量的无损检测评价加以分析。
[0003]外部缺陷可利用外观检验来确定，但内部缺陷目前只能利用超声波技术来检测。而热熔接头的检测存在焊缝结构比较复杂、缺陷定位等主要难点。采用超声相控阵，可以对声波进行聚焦，提高超声检测的灵敏度和分辨率，减少扫描盲区。目前，扫查装置使用时需操作者手动移动，移动过程中扫查装置行走路线容易弯曲，导向性能差，不易实现精准定位。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本技术提供了一种聚乙烯管道热熔接头缺陷超声相控阵检测装置，采用超声相控阵检测技术实现声束的偏转和聚焦，利用扫查装置使超声相控阵探头更平稳移动，采用编码器记录超声相控阵探头旋转的角度从而生成坐标信息，依据每张图谱的位置编码信息对超声图像进行三维重构，从而实现对缺陷的三维成像，使缺陷定位更加准确，提高了检测精度。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了一种聚乙烯管道热熔接头缺陷超声相控阵检测装置，包括：控制计算机、超声相控阵仪器、超声相控阵探头、编码器和扫查装置；
[0006]所述控制计算机与所述超声相控阵仪器相连接，所述超声相控阵仪器分别与所述超声相控阵探头和所述编码器相连接；
[0007]所述扫查装置包括无刷电机、手摇轮、主动轮、从动轮和联轴器，所述无刷电机和所述手摇轮分别通过传动组件与所述主动轮传动连接，所述主动轮与所述从动轮传动连接，所述主动轮固定于所述联轴器上；
[0008]所述超声相控阵探头固定连接于所述从动轮上，所述编码器固定于所述扫查装置上且所述编码器的轴与所述联轴器相连接；
[0009]所述主动轮带动所述从动轮旋转的过程中，所述超声相控阵探头随所述从动轮环
绕所要检测的管道表面进行扫描检测。
[0010]在上述技术方案中，优选地，所述编码器通过5芯电缆与所述超声相控阵仪器相连接，将所述旋转角度数据发送至所述超声相控阵仪器；
[0011]所述超声相控阵仪器通过64针屏蔽线与所述超声相控阵探头相连接，进行超声信号的激励与采集；
[0012]所述控制计算机通过USB数据线与所述超声相控阵仪器相连接，对采集的所述超声信号和所述旋转角度数据进行存储和处理。
[0013]在上述技术方案中，优选地，所述扫查装置还包括支架、底座、手柄和固定板，所述扫查装置的传动组件包括电机轴、主动圆锥齿轮、从动圆锥齿轮和轮轴；
[0014]所述底座固定于所述支架上，所述无刷电机通过肋板固定于所述底座上，所述无刷电机通过电机轴与所述主动圆锥齿轮传动连接，所述主动圆锥齿轮与所述从动圆锥齿轮传动连接，所述从动圆锥齿轮通过花键固定于所述轮轴上；
[0015]所述手柄安装于所述手摇轮上，所述手摇轮通过所述轮轴与所述主动轮相连，所述主动轮通过键固定于所述轮轴上，所述轮轴的另一端通过所述联轴器与所述编码器相连接；
[0016]所述固定板固定于所述支架上，所述编码器通过连接横梁固定于所述固定板上，所述轮轴通过轴承安装于所述固定板上；
[0017]所述支架包括伸缩杆、第一横梁、第二横梁和第三横梁，所述伸缩杆纵向设置，所述第一横梁、所述第二横梁和所述第三横梁分别与所述伸缩杆垂直固定连接形成所述支架。
[0018]在上述技术方案中，优选地，所述超声相控阵探头安装于超声相控阵探头卡槽内，所述超声相控阵探头卡槽通过连接杆固定于所述从动轮上，并随所述从动轮同步旋转。
[0019]在上述技术方案中，优选地，所述管道的接触面均匀涂覆有耦合剂层，使得所述超声相控阵探头通过所述耦合剂层与所述管道接触，所述超声相控阵探头相对于所述管道全周向旋转实现截面全矩阵数据采集。
[0020]在上述技术方案中，优选地，所述从动轮为环形结构，所述从动轮的环内表面阵列分布设置有阵列圆珠，所述阵列圆珠可相对于所述从动轮实现滚动；
[0021]所述从动轮套设于所要检测的管道外，所述阵列圆珠与所述管道接触，并在所述从动轮转动过程中相对于所述管道实现滚动。
[0022]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0023](1)采用超声相控阵检测技术，可实现声束的偏转和聚焦，采用扇形扫描，增加了扫描面积，减少了扫描盲区；
[0024](2)扫查装置可以使超声相控阵探头更加平稳地移动，采用编码器记录超声相控阵探头旋转的角度，坐标信息根据编码器自动生成，加入至检测信息中，依据每张图谱的位置编码信息对超声图像进行三维重构，并对图像进行插值及平滑等处理，实现对缺陷的三维成像，使缺陷定位更加准确；
[0025](3)将超声相控阵采集到的超声数据传输给电脑，可灵活采用不同算法在电脑上对原始数据进行处理，提高了检测精度。
附图说明
[0026]图1为本技术一种实施例公开的聚乙烯管道热熔接头缺陷超声相控阵检测装置的结构示意图；
[0027]图2为本技术一种实施例公开的扫查装置的整体结构示意图；
[0028]图3为本技术一种实施例公开的扫查装置的局部结构示意图；
[0029]图4为本技术一种实施例公开的超声相控阵探头单次扫描的扇形示意图；
[0030]图5为本技术一种实施例公开的超声相控阵探头检测缺陷的原理示意图；
[0031]图6为本技术一种实施例公开的聚乙烯管道热熔接头缺陷超声相控阵检测方法的流程示意图。
[0032]图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：
[0033]1、控制计算机；2、USB数据线；3、扫查装置；3
‑
1、无刷电机；3
‑
2、主动圆锥齿轮；3
‑
3、底座；3
‑
4、从动圆锥齿轮；3
‑
5、手摇轮；3
‑
6、轮轴；3
‑
7、手柄；3
‑
8、主动轮；3
‑
9、键；3
‑
10、固定板；3
‑
11、阵列圆珠；3
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯管道热熔接头缺陷超声相控阵检测装置，其特征在于，包括：控制计算机、超声相控阵仪器、超声相控阵探头、编码器和扫查装置；所述控制计算机与所述超声相控阵仪器相连接，所述超声相控阵仪器分别与所述超声相控阵探头和所述编码器相连接；所述扫查装置包括无刷电机、手摇轮、主动轮、从动轮和联轴器，所述无刷电机和所述手摇轮分别通过传动组件与所述主动轮传动连接，所述主动轮与所述从动轮传动连接，所述主动轮固定于所述联轴器上；所述超声相控阵探头固定连接于所述从动轮上，所述编码器固定于所述扫查装置上且所述编码器的轴与所述联轴器相连接；所述主动轮带动所述从动轮旋转的过程中，所述超声相控阵探头随所述从动轮环绕所要检测的管道表面进行扫描检测。2.根据权利要求1所述的聚乙烯管道热熔接头缺陷超声相控阵检测装置，其特征在于，所述编码器通过5芯电缆与所述超声相控阵仪器相连接，将旋转角度数据发送至所述超声相控阵仪器；所述超声相控阵仪器通过64针屏蔽线与所述超声相控阵探头相连接，进行超声信号的激励与采集；所述控制计算机通过USB数据线与所述超声相控阵仪器相连接，对采集的所述超声信号和所述旋转角度数据进行存储和处理。3.根据权利要求1所述的聚乙烯管道热熔接头缺陷超声相控阵检测装置，其特征在于，所述扫查装置还包括支架、底座、手柄和固定板，所述扫查装置的传动组件包括电机轴、主动圆锥齿轮、从动圆锥齿轮和轮轴；所述底座固定于所述支架上，所述无刷电机通过肋板固定于所述底座上，所述无刷电机通过电机轴与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，范效礼，时亚南，卢淇，胡亚兰，王新礼，陈迎春，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，
类型：新型
国别省市：