一种基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法与流程

本发明涉及超声探测，尤其涉及一种基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法。

背景技术：

1、目前，对管材表面进行超声扫查检测时，大多采用水淋法的检测工艺，即往管材表面进行淋水，同时通过检测探头直接在管材表面进行扫查检测。这种水淋法的检测工艺虽然操作简单，但是在扫查时必须与管材的表面接触，在检测过程中难免会对管材表面造成磨损，所以水淋法一般用于钢材型材等对管材表面要求较低的粗加工制造品。由于现在对管材的检测精度要求逐渐提高，一些用于靶材的管材要求检测时不能对其表面造成任何磨损，甚至要求进行无接触检测，因此，也需要改进相应的扫查方法以满足无接触扫查管材的需求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的问题是提供一种基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法，这种基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法能够在不接触管材的情况下对管材进行精准检测，提高管材的检测质量和检测精度。采用的技术方案如下：

2、一种基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法，其特征在于：所述浸没式无接触管材扫查设备包括浸没槽、翻转机构、夹持转动机构和扫查机构；翻转机构设置在浸没槽的上方，夹持转动机构安装在翻转机构上，并且翻转机构能够驱动夹持转动机构向上或向下翻转；扫查机构设置在翻转机构的一侧，扫查机构包括可调节的探头；

3、进行扫查作业时，包括以下步骤：

4、（1）夹持转动机构将管材进行固定，使管材水平放置在浸没槽的上方；

5、（2）调节扫查机构的探头与管材之间的相对位置，同时使探头浸没在浸没槽的液体介质中；

6、（3）启动翻转机构，带动夹持转动机构向下翻转，待管材的下半部分浸没在浸没槽中的液体介质时翻转机构停止运动；

7、（4）夹持转动机构驱动管材绕其轴线转动，在转动过程中，探头对管材在当前检测区间的周向进行无接触的扫查检测作业，检测区间为探头所能覆盖的检测距离；在进行当前检测区间的扫查检测作业过程中，探头与管材的相对位置保持不变；

8、（5）扫查检测完管材的当前检测区间，调节探头沿管材的长度方向移动至下一检测区间，对下一检测区间的周向进行无接触的扫查检测作业；

9、（6）重复进行步骤（4）和步骤（5），直至探头在管材的所有检测区间均完成无接触的扫查检测作业；

10、（7）完成对整段管材的扫查检测作业后，再次启动翻转机构，带动夹持转动机构向上翻转，使管材离开浸没槽中的液体介质。

11、上述浸没槽中的液体介质在整个扫查检测作业过程中作为探头的声波传播介质，在整个扫查检测作业过程中，需要将探头浸没在浸没槽的液体介质中；浸没槽中可以根据扫查检测作业的需要灌注不同的液体介质，在无特别要求的情况下，一般采用水作为扫查检测的介质，以降低扫查检测成本。

12、上述翻转机构用于驱动夹持转动机构向上或向下翻转，使夹持转动机构夹持住整根管材下翻浸入浸没槽的液体介质中或离开浸没槽；当管材浸入液体介质时，翻转机构停止运动；当管材完成全部扫查检测作业时，翻转机构复位，将整根管材上翻离开浸没槽。另一方面，在结束进行扫查检测作业时，翻转机构驱动夹持转动机构向上翻转离开浸没槽，有助于减少设备浸没锈蚀养护，以及方便待检管材的上下料。

13、翻转机构可以采用伺服电机带动翻转轴转动的方式，具体的，在一种具体方案中，翻转机构包括固定座、翻转电机、翻转轴和翻转座，翻转轴的两端可转动安装在固定座上，翻转轴处于浸没槽的上方，翻转座固定安装在翻转轴上而随翻转座转动，翻转轴的一端与翻转电机的输出轴传动连接。

14、上述夹持转动机构用于夹持住管材，并且能够驱动管材沿其轴向转动。

15、上述扫查机构用于对管材进行无接触扫查检测作业，扫查机构设有可调节的探头，探头能够调节其与管材之间的相对位置，还能够沿管材的长度方向平移，调节其与管材的相对水平位置，以在管材的不同检测区间对管材的周向进行扫查检测作业。

16、上述步骤（4）中，在进行当前检测区间的扫查检测作业过程中，探头与管材的相对位置保持不变，以确保扫查结果的一致性和稳定性。

17、作为本发明的优选方案，所述夹持转动机构包括第一夹持转动组件和第二夹持转动组件，第一夹持转动组件固定设置在翻转机构的动力输出端，第二夹持转动组件可平移设置在翻转机构的动力输出端；所述步骤（1）中，夹持转动机构在夹持固定管材时，第二夹持转动组件先根据管材长度平移至相应的位置，第一夹持转动组件和第二夹持转动组件再从管材的两端夹持住管材。

18、作为本发明进一步的优选方案，所述第一夹持转动组件包括第一驱动装置和第一锥形顶头，第一驱动装置固定安装在所述翻转机构的动力输出端上，第一锥形顶头安装在第一驱动装置的动力输出端上；所述第二夹持转动组件包括平移驱动机构、从动装置和第二锥形顶头，平移驱动机构设置在翻转机构的动力输出端上，从动装置安装在平移驱动机构的动力输出端上，第二锥形顶头安装在从动装置的联动端上；第一锥形顶头的锥部与第二锥形顶头锥部相对，第一锥形顶头的轴线与第二锥形顶头锥部轴线处于同一水平线上。

19、在步骤（1）中，平移驱动机构先根据管材长度，将第二锥形顶头平移至相应的位置，然后第一锥形顶头、第二锥形顶头再从管材的两端管口插入，从而将管材夹持固定。当管材浸入耦合液中进行扫查检测作业时，第一驱动装置启动，在从动装置的配合下，使第一锥形顶头、第二锥形顶头转动，第一锥形顶头、第二锥形顶头的侧面与管材的内管壁之间的夹持摩擦力带动管材沿其轴线进行转动，使探头能够在管材的某个检测区间对该处的外管壁进行扫查。

20、在实际应用中，可以根据不同管径的管材，更换不同尺寸的第一锥形顶头和第二锥形顶头，以提高本设备的适用性。

21、在具体方案中，第一驱动装置采用伺服电机驱动的方式，第一锥形顶头可以直接安装在伺服电机的输出轴上，或者通过转动轴和同步带与伺服电机的输出轴传动连接。从动装置可以采用从动辊的方式，将第二锥形顶头直接装在从动辊的辊轴上。

22、作为本发明更进一步的优选方案，所述第一锥形顶头、所述第二锥形顶头的侧面上沿其母线方向设有多条可拆卸的耐磨条。利用耐磨条与管材的内管壁接触，提高第一锥形顶头、第二锥形顶头与管材的内管壁之间的夹持摩擦力，降低第一锥形顶头、第二锥形顶头在转动过程中所受到的磨损，提高第一锥形顶头、第二锥形顶头的使用寿命。

23、作为本发明更进一步的优选方案，所述平移驱动机构包括平移导轨、平移座、平移驱动电机、平移齿条和平移驱动齿轮；平移导轨和平移齿条水平平行设置，平移座可移动安装在平移导轨上；平移驱动齿轮可转动安装在平移座上，平移驱动齿轮与平移驱动电机的输出轴传动连接，并且平移驱动齿轮与平移齿条相啮合。平移驱动电机驱动平移驱动齿轮转动，使整个平移座在平移驱动齿轮和平移齿条的啮合作用下，沿平移导轨进行平移，使第二锥形顶头与第一锥形顶头之间的距离适配待扫查的管材。

24、作为本发明的优选方案，所述步骤（2）中，调节扫查机构的探头与管材之间的相对位置，包括调节探头与管材之间的相对水平位置、相对前后位置、以及相对高度位置。

25、作为本发明进一步的优选方案，所述扫查机构包括扫查平移调节机构、扫查前后调节机构、扫查升降调节机构、以及所述探头；扫查平移调节机构设置在所述浸没槽的一侧，扫查前后调节机构安装在扫查平移调节机构的调节端上，扫查升降调节机构安装在扫查前后调节机构的调节端上，探头安装在扫查升降调节机构的调节端上；所述步骤（2）中，先通过扫查平移调节机构调节探头与管材之间的相对水平位置，以确定检测区间，然后通过扫查前后调节机构调节探头与管材之间的相对前后位置，再通过扫查升降调节机构调节探头与管材之间的相对高度位置。

26、通常，在调节了探头与管材之间的相对水平位置、相对前后位置、以及相对高度位置之后，在对管材的某一检测区间的周向进行扫查检测作业的过程中，不再调节探头的位置。在具体方案中，扫查平移调节机构、扫查前后调节机构、扫查升降调节机构可以根据精度需求，选用合适的机动或手动的方式进行调节。比如，在一种具体方案中，扫查平移调节机构可以采用同步带调节的方式，将扫查前后调节机构安装在扫查平移座上，在同步带的带动下沿管材的长度方向进行平移；扫查前后调节机构可以采用电机驱动螺母带动丝杆转动，使扫查前后调节座前后移动；扫查升降调节机构可以采用手动调节的方式，通过手动转动丝杆与扫查前后调节座上的螺孔进行配合，使扫查升降座进行升降。

27、作为本发明进一步的优选方案，所述步骤（2）中，在调节扫查机构的探头与管材之间的相对位置时，实时检测探头与管材之间的相对前后距离，并在超出设定值的时候停止调节。为了避免探头过度接近管材，在调节扫查机构的探头与管材之间的相对前后位置时，事先设置一个设定值作为安全调节范围，在超出设定值的时候停止调节。通常，可以在探头的等同位置设置一个接近开关，当接近开关闭合时，视为扫查机构的探头与管材之间的相对前后位置超出设定值。

28、本发明与现有技术相比，具有如下优点：

29、本发明基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法利用翻转机构驱动夹持转动机构向上或向下翻转，向下翻转时将管材的下半部分浸没在浸没槽的液体介质中，在扫查检测过程中，通过夹持转动机构驱动管材绕其轴线转动，在转动过程中探头对管材的当前检测区间当进行无接触的扫查检测作业，在扫查检测过程中探头与管材没有接触，并且利用浸没槽中的液体介质作为探头的声波传播介质，提高管材的检测质量和检测精度；同时，在设备的规格范围内，能够对符合设备要求的任意长度但不同管径的管材、特别是沿长度方向存在管径变化的异形管材进行无接触的扫查检测作业，提高无接触扫查检测的适用性。

技术特征：

1.一种基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法，其特征在于：所述浸没式无接触管材扫查设备包括浸没槽、翻转机构、夹持转动机构和扫查机构；翻转机构设置在浸没槽的上方，夹持转动机构安装在翻转机构上，并且翻转机构能够驱动夹持转动机构向上或向下翻转；扫查机构设置在翻转机构的一侧，扫查机构包括可调节的探头；

2.根据权利要求1所述的基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法，其特征在于：所述夹持转动机构包括第一夹持转动组件和第二夹持转动组件，第一夹持转动组件固定设置在翻转机构的动力输出端，第二夹持转动组件可平移设置在翻转机构的动力输出端；所述步骤（1）中，夹持转动机构在夹持固定管材时，第二夹持转动组件先根据管材长度平移至相应的位置，第一夹持转动组件和第二夹持转动组件再从管材的两端夹持住管材。

3.根据权利要求2所述的基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法，其特征在于：所述第一夹持转动组件包括第一驱动装置和第一锥形顶头，第一驱动装置固定安装在所述翻转机构的动力输出端上，第一锥形顶头安装在第一驱动装置的动力输出端上；所述第二夹持转动组件包括平移驱动机构、从动装置和第二锥形顶头，平移驱动机构设置在翻转机构的动力输出端上，从动装置安装在平移驱动机构的动力输出端上，第二锥形顶头安装在从动装置的联动端上；第一锥形顶头的锥部与第二锥形顶头锥部相对，第一锥形顶头的轴线与第二锥形顶头锥部轴线处于同一水平线上。

4.根据权利要求3所述的基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法，其特征在于：所述第一锥形顶头、所述第二锥形顶头的侧面上沿其母线方向设有多条可拆卸的耐磨条。

5.根据权利要求3所述的基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法，其特征在于：所述平移驱动机构包括平移导轨、平移座、平移驱动电机、平移齿条和平移驱动齿轮；平移导轨和平移齿条水平平行设置，平移座可移动安装在平移导轨上；平移驱动齿轮可转动安装在平移座上，平移驱动齿轮与平移驱动电机的输出轴传动连接，并且平移驱动齿轮与平移齿条相啮合。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法，其特征在于：所述步骤（2）中，调节扫查机构的探头与管材之间的相对位置，包括调节探头与管材之间的相对水平位置、相对前后位置、以及相对高度位置。

7.根据权利要求6所述的基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法，其特征在于：所述扫查机构包括扫查平移调节机构、扫查前后调节机构、扫查升降调节机构、以及所述探头；扫查平移调节机构设置在所述浸没槽上，扫查前后调节机构安装在扫查平移调节机构的调节端上，扫查升降调节机构安装在扫查前后调节机构的调节端上，探头安装在扫查升降调节机构的调节端上；所述步骤（2）中，先通过扫查平移调节机构调节探头与管材之间的相对水平位置，以确定检测区间，然后通过扫查前后调节机构调节探头与管材之间的相对前后位置，再通过扫查升降调节机构调节探头与管材之间的相对高度位置。

8.根据权利要求6所述的基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法，其特征在于：所述步骤（2）中，在调节扫查机构的探头与管材之间的相对位置时，实时检测探头与管材之间的相对前后距离，并在超出设定值的时候停止调节。

技术总结
本发明涉及一种基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法，这种基于浸没式无接触管材扫查设备的扫查方法利用翻转机构驱动夹持转动机构向上或向下翻转，向下翻转时将管材的下半部分浸没在浸没槽的液体介质中，在扫查检测过程中，通过夹持转动机构驱动管材绕其轴线转动，在转动过程中探头对管材的当前检测区间当进行无接触的扫查检测作业，在扫查检测过程中探头与管材没有接触，并且利用浸没槽中的液体介质作为探头的声波传播介质，提高管材的检测质量和检测精度；同时，在设备的规格范围内，能够对符合设备要求的任意长度但不同管径的管材、特别是沿长度方向存在管径变化的异形管材进行无接触的扫查检测作业，提高无接触扫查检测的适用性。

技术研发人员：陈浩然,陈声,付汝龙,郑焕标,陈春晓,云维锐,陈建华,李嘉
受保护的技术使用者：广东汕头超声电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5