專利名稱：狹小空間內帶鰭片的熱交換管道超聲測厚探頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種熱交換管道超聲測厚探頭，特別是一種狹小空間內帶鰭片的熱交換管道超聲測厚探頭，屬于機器人應用領域。
背景技術：
承壓管道是火力發電廠鍋爐熱交換器中的關鍵部件，其分布立體上呈多層排列，深度達1.5米，平面內呈U型來回分布，管道表面有螺旋型熱交換鰭片，鰭片與鰭片間距12.5mm，鰭片深3.5mm，水平相鄰管道最小間距48.5mm，上下兩層管道間最小距離28mm。這種復雜的管道形狀、空間排列以及狹小的管道間距給內層管道外表面缺陷檢測帶來了一定難度。在目前情況下，對這種承壓管道的檢測僅限于在鍋爐維修期間由人工目測方式對其頂層管道外表面進行檢測，而對其下層管道外表面缺陷檢測則無能為力。因此，極有必要研制一種能夠對此類承壓管道組中所有管道的外表面缺陷進行掃描和檢測的機器人裝置，要實現對所有管道外表面缺陷的檢測，機器人所帶的檢測探頭必須能夠到達管道表層平面內的任意位置，而且這種特殊的超聲探頭在管道壁厚測量過程中具有自動涂布偶合劑的功能。經文獻檢索發現，中國專利號為ZL97237005.6，名稱為“超聲波測厚探頭”，發明人為黃文俊，該專利公開了一種超聲波測厚探頭，具有殼體、隔聲層、發射導聲楔與接收導聲楔，發射導聲楔與接收導聲楔上分別設有發射晶片與接收晶片，在殼體與導聲楔之間設有阻聲區。該實用新型適于探測薄板、管道等物件的厚度，精確度高，它屬于一種標準的超聲波測厚傳感器。但是，在應用該種標準超聲測厚傳感器測量管道壁厚時，必須在測量區域另外涂上適量的偶合劑，因為該種標準超聲測厚傳感器不具有自動涂布偶合劑的功能，這使得在帶鰭片的熱交換管道群狹小空間內完成這一動作變得非常困難。

發明內容
本實用新型的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種狹小空間內帶鰭片的熱交換管道超聲測厚探頭，通過對標準超聲測厚傳感器的適當改造，使其在測量過程中完成測量區域偶合劑的自動涂布，結構緊湊，能夠到達管道表層平面內的任意位置，從而能使這種特殊的超聲測厚探頭用于狹小空間內帶鰭片的熱交換管道的壁厚測量。本實用新型是根據以下技術方案實現的，主要包括內螺套，探頭殼體，微型螺紋氣缸，連接螺套，超聲傳感器，氈圈套，套殼，其連接方式為內螺套壓入探頭殼體，兩者之間緊配合，微型螺紋氣缸穿過探頭殼體的中心孔，兩端通過螺母擰緊，微型螺紋氣缸夾緊在探頭殼體上，連接螺套擰在微型螺紋氣缸的輸出活塞桿上，并用防松螺母擰緊，超聲傳感器擰入連接螺套，在超聲傳感器上緊套一個氈圈套，氈圈套外表面再緊套上套殼。
套殼與超聲傳感器之間留有大約0.3mm的間隙，其內加有偶合劑，偶合劑被吸附和儲存在氈圈內，當超聲傳感器被微型螺紋氣缸的輸出活塞桿頂到被測管道上時，部分偶合劑從氈圈套流至管道表面濕潤被測區域。
超聲傳感器采用單作用微型螺紋氣缸作為檢測時向被測管道施加壓力的驅動元件。
與檢測機器人配套的狹小空間內帶鰭片的熱交換管道超聲測厚裝置，由減速直流電機、滑動軸套、兩支板、吊桿、機械臂、隔板、轉軸、兩光電傳感器、碼盤以及本實用新型組成，檢測機器人將探頭伸入到鰭片管道群中，當末端減速電機的軸線到達指定需要檢測的4個相鄰管道的中心時停止，此時，減速直流電機通電運轉，經轉軸驅動超聲測厚探頭從下垂位置旋轉一定的角度，使探頭正對需要超聲測厚的管道缺陷表面，角度通過碼盤和光電傳感器得到控制，然后，接通微型螺紋氣缸的進氣閥，使氣缸的輸出活塞桿外伸，帶動超聲傳感器壓向管道的被測區域，當超聲傳感器被微型螺紋氣缸的輸出活塞桿頂到被測管道上時，部分偶合劑從氈圈套流至管道表面濕潤被測區域，同時超聲傳感器開始檢測所在區域的管道厚度，并將檢測數據上傳到上位監控儀表，檢測完畢，關閉微型螺紋氣缸的進氣閥，微型螺紋氣缸的輸出活塞桿帶著超聲探頭在氣缸內置彈簧的作用下縮回至原位，此時，減速直流電機又通電運轉，經轉軸驅動超聲測厚探頭從當前的位置旋轉一定的角度回到初始的超聲測厚探頭下垂位置，完成一次檢測過程。若需要對其他管道繼續進行檢測，則重復上述過程，直到所有的有表面缺陷的管道超聲測厚結束為止。
本實用新型將超聲傳感器與微型螺紋氣缸組合成一體，通過檢測機器人機械臂末端的減速電機的驅動完成周圍有缺陷的管道表面的超聲測厚，同時在超聲傳感器上通過采用氈圈和套殼，使偶合劑被吸附和儲存在氈圈內，當探頭頂到被測管道時，部分偶合劑從氈圈套流至管道表面濕潤被測區域，從而使超聲傳感器能夠進行正常工作。整個探頭結構緊湊，與檢測機器人配套能夠到達管道表層平面內的任意位置，適合狹小空間內帶鰭片的熱交換管道表面的超聲測厚，它是火力發電廠鍋爐熱交換器承壓管道檢測機器人的一個十分重要的組成部分。


圖1本實用新型結構示意圖具體實施方式
如圖1所示，本實用新型主要包括內螺套1、探頭殼體2、微型螺紋氣缸3、連接螺套4、超聲傳感器5、氈圈套6、套殼7，其連接方式為內螺套1壓入探頭殼體2，兩者之間緊配合，微型螺紋氣缸3穿過探頭殼體2的中心孔，兩端通過螺母擰緊，微型螺紋氣缸3夾緊在探頭殼體2上，連接螺套4擰在微型螺紋氣缸3的輸出活塞桿上，并用防松螺母擰緊，超聲傳感器5擰入連接螺套4，在超聲傳感器5上緊套氈圈套6，氈圈套6外表面再緊套套殼7。
套殼7與超聲傳感器5之間留有大約0.3mm的間隙，其內有偶合劑，偶合劑被吸附和儲存在氈圈6內。
超聲傳感器5檢測時向被測管道施加壓力的驅動元件為單作用微型螺紋氣缸3。
權利要求1.一種狹小空間內帶鰭片的熱交換管道超聲測厚探頭，主要包括超聲傳感器(5)，其特征在于還包括內螺套(1)、探頭殼體(2)、微型螺紋氣缸(3)、連接螺套(4)、氈圈套(6)、套殼(7)，其連接方式為內螺套(1)壓入探頭殼體(2)，兩者之間緊配合，微型螺紋氣缸(3)穿過探頭殼體(2)的中心孔，兩端通過螺母擰緊，微型螺紋氣缸(3)夾緊在探頭殼體(2)上，連接螺套(4)擰在微型螺紋氣缸(3)的輸出活塞桿上，并用防松螺母擰緊，超聲傳感器(5)擰入連接螺套(4)，在超聲傳感器(5)上緊套氈圈套(6)，氈圈套(6)外表面再緊套套殼(7)。
2.根據權利要求1所述的這種狹小空間內帶鰭片的熱交換管道超聲測厚探頭，其特征是套殼(7)與超聲傳感器(5)之間留有0.3mm的間隙，其內有偶合劑，偶合劑被吸附和儲存在氈圈(6)內。
3.根據權利要求1所述的這種狹小空間內帶鰭片的熱交換管道超聲測厚探頭，其特征是超聲傳感器(5)檢測時向被測管道施加壓力的驅動元件為單作用微型螺紋氣缸(3)。
專利摘要狹小空間內帶鰭片的熱交換管道超聲測厚探頭屬于機器人應用領域。主要包括內螺套，探頭殼體，微型螺紋氣缸，連接螺套，超聲傳感器，氈圈套，套殼，其連接方式為內螺套壓入探頭殼體，兩者之間緊配合，微型螺紋氣缸穿過探頭殼體的中心孔，兩端通過螺母擰緊，微型螺紋氣缸夾緊在探頭殼體上，連接螺套擰在微型螺紋氣缸的輸出活塞桿上，并用防松螺母擰緊，超聲傳感器擰入連接螺套，在超聲傳感器上緊套氈圈套，氈圈套外表面再緊套套殼，偶合劑被吸附和儲存在氈圈內。本實用新型在測量過程中完成測量區域偶合劑的自動涂布，結構緊湊，能夠到達管道表層平面內的任意位置，適合狹小空間內帶鰭片的熱交換管道表面的超聲測厚。
文檔編號G01B17/02GK2574001SQ0226096
公開日2003年9月17日 申請日期2002年10月24日 優先權日2002年10月24日
發明者高雪官, 馬培蓀, 王怡之, 魯守銀, 李彥明, 徐軍 申請人:上海交通大學