專利名稱：帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于檢測(cè)石油、化工、天然氣等工業(yè)中帶保溫層壓力管道是否存在缺陷的在線檢測(cè)裝置，更具體地說，涉及一種利用γ光子在與物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生康普頓背散射效應(yīng)的帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置。
為此，本實(shí)用新型中的創(chuàng)作人憑借其多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，并經(jīng)潛心研究與開發(fā)，終創(chuàng)造出一種不受帶有保溫層管道厚度與管徑大小限制，同時(shí)檢測(cè)精度高且在檢測(cè)時(shí)不必停產(chǎn)處理的管道在線檢測(cè)裝置。
本實(shí)用新型中帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置包括有一掃描裝置、一能夠帶動(dòng)所述掃描裝置作三維移動(dòng)的三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及一能夠?qū)呙柩b置接受的光子進(jìn)行傳送、分析與處理的探測(cè)采傳系統(tǒng)，其中所述掃描裝置包括有一直接固定在所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的源屏蔽容器，在該源屏蔽容器的內(nèi)部設(shè)置有一γ光子輻射源，同時(shí)，在該源屏蔽容器的前側(cè)固定設(shè)置有一前準(zhǔn)直器，而在該源屏蔽容器的兩側(cè)呈對(duì)稱地分布有一檢測(cè)結(jié)果接收裝置，并在該檢測(cè)結(jié)果接收裝置與所述源屏蔽容器之間分別呈對(duì)稱地設(shè)置有一屏蔽塊。
最好，所述檢測(cè)結(jié)果接收裝置包括有一探測(cè)器、一后準(zhǔn)直器、一探測(cè)器屏蔽套，其中探測(cè)器與后準(zhǔn)直器直接連接，并直接插設(shè)在所述探測(cè)器屏蔽套的內(nèi)部，同時(shí)，在所述探測(cè)器屏蔽套的一端設(shè)置有不銹鋼蓋，使所述前準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直孔方向與后準(zhǔn)直器的后準(zhǔn)直孔方向之間的夾角大于等于90°，即γ光子輻射源與檢測(cè)結(jié)果接收裝置在被檢測(cè)物體的同一側(cè)。
本實(shí)用新型中帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置主要是利用康普頓背散射掃描(CBS-Compton Backscatter Scanning)技術(shù)，即將γ光子輻射源與檢測(cè)結(jié)果接收裝置設(shè)在被測(cè)物體地同一側(cè)，使得整個(gè)檢測(cè)裝置在檢測(cè)過程中不受保溫層厚度和管徑大小的限制，而且利用這種掃描方法后檢測(cè)缺陷的對(duì)比度有所提高，測(cè)量管壁厚度和缺陷的精度有所提高，另外還無需去除保溫層或在保溫層上鉆出檢測(cè)口，也不必停產(chǎn)就可達(dá)到在線檢測(cè)的目的，有效降低成本。


圖1是本實(shí)用新型中帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置的檢測(cè)工作原理圖；圖2是本實(shí)用新型中帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置的主視示意圖；
圖3是本實(shí)用新型中掃描裝置在拖板上的位置分布示意圖；圖4是本實(shí)用新型中掃描裝置的剖視示意圖；圖5是本實(shí)用新型中Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1至圖3所示，掃描裝置包括有一通過連接件直接固定設(shè)置在三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)頂部拖板20上的源屏蔽容器2，在該源屏蔽容器2的中心位置處設(shè)有一中低能量的γ光子輻射源1，如50～90居里的Ir-192或40～50居里的Se-75。同時(shí)，在源屏蔽容器2的前側(cè)固定連接有一前準(zhǔn)直器3，使由γ光子輻射源發(fā)出的γ光子通過并射出，如圖1所示。在三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)頂部的拖板20上、源屏蔽容器2的兩側(cè)各固定設(shè)置有一屏蔽塊19、一探測(cè)器5(在本實(shí)施例中可選用碘化鈉閃爍晶體和光電倍增管類的探測(cè)器)、一后準(zhǔn)直器4及一探測(cè)器屏蔽套6，其中由設(shè)置在源屏蔽容器2一側(cè)的一探測(cè)器5、一后準(zhǔn)直器4及一探測(cè)器屏蔽套6組成一檢測(cè)結(jié)果接收裝置，該兩組檢測(cè)結(jié)果對(duì)稱地分布在源屏蔽容器2的兩側(cè)，同時(shí)，兩屏蔽塊19也對(duì)稱地分布在源屏蔽容器2的兩側(cè)，并位于源屏蔽容器2與檢測(cè)結(jié)果接收裝置之間。
由于兩組檢測(cè)結(jié)果接收裝置對(duì)稱地分布在源屏蔽容器2的兩側(cè)，從而在前準(zhǔn)直器孔的方向(初級(jí)射束前進(jìn)方向)與后準(zhǔn)直器孔的方向(散射束進(jìn)入探測(cè)器的方向)之間形成一夾角，該夾角就是通常所說的康普頓散射角，如圖1所示，一般散射角的優(yōu)選角度為140°、151°和155.65°，對(duì)應(yīng)于該優(yōu)選散射角的焦距分別是85mm、145mm和185mm。
如圖4所示，檢測(cè)結(jié)果接收裝置通過一不銹鋼端蓋40將探測(cè)器屏蔽套6、后準(zhǔn)直器4及探測(cè)器5固定連接成一體，用于接收從前準(zhǔn)直器3發(fā)出的經(jīng)被測(cè)物體17反射后的γ射線，并將接收到的γ射線轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)輸入到探測(cè)采傳系統(tǒng)中。
如圖1所示，探測(cè)采傳系統(tǒng)包括有通過信號(hào)傳遞線與探測(cè)器5連通的線性放大器7、不用微機(jī)插卡的多道脈沖幅度分析器8及微處理器9。其中微處理器9可以通過微機(jī)接口10與外界的通信綜合板11、微機(jī)12、打印機(jī)14及顯示器15相連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行處理與分析的目的。由于上述探測(cè)采傳系統(tǒng)及掃描裝置中的元器件均采用市售成熟產(chǎn)品，并且探測(cè)采傳系統(tǒng)的工作原理也是已有的成熟技術(shù)，故在此不再作詳細(xì)說明。該探測(cè)采傳系統(tǒng)與一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器13電連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的各步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制與驅(qū)動(dòng)，由于該電機(jī)驅(qū)動(dòng)器13及其對(duì)各步進(jìn)電機(jī)的控制原理均為已有技術(shù)，因此不再作詳細(xì)說明。
如圖2所示，三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用上、中、下分層式結(jié)構(gòu)，其中，上層為Z向(深度方向)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，中層為Y向(橫向)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，下層為X向(豎向)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中掃描裝置通過連接件直接固定在Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的Z向運(yùn)動(dòng)拖板20上，該Z向運(yùn)動(dòng)拖板20支撐在Z向運(yùn)動(dòng)的雙直線軸承導(dǎo)軌23上，并與Z向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿螺母副(圖中未示出)連接，該滾珠絲桿螺母副中的絲桿與一Z向步進(jìn)電機(jī)21相連接。該Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由Z向步進(jìn)電機(jī)21直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿螺母副，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，并由用于承載導(dǎo)向的高精度雙直線軸承導(dǎo)軌23來實(shí)現(xiàn)，該兩根導(dǎo)軌對(duì)稱地配制在滾珠絲桿37的兩側(cè)，為保證運(yùn)行的穩(wěn)定性，在每個(gè)直線軸承導(dǎo)軌上裝有兩個(gè)直線軸承(即兩個(gè)滑套)38，如圖5所示。
Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有一用于安裝Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的Y向運(yùn)動(dòng)拖板24，該Y向運(yùn)動(dòng)拖板24支撐在Y向運(yùn)動(dòng)等載荷直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副26上，并與Y向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿螺母副25相連接，該滾珠絲桿螺母副25中的絲桿與一Y向步進(jìn)電機(jī)22相連接。該Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過Y向步進(jìn)電機(jī)22直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿螺母副25將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，并由用于承載導(dǎo)向的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副26來實(shí)現(xiàn)。
X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有一用于安裝Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的X向運(yùn)動(dòng)拖板27，該X向運(yùn)動(dòng)拖板27支撐在由X向運(yùn)動(dòng)梯形螺紋絲桿螺母副28帶動(dòng)的導(dǎo)套29上，而該梯形螺紋絲桿螺母副28與一蝸輪減速機(jī)33相連，并由該蝸輪減速機(jī)33帶動(dòng)，該蝸輪減速機(jī)33配有一X向步進(jìn)電機(jī)34。該X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均安裝在蝸輪減速機(jī)33上，其通過梯形螺紋絲桿螺母副28及導(dǎo)套29的托送作用來實(shí)現(xiàn)X向的升降運(yùn)動(dòng)。
將掃描裝置、Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)三者形成一體，共同配置在X向運(yùn)動(dòng)拖板27上，當(dāng)X向步進(jìn)電機(jī)34工作時(shí)，通過蝸輪減速機(jī)33、梯形螺紋絲桿螺母副28及導(dǎo)套29來推動(dòng)X向運(yùn)動(dòng)拖板27及坐落在其上的Y、Z向運(yùn)動(dòng)裝置及掃描裝置，實(shí)現(xiàn)X向的探測(cè)。
如圖2所示，上述整個(gè)三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均安裝在一可調(diào)整高度的四腳支架35上，以增加整個(gè)檢測(cè)裝置在檢測(cè)時(shí)的平穩(wěn)性。
綜上所述，本實(shí)用新型中帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置的工作原理是使裝在源屏蔽容器2中心的γ光子輻射源發(fā)出γ射線，經(jīng)前準(zhǔn)直器3準(zhǔn)直后入射到被檢測(cè)物體17中某個(gè)小體積18處發(fā)生康普頓背散射，并進(jìn)一步使散射射線經(jīng)過后準(zhǔn)直器4到達(dá)插在探測(cè)器屏蔽套6中的探測(cè)器5，由探測(cè)器5吸收，并由探測(cè)器5將檢測(cè)到的信號(hào)輸入到線性放大器7中，接著經(jīng)多道脈沖幅度分析器8作分析后儲(chǔ)存在微處理器9中。再經(jīng)微機(jī)接口10送至通信綜合板11中，將兩路信號(hào)進(jìn)行綜合，最后送至微機(jī)12中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并由打印機(jī)或顯示器輸出。
另外，上述僅對(duì)本實(shí)用新型中的較佳實(shí)施例作了說明，但并不能作為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，因作為本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)其作出相應(yīng)的修改與修飾是可以的，因此，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)精神而作出的等效變化或修飾，均應(yīng)認(rèn)為落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置，包括有一掃描裝置、一能夠帶動(dòng)所述掃描裝置作三維移動(dòng)的三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及一能夠?qū)呙柩b置接受的光子進(jìn)行傳送、分析與處理的探測(cè)采傳系統(tǒng)，其特征在于所述掃描裝置包括有一直接固定在所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的源屏蔽容器，在該源屏蔽容器的內(nèi)部設(shè)置有一γ光子輻射源，同時(shí)，在該源屏蔽容器的前側(cè)固定設(shè)置有一前準(zhǔn)直器，而在該源屏蔽容器的兩側(cè)呈對(duì)稱地分布有一檢測(cè)結(jié)果接收裝置，并在該檢測(cè)結(jié)果接收裝置與所述源屏蔽容器之間分別呈對(duì)稱地設(shè)置有一屏蔽塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述檢測(cè)結(jié)果接收裝置包括有一探測(cè)器、一后準(zhǔn)直器、一探測(cè)器屏蔽套，其中探測(cè)器與后準(zhǔn)直器直接連接，并直接插設(shè)在所述探測(cè)器屏蔽套的內(nèi)部，同時(shí)，在所述探測(cè)器屏蔽套的一端設(shè)置有不銹鋼蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置，其特征在于在所述前準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直孔方向與后準(zhǔn)直器的后準(zhǔn)直孔方向之間有一夾角，該夾角大于等于90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述夾角為140°、151°或155.65°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述γ光子輻射源為中低能量的50～90居里的Ir-192或者40～50居里的Se-75。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有呈上、中、下分層布置的Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有一用于固定所述掃描裝置的Z向運(yùn)動(dòng)拖板，該Z向運(yùn)動(dòng)拖板支撐在Z向運(yùn)動(dòng)的雙直線軸承導(dǎo)軌上，并與Z向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿螺母副連接，該滾珠絲桿螺母副中的絲桿與一Z向步進(jìn)電機(jī)相連接；Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有一用于安裝Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的Y向運(yùn)動(dòng)拖板，該Y向運(yùn)動(dòng)拖板支撐在Y向運(yùn)動(dòng)等載荷直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副上，并與Y向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿螺母副相連接，該滾珠絲桿螺母副中的絲桿與一Y向步進(jìn)電機(jī)相連接；X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有一用于安裝Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的X向運(yùn)動(dòng)拖板，該X向運(yùn)動(dòng)拖板支撐在由X向運(yùn)動(dòng)梯形螺紋絲桿螺母副帶動(dòng)的導(dǎo)套上，而該梯形螺紋絲桿螺母副與一蝸輪減速機(jī)相連接，該蝸輪減速機(jī)配有一X向步進(jìn)電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在一可調(diào)整高度的四腳支架上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述滾珠絲桿在其兩側(cè)為保證運(yùn)行的穩(wěn)定性，而在每個(gè)直線軸承導(dǎo)軌上裝有兩個(gè)直線軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有呈上、中、下分層布置的Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有一用于固定所述掃描裝置的Z向運(yùn)動(dòng)拖板，該Z向運(yùn)動(dòng)拖板支撐在Z向運(yùn)動(dòng)的雙直線軸承導(dǎo)軌上，并與Z向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿螺母副連接，該滾珠絲桿螺母副中的絲桿與一Z向步進(jìn)電機(jī)相連接；Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有一用于安裝Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的Y向運(yùn)動(dòng)拖板，該Y向運(yùn)動(dòng)拖板支撐在Y向運(yùn)動(dòng)等載荷直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副上，并與Y向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲桿螺母副相連接，該滾珠絲桿螺母副中的絲桿與一Y向步進(jìn)電機(jī)相連接；X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括有一用于安裝Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的X向運(yùn)動(dòng)拖板，該X向運(yùn)動(dòng)拖板支撐在由X向運(yùn)動(dòng)梯形螺紋絲桿螺母副帶動(dòng)的導(dǎo)套上，而該梯形螺紋絲桿螺母副與一蝸輪減速機(jī)相連接，該蝸輪減速機(jī)配有一X向步進(jìn)電機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶保溫層壓力管道在線檢測(cè)裝置，其包括有一掃描裝置、一能夠帶動(dòng)所述掃描裝置作三維移動(dòng)的三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及一能夠?qū)呙柩b置中探測(cè)器接受的光子進(jìn)行傳送、分析與處理的探測(cè)采傳系統(tǒng)。其中，掃描裝置包括有一直接固定在所述三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的源屏蔽容器，在該源屏蔽容器的內(nèi)部設(shè)置有一γ光子輻射源，同時(shí)，在該源屏蔽容器的前側(cè)固定設(shè)置有一前準(zhǔn)直器，而在該源屏蔽容器的兩側(cè)呈對(duì)稱地分布有一檢測(cè)結(jié)果接收裝置，并在該檢測(cè)結(jié)果接收裝置與源屏蔽容器之間分別呈對(duì)稱地設(shè)置有一屏蔽塊。本實(shí)用新型中的檢測(cè)裝置無需去除保溫層或在保溫層上鉆出檢測(cè)口，也不必停產(chǎn)就可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的目的，有效降低成本。
文檔編號(hào)F17D5/00GK2594617SQ0229559
公開日2003年12月24日 申請(qǐng)日期2002年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者丁克勤, 丁厚本, 陳鋼, 丁莉, 丁青, 李崢嶸, 汪子明, 戴傳芳 申請(qǐng)人:國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局鍋爐壓力容器檢測(cè)研究中心