專利名稱：帶保溫層壓力管道在線檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于檢測石油、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裝置。
為此，本實用新型中的創(chuàng)作人憑借其多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，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，同時檢測精度高且在檢測時不必停產(chǎn)處理的管道在線檢測裝置。
本實用新型中帶保溫層壓力管道在線檢測裝置包括有一掃描裝置、一能夠帶動所述掃描裝置作三維移動的三維運動機構(gòu)及一能夠?qū)呙柩b置接受的光子進行傳送、分析與處理的探測采傳系統(tǒng)，其中所述掃描裝置包括有一直接固定在所述三維運動機構(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，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)呈對稱地分布有一檢測結(jié)果接收裝置，并在該檢測結(jié)果接收裝置與所述源屏蔽容器之間分別呈對稱地設(shè)置有一屏蔽塊。
最好，所述檢測結(jié)果接收裝置包括有一探測器、一后準(zhǔn)直器、一探測器屏蔽套，其中探測器與后準(zhǔn)直器直接連接，并直接插設(shè)在所述探測器屏蔽套的內(nèi)部，同時，在所述探測器屏蔽套的一端設(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光子輻射源與檢測結(jié)果接收裝置在被檢測物體的同一側(cè)。
本實用新型中帶保溫層壓力管道在線檢測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光子輻射源與檢測結(jié)果接收裝置設(shè)在被測物體地同一側(cè)，使得整個檢測裝置在檢測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缺陷的對比度有所提高，測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口，也不必停產(chǎn)就可達到在線檢測的目的，有效降低成本。
圖1是本實用新型中帶保溫層壓力管道在線檢測裝置的檢測工作原理圖；圖2是本實用新型中帶保溫層壓力管道在線檢測裝置的主視示意圖；
圖3是本實用新型中掃描裝置在拖板上的位置分布示意圖；圖4是本實用新型中掃描裝置的剖視示意圖；圖5是本實用新型中Z向運動機構(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)置在三維運動機構(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，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。在三維運動機構(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、一探測器5(在本實施例中可選用碘化鈉閃爍晶體和光電倍增管類的探測器)、一后準(zhǔn)直器4及一探測器屏蔽套6，其中由設(shè)置在源屏蔽容器2一側(cè)的一探測器5、一后準(zhǔn)直器4及一探測器屏蔽套6組成一檢測結(jié)果接收裝置，該兩組檢測結(jié)果對稱地分布在源屏蔽容器2的兩側(cè)，同時，兩屏蔽塊19也對稱地分布在源屏蔽容器2的兩側(cè)，并位于源屏蔽容器2與檢測結(jié)果接收裝置之間。
由于兩組檢測結(jié)果接收裝置對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(初級射束前進方向)與后準(zhǔn)直器孔的方向(散射束進入探測器的方向)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，檢測結(jié)果接收裝置通過一不銹鋼端蓋40將探測器屏蔽套6、后準(zhǔn)直器4及探測器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)換成輸出信號輸入到探測采傳系統(tǒng)中。
如圖1所示，探測采傳系統(tǒng)包括有通過信號傳遞線與探測器5連通的線性放大器7、不用微機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可以通過微機接口10與外界的通信綜合板11、微機12、打印機14及顯示器15相連接，以實現(xiàn)對檢測結(jié)果進行處理與分析的目的。由于上述探測采傳系統(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。該探測采傳系統(tǒng)與一步進電機驅(qū)動器13電連接，以實現(xiàn)對三維運動機構(gòu)中的各步進電機進行控制與驅(qū)動，由于該電機驅(qū)動器13及其對各步進電機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，三維運動機構(gòu)采用上、中、下分層式結(jié)構(gòu)，其中，上層為Z向(深度方向)運動機構(gòu)，中層為Y向(橫向)運動機構(gòu)，下層為X向(豎向)運動機構(gòu)。其中掃描裝置通過連接件直接固定在Z向運動機構(gòu)的Z向運動拖板20上，該Z向運動拖板20支撐在Z向運動的雙直線軸承導(dǎo)軌23上，并與Z向運動的滾珠絲桿螺母副(圖中未示出)連接，該滾珠絲桿螺母副中的絲桿與一Z向步進電機21相連接。該Z向運動機構(gòu)由Z向步進電機21直接驅(qū)動滾珠絲桿螺母副，將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，并由用于承載導(dǎo)向的高精度雙直線軸承導(dǎo)軌23來實現(xiàn)，該兩根導(dǎo)軌對稱地配制在滾珠絲桿37的兩側(cè)，為保證運行的穩(wěn)定性，在每個直線軸承導(dǎo)軌上裝有兩個直線軸承(即兩個滑套)38，如圖5所示。
Y向運動機構(gòu)包括有一用于安裝Z向運動機構(gòu)的Y向運動拖板24，該Y向運動拖板24支撐在Y向運動等載荷直線滾動導(dǎo)軌副26上，并與Y向運動的滾珠絲桿螺母副25相連接，該滾珠絲桿螺母副25中的絲桿與一Y向步進電機22相連接。該Y向運動機構(gòu)通過Y向步進電機22直接驅(qū)動滾珠絲桿螺母副25將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，并由用于承載導(dǎo)向的直線滾動導(dǎo)軌副26來實現(xiàn)。
X向運動機構(gòu)包括有一用于安裝Y向運動機構(gòu)的X向運動拖板27，該X向運動拖板27支撐在由X向運動梯形螺紋絲桿螺母副28帶動的導(dǎo)套29上，而該梯形螺紋絲桿螺母副28與一蝸輪減速機33相連，并由該蝸輪減速機33帶動，該蝸輪減速機33配有一X向步進電機34。該X向運動機構(gòu)均安裝在蝸輪減速機33上，其通過梯形螺紋絲桿螺母副28及導(dǎo)套29的托送作用來實現(xiàn)X向的升降運動。
將掃描裝置、Z向運動機構(gòu)、Y向運動機構(gòu)三者形成一體，共同配置在X向運動拖板27上，當(dāng)X向步進電機34工作時，通過蝸輪減速機33、梯形螺紋絲桿螺母副28及導(dǎo)套29來推動X向運動拖板27及坐落在其上的Y、Z向運動裝置及掃描裝置，實現(xiàn)X向的探測。
如圖2所示，上述整個三維運動機構(gòu)均安裝在一可調(diào)整高度的四腳支架35上，以增加整個檢測裝置在檢測時的平穩(wěn)性。
綜上所述，本實用新型中帶保溫層壓力管道在線檢測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)直后入射到被檢測物體17中某個小體積18處發(fā)生康普頓背散射，并進一步使散射射線經(jīng)過后準(zhǔn)直器4到達插在探測器屏蔽套6中的探測器5，由探測器5吸收，并由探測器5將檢測到的信號輸入到線性放大器7中，接著經(jīng)多道脈沖幅度分析器8作分析后儲存在微處理器9中。再經(jīng)微機接口10送至通信綜合板11中，將兩路信號進行綜合，最后送至微機12中進行數(shù)據(jù)處理，并由打印機或顯示器輸出。
另外，上述僅對本實用新型中的較佳實施例作了說明，但并不能作為本實用新型的保護范圍，因作為本領(lǐng)域的技術(shù)人員對其作出相應(yīng)的修改與修飾是可以的，因此，凡是依據(jù)本實用新型的設(shè)計精神而作出的等效變化或修飾，均應(yīng)認(rèn)為落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種帶保溫層壓力管道在線檢測裝置，包括有一掃描裝置、一能夠帶動所述掃描裝置作三維移動的三維運動機構(gòu)及一能夠?qū)呙柩b置接受的光子進行傳送、分析與處理的探測采傳系統(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動機構(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，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)呈對稱地分布有一檢測結(jié)果接收裝置，并在該檢測結(jié)果接收裝置與所述源屏蔽容器之間分別呈對稱地設(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裝置，其特征在于所述檢測結(jié)果接收裝置包括有一探測器、一后準(zhǔn)直器、一探測器屏蔽套，其中探測器與后準(zhǔn)直器直接連接，并直接插設(shè)在所述探測器屏蔽套的內(nèi)部，同時，在所述探測器屏蔽套的一端設(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中任意一項所述的帶保溫層壓力管道在線檢測裝置，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中任意一項所述的帶保溫層壓力管道在線檢測裝置，其特征在于所述三維運動機構(gòu)包括有呈上、中、下分層布置的Z向運動機構(gòu)、Y向運動機構(gòu)和X向運動機構(gòu)，其中Z向運動機構(gòu)包括有一用于固定所述掃描裝置的Z向運動拖板，該Z向運動拖板支撐在Z向運動的雙直線軸承導(dǎo)軌上，并與Z向運動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向步進電機相連接；Y向運動機構(gòu)包括有一用于安裝Z向運動機構(gòu)的Y向運動拖板，該Y向運動拖板支撐在Y向運動等載荷直線滾動導(dǎo)軌副上，并與Y向運動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向步進電機相連接；X向運動機構(gòu)包括有一用于安裝Y向運動機構(gòu)的X向運動拖板，該X向運動拖板支撐在由X向運動梯形螺紋絲桿螺母副帶動的導(dǎo)套上，而該梯形螺紋絲桿螺母副與一蝸輪減速機相連接，該蝸輪減速機配有一X向步進電機。
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裝置，其特征在于所述三維運動機構(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裝置，其特征在于所述滾珠絲桿在其兩側(cè)為保證運行的穩(wěn)定性，而在每個直線軸承導(dǎo)軌上裝有兩個直線軸承。
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裝置，其特征在于所述三維運動機構(gòu)包括有呈上、中、下分層布置的Z向運動機構(gòu)、Y向運動機構(gòu)和X向運動機構(gòu)，其中Z向運動機構(gòu)包括有一用于固定所述掃描裝置的Z向運動拖板，該Z向運動拖板支撐在Z向運動的雙直線軸承導(dǎo)軌上，并與Z向運動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向步進電機相連接；Y向運動機構(gòu)包括有一用于安裝Z向運動機構(gòu)的Y向運動拖板，該Y向運動拖板支撐在Y向運動等載荷直線滾動導(dǎo)軌副上，并與Y向運動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向步進電機相連接；X向運動機構(gòu)包括有一用于安裝Y向運動機構(gòu)的X向運動拖板，該X向運動拖板支撐在由X向運動梯形螺紋絲桿螺母副帶動的導(dǎo)套上，而該梯形螺紋絲桿螺母副與一蝸輪減速機相連接，該蝸輪減速機配有一X向步進電機。
專利摘要本實用新型公開了一種帶保溫層壓力管道在線檢測裝置，其包括有一掃描裝置、一能夠帶動所述掃描裝置作三維移動的三維運動機構(gòu)及一能夠?qū)呙柩b置中探測器接受的光子進行傳送、分析與處理的探測采傳系統(tǒng)。其中，掃描裝置包括有一直接固定在所述三維運動機構(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，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)呈對稱地分布有一檢測結(jié)果接收裝置，并在該檢測結(jié)果接收裝置與源屏蔽容器之間分別呈對稱地設(shè)置有一屏蔽塊。本實用新型中的檢測裝置無需去除保溫層或在保溫層上鉆出檢測口，也不必停產(chǎn)就可實現(xiàn)檢測的目的，有效降低成本。
文檔編號F17D5/00GK2594617SQ0229559
公開日2003年12月24日 申請日期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 申請人:國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局鍋爐壓力容器檢測研究中心