專利名稱：一種管道變形檢測器探頭機構的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種管道變形檢測器探頭機構。涉及外形的測量和管道系統技 術領域。
背景技術：
隨著管道建設快速發展，變形檢測作為新建管道驗收重要手段之一，已受到 管道業主的認可。根據變形檢測結果，業主可有效了解新建管道的建設狀況，包 括管道是否存在變形，焊縫余高等信息。
管道進行內檢測作業時，由于腐蝕檢測器通過能力較小，在投運腐蝕檢測器 前，必須對管道進行變形檢測，了解管道的變形情況，然后才能投運腐蝕檢測器， 確保腐蝕檢測器不會因變形發生卡堵，保證管道的安全運營。
變形檢測器的核心技術之一就是變形探頭系統，高精度的變形探頭能準確地 測量到管道變形的大小，對變形檢測器的準確測量提供保障，為管道科學維護提 供精準的基礎數據。所以， 一種良好的高精度變形探頭機構對變形檢測器結果的 準確性起著至關重要的作用。
現有的變形檢測器，它是類似于一種雨傘的骨架結構，所有的探頭都連接在 一個法蘭套筒上，傘架末端的接觸輪遇到變形后做下擺運動，導致法蘭套筒做前 后直線運動，與法蘭套簡連接的直線位移傳感器來感應這種變化并記錄下來。這 種類似傘架結構的變形探頭機構，它采集的變形數據精度不高，干擾信號大，且
它是單通道的數據，就是說它所檢測到的變形在圓周上是無法定位的，只能定位 距離。
實用新型內容
本實用新型的目的是設計一種多通道、高精度的管道變形檢測器探頭機構。 本實用新型是一種多通道數據采集的管道變形檢測器探頭機構，它共設置有
眾多個這種機構，保證圓周100%的覆蓋率，且分前后兩排布置，每一個探頭機構 各自有獨立的變形傳感器13采集變形數據。探頭機構設置的組數由一個探頭能覆 蓋的管道弧面及被測管徑確定。
作為管道變形檢測器的探頭機構由一個探頭能覆蓋的管道弧面及被測管徑確 定共設置眾多個，且分前后兩排布置，每一個探頭機構各自有獨立的變形傳感器13采集變形數據。
本實用新型的單個探頭機構如圖l和圖2所示，主要是由固定座l、主探頭
臂2、連接臂3、耐磨探頭4、彈簧擋板7、彈簧軸8、彈簧9、變形傳感器13組 成。主探頭臂2的上端通過固定螺栓6與連接臂3固連，在連接臂3的上表面用 螺釘5固定有直接與管道內臂接觸的耐磨探頭4。由變形傳感器13的中心軸同時 穿入主探頭臂2的下端中心孔和固定座1的中心孔上，實現三個件固定成一體， 并且在主探頭臂2上擰入2個緊定螺釘I 12固定住變形傳感器13的中心軸。而 在主探頭臂2的短軸孔上安裝有彈簧機構。 其中
主探頭臂2的形狀如圖3和圖4所示，它成"高爾夫"球桿狀，上端有兩個孔， 下端的大頭有一與上兩孔平行的孔通到與此孔垂直的中心孔,還有一垂直的孔通 到中心孔，2個緊定螺釘I 12從此兩個通到中心孔的孔固定變形傳感器13的中心 軸,在中心孔斜下方有相對等的兩短軸，短軸上有孔；
耐磨探頭的形狀如圖5和圖6所示，它是五面方直、上面(以圖示方向)為弧面 的長條形體，長條方向與所測管道內弧面相吻合，窄向弧面相當于方形的上兩角 倒角；在探頭的下面有兩螺孔；
固定座1的形狀如圖2所示，它是三塊板固連為截面成"F"形體,并在橫向的 兩板上有中心孔；
彈簧機構如圖l所示，彈簧9套在彈簧軸8上，彈簧軸8的軸孔和主探頭臂2 的短軸孔同時穿入銷軸11,實現三件連接；在銷軸11上擰入2個防止銷軸11在 軸內竄動的緊定螺釘I114,彈簧9的左端有彈簧擋板7，并且彈簧擋板7是穿入 彈簧軸8上的，彈簧軸8的右端有個固定螺母10壓緊彈簧。
整個裝置其實是一個機械的擺臂機構，主探頭臂2是擺臂件，它的長臂上端 固定連接臂3，在連接臂3的上表面固定有耐磨探頭4。耐磨探頭4直接與管道內 臂接觸。主探頭臂2的中心孔與固定座1的中心孔相對，由變形傳感器13的中心 軸同時穿入來實現三個件固定成一體的，并且在主探頭臂2上擰入2個緊定螺釘 I 12固定住變形傳感器13的中心軸。變形傳感器13的大頭是偏置于固定座1的 一側的。而在主探頭臂2的短軸孔上安裝有彈簧機構。彈簧機構是為了探頭遇到 變形向下旋擺后能有效回彈至管到內壁位置。
本管道變形探頭機構是多通道的數據釆集，在管道變形檢測器共有幾十組這 種機抅，保證了圓周100%的覆蓋率，且分前后兩排各等組布置，每一個探頭機構各自獨立釆集變形數據，所以變形位置在圓周上是可以準確定位的。它的數據釆 集精度高，抗干擾能力強。結構簡單，輕巧、新穎。
圖1變形檢測器探頭機構剖視圖
圖2變形檢測器探頭機構局部剖視圖(圖1中A-A視圖)
圖3主探頭臂正剖視圖
圖4主探頭臂側視圖
圖5耐磨探頭正剖視圖
圖6耐磨探頭側剖視圖(圖5中B-B視圖)
其中卜固定座 2-主探頭臂
3-連接臂 4-耐磨探頭
5-螺釘 6-固定螺栓
7-彈簧擋板 8-彈簧軸
9-彈簧 10-固定螺母
ll-銷軸 12-緊定螺釘1 13-變形傳感器 14-緊定螺釘1具體實施方式
實施例.本例是355mm管道變形檢測器的探頭機構，按目前最小的一個探頭 能覆蓋50mm的管道弧面計算，整個檢測器共有24組這種機構，保證了圓周100% 的覆蓋率，且分前后兩排各12組布置，每一個探頭機構各自獨立采集變形數據。
探頭機構的構成如圖l和圖2所示，由固定座l、主探頭臂2、連接臂3、耐 磨探頭4、螺釘5、固定螺栓6、彈簧擋板7、彈簧軸8、彈簧9、固定螺母IO、 銷軸ll、緊定螺釘I12、變形傳感器13和緊定螺釘II14組成。主探頭臂2的上 端通過固定螺栓6與連接臂3固連，在連接臂3的上表面用螺釘5固定有直接與 管道內臂接觸的耐磨探頭4。由變形傳感器13的中心軸同時穿入主探頭臂2的下 端中心孔和固定座l的中心孔上，實現三個件固定成一體，并且在主探頭臂2上 擰入2個緊定螺釘I 12固定住變形傳感器13的中心軸。而在主探頭臂2的短軸 孔上安裝有彈簧機構。
主探頭臂2的形狀如圖3和圖4所示，它成"高爾夫"球桿狀，上端有兩個孔,下端的大頭有一與上兩孔平行的孔通到與此孔垂直的中心孔，還有一垂直的孔通 到中心孔，以此兩個通到中心孔的孔固定變形傳感器13的中心軸，在中心孔斜
下方有相對等的兩短軸，短軸上有孔；主探頭臂2總長97mm，厚15咖，細端寬 5隨，中心孔徑llmm,固定變形傳感器13中心軸的兩孔徑5咖；兩短軸與主探頭 臂桿中心線的夾角為50。，兩短軸上的孔徑5咖，該孔的圓心到主探頭臂2中心 孔的圓心距離為16隱；兩短軸為3. 75隱厚的板，兩內側相距7. 5 ,;
耐磨探頭的形狀如圖5和圖6所示，它是五面方直、上面為弧面的長條形體， 長條方向與所測管道內弧面相吻合,窄向弧面相當于方形的上兩角倒角；在探頭 的下面有兩螺孔；長42mm ，寬12mm ，高6mm ,長條方向上弧為R169. 5隱，窄向 弧面的倒角為R2.5mm;探頭下面均布的兩螺孔徑5 mm,孔心距25 ran;
固定座1的形狀如圖2所示，它是三塊板固連為截面成"F，形體，并在橫向 的兩板上有中心孔；"F"形截面的外形尺寸為38 x 32 x 40mm;豎板厚5mm ，上橫 板厚4mm,下橫板厚7鵬；中心孔徑19.8咖，中心孔上下各有M2. 5匪通螺孔；豎 板上部有兩個M5mm通螺孔，下部外側有一cP3.4mm通孔；在豎板外的與兩橫板固 連處下部各有一 M2. 5深5mm和M3深5mm的螺孔；
彈簧機構如圖1所示，彈簧9套在彈簧軸8上，彈簧軸8的軸孔和主探頭臂2 的短軸孔同時穿入銷軸11,實現三件連接；在銷軸11上檸入2個防止銷軸11在 軸內竄動的緊定螺釘I114,彈簧9的左端有彈簧擋板7，并且彈簧擋板7是穿入 彈簧軸8上的，彈簧軸8的右端有個固定螺母10壓緊彈簧。彈簧軸8為(D5 x 51mm ，其一端為8 x 7. 4 x 9. 5mm方頭，中心有①4. 5隱通孑L，另 一端有長IO隱的 外螺紋；銷軸11為①4. 5 x 14咖；彈簧擋板7為26. 4 x 20 x 4 ,的板，其偏下 的中部有橢圓孔(兩個R3 mm半圓相對再拉開2.5mm),橢圓孔兩邊各有①3. 2隱 和02. 8mm的通孔;彈簧9為標準件，鋼絲直徑0. 8咖，彈簧總長30mm，彈簧中 徑10mm。
主探頭臂2上端連接的耐磨探頭4直接與管道內壁接觸，由于整個探頭機構 是一個帶有彈簧9系統的擺臂且能回彈的裝置，所以耐磨探頭4始終能緊貼管道 內壁，當管道內有變形時，探頭臂也能緊貼變形面上下浮動。由于變形導致的探 頭上下浮動，所以主探頭臂2也隨之做擺臂運動，而主探頭臂2的轉軸與變形傳 感器13的轉軸固定在一起，這樣探頭的擺動角度就傳導到變形傳感器13的主軸 上，而變形傳感器13的電纜線與變形檢測器的記錄儀相連接，所記錄的耐磨探頭 4的變形情況就儲存到記錄芯片中了。檢測完成后通過數據分析軟件就可以分析和判斷出管道的變形情況。
本例經試驗，達到了圓周100%的探測覆蓋率，且每一個探頭機構各自獨立釆 集變形數據，所以變形位置在圓周上是能夠準確定位的。它的數據采集精度高， 抗干擾能力強,結構簡單，輕巧。
權利要求1.一種管道變形檢測器探頭機構，其特征是作為管道變形檢測器的探頭機構由一個探頭能覆蓋的管道弧面及被測管徑確定共設置眾多個，且分前后兩排布置，每一個探頭機構各自有獨立的變形傳感器(13)采集變形數據。
2. 根據權利要求1所述的一種管道變形檢測器探頭機構，其特征是單個探頭 機構主要由固定座(l)、主探頭臂(2)、連接臂(3)、耐磨探頭(4)、彈簧擋板(7)、 彈簧軸(8)、彈簧(9)、變形傳感器(13)組成；主探頭臂(2)的上端通過固定螺栓(6) 與連接臂(3)固連，在連接臂(3)的上表面用螺釘(5)固定有直接與管道內臂接觸的 耐磨探頭(4);由變形傳感器(13)的中心軸同時穿入主探頭臂(2)的下端中心孔和 固定座(l)的中心孔，并且在主探頭臂(2)上擰入2個緊定螺釘I (12)固定住變形 傳感器(13)的中心軸；而在主探頭臂(2)的短軸孔上安裝有彈簧機構。
3. 根據權利要求2所述的一種管道變形檢測器探頭機構，其特征是所述主探 頭臂(2)成"高爾夫"球桿狀,上端有兩個孔，下端的大頭有一與上兩孔平行的孔通 到與此孔垂直的中心孔，還有一垂直的孔通到中心孔，2個緊定螺釘I (12)從此兩 個通到中心孔的孔固定變形傳感器(13)的中心軸，在中心孔斜下方有相對等的兩 短軸，短軸上有孔。
4. 根據權利要求2所述的一種管道變形檢測器探頭機構，其特征是所述耐磨 探頭(4)是以圖示方向五面方直、上面為弧面的長條形體，長條方向與所測管道內 弧面相吻合，窄向弧面為方形的上兩角倒角；在探頭的下面有兩螺孔。
5. 根據權利要求2所述的一種管道變形檢測器探頭機構，其特征是所述固定 座(l)是三塊板固連為截面成"F"形體,并在橫向的兩板上有中心孔。
6. 根據權利要求2所述的一種管道變形檢測器探頭機構，其特征是所述彈簧 機構為彈簧(9)套在彈簧軸(8)上，彈簧軸(8)的軸孔和主探頭臂(2)的短軸孔同時 穿入銷軸(11)，實現三件連接；在銷軸(11)上檸入2個防止銷軸(11)在軸內竄動的 緊定螺釘II (14)，彈簧(9)的左端有彈簧擋板(7)，并且彈簧擋板(7)是穿入彈簧軸 (8)上的，彈簧軸(8)的右端有個固定螺母(10)壓緊彈簧。
專利摘要本實用新型是一種管道變形檢測器探頭機構。涉及外形的測量和管道系統技術領域。它由一個探頭能覆蓋的管道弧面及被測管徑確定共設置眾多個，且分前后兩排布置，每一個探頭機構各自有獨立的變形傳感器(13)采集變形數據。單個探頭機構的構成是主探頭臂(2)的上端通過固定螺栓(6)與連接臂(3)固連，在連接臂(3)的上表面用螺釘(5)固定有直接與管道內臂接觸的耐磨探頭(4)；由變形傳感器(13)的中心軸同時穿入主探頭臂(2)的下端中心孔和固定座(1)的中心孔，并且在主探頭臂(2)上擰入2個緊定螺釘I(12)固定住變形傳感器(13)的中心軸；而在主探頭臂(2)的短軸孔上安裝有彈簧機構。
文檔編號G01B7/16GK201392176SQ20092010597
公開日2010年1月27日 申請日期2009年2月19日 優先權日2009年2月19日
發明者常連庚, 張永江, 楊博霖, 田愛民, 白港生, 趙曉光, 邸強華 申請人:中國石油天然氣管道局