專利名稱：磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及危險(xiǎn)品儲(chǔ)存壓力容器的無(wú)損探傷技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種容積在 1500 m3以上的大型儲(chǔ)罐磁粉探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于大型儲(chǔ)罐罐壁除焊縫外區(qū)域的表面缺陷檢測(cè)主要采用聲發(fā)射技術(shù)與超聲技術(shù)，但缺陷類型識(shí)別能力差、投入成本高。磁粉檢測(cè)法能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出所有的表面缺陷，并且直觀、經(jīng)濟(jì)，如果配合爬行器使用，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)罐體表面缺陷的檢測(cè)。但其主要缺點(diǎn)是(1)檢測(cè)結(jié)果由人肉眼判斷，主觀因素高，容易漏檢錯(cuò)檢；(2)需要操作者近距離觀察，自動(dòng)化水平不高；(3)需要不斷涂抹磁粉或磁懸浮溶液，在大型容器壁操作困難。目前正在研究的熒光磁粉法自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)采用CXD攝像機(jī)代替人眼觀察過(guò)程并利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)分析檢測(cè)結(jié)果，提高了檢測(cè)可靠性與自動(dòng)化水平，但需要涂抹熒光磁粉，從而影響了其在大型容器壁檢測(cè)上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是主要由馬蹄鐵、行走機(jī)構(gòu)、裂紋監(jiān)視裝置、磁粉盒及消磁裝置組成。其中馬蹄鐵和磁粉盒安裝在行走機(jī)構(gòu)上，行走機(jī)構(gòu)在馬蹄鐵和磁粉盒的磁性吸引力附著在具有磁性金屬表面上行走，使得磁粉盒貼近壓力容器的表面，該行走機(jī)構(gòu)的行走狀態(tài)由控制箱控制；裂紋監(jiān)視裝置由安裝在馬蹄鐵的U型空間內(nèi)的攝像頭、紫外線光源和外側(cè)的控制箱組成，其中攝像頭通過(guò)數(shù)據(jù)線與控制箱內(nèi)的圖像處理裝置相連；消磁裝置由消磁線圈盒、齒輪、步進(jìn)電機(jī)、齒條軌道及控制箱組成。所述的磁粉盒可以由透明玻璃、油液和具有熒光物質(zhì)的磁粉構(gòu)成。所述的油液磁粉是將熒光磁粉懸浮裝在透明的2 10毫米的無(wú)色透明油液里形成，熒光物質(zhì)在紫外線光源照射下發(fā)出熒光，油液與磁粉的比重相同。在所述的磁粉盒的外表面裝有高頻消磁的電磁線圈，在磁粉盒不靠近探測(cè)表面的四角裝有低強(qiáng)度壓力彈簧，以控制磁粉盒緊密貼近探測(cè)表面，該彈簧嵌入馬蹄鐵的內(nèi)部。在行走機(jī)構(gòu)上裝有伸縮機(jī)構(gòu)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的齒輪帶動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)消磁線圈盒移動(dòng)，該伸縮機(jī)構(gòu)由控制箱控制。所述消磁裝置可以通過(guò)線圈利用高頻電磁波對(duì)磁化的磁粉進(jìn)行消磁，當(dāng)需要進(jìn)行圖像采集的時(shí)候，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)移開(kāi)消磁裝置，為攝像頭提供觀察空間。所述行走機(jī)構(gòu)可以裝有四個(gè)行走輪，該行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通過(guò)控制箱中的無(wú)線遙控裝置進(jìn)行控制。所述無(wú)線遙控裝置控制命令有前進(jìn)和停止，以及啟動(dòng)高頻消磁的電磁線圈電路對(duì)磁粉盒內(nèi)的磁粉進(jìn)行消磁。所述圖像采集裝置可以通過(guò)無(wú)線通訊的方式將采集到的磁粉紋理信號(hào)傳輸?shù)降孛娼K端，通過(guò)顯示器顯示圖像。所述攝像頭可以采用CXD攝像頭。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的主要的優(yōu)點(diǎn)
其一.采用獨(dú)立式磁粉容器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的磁粉涂抹來(lái)檢測(cè)漏磁，可以遙控檢測(cè)設(shè)備，在不方便檢測(cè)人員不易行走的地方，提高檢測(cè)效率。其二 .利用視頻的放大系統(tǒng)，仔細(xì)觀察和記錄罐體的裂縫和瑕疵，能夠檢測(cè)大型壓力容器除焊縫外其它區(qū)域表面與近表面缺陷。其三.能夠采集準(zhǔn)確充實(shí)的容器缺陷圖片信息，并通過(guò)圖像處理技術(shù)實(shí)時(shí)分析和評(píng)估容器健康狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)容器無(wú)損探傷的自動(dòng)檢測(cè)。


圖1為本發(fā)明磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為磁粉盒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為消磁裝置的伸縮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為裂紋監(jiān)視裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為行走機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為磁粉盒布置示意圖。圖7為圖1的仰視圖。圖8為本發(fā)明磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)行走在待測(cè)罐體的示意圖。圖中1.馬蹄鐵；2.攝像頭；3.紫外線光源；4.控制箱；5.行走輪；6.消磁線圈盒；7.齒輪；8.步進(jìn)電機(jī)；9.行走機(jī)構(gòu)；10.磁粉盒；11.透明玻璃；12.油液磁粉； 13.彈簧；14.齒條軌道；15.基座；16.磁線圈；17.罐體。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以獨(dú)立容器盛裝磁懸浮溶液來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的磁粉涂抹方法，利用控制機(jī)構(gòu)控制行走機(jī)構(gòu)從而控制磁粉容器掃描容器整個(gè)表面，并應(yīng)用高分辨率CCD攝像機(jī)拍攝磁粉容器檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)計(jì)算機(jī)端口技術(shù)將檢測(cè)圖片傳輸給計(jì)算機(jī)圖像處理軟件，最后根據(jù)圖像處理結(jié)果進(jìn)行評(píng)估容器表面裂紋等缺陷狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)大型儲(chǔ)罐磁粉檢測(cè)自動(dòng)化。下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但并不局限于下面所述內(nèi)容。本發(fā)明是一種磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖4、圖6和圖 7所示，主要由馬蹄鐵1、紫外線光源3、行走機(jī)構(gòu)9、裂紋監(jiān)視裝置、磁粉盒10及消磁裝置組成，其中在行走機(jī)構(gòu)9上安裝磁粉盒10，該磁粉盒由透明玻璃11和具有熒光物質(zhì)的油液磁粉12構(gòu)成。在磁粉盒10的上方裝有攝像頭2和紫外線光源3。馬蹄鐵1安裝在行走機(jī)構(gòu)9上，行走機(jī)構(gòu)9裝有四個(gè)行走輪5，通過(guò)磁性吸引力附著在具有磁性金屬表面上行走、爬行，使得磁粉盒10貼近壓力容器的表面，攝像頭2通過(guò)數(shù)據(jù)線與控制箱內(nèi)的圖像處理裝置相連。圖像采集裝置采集到的磁粉紋理信號(hào)通過(guò)顯示器顯示。所述消磁裝置由伸縮機(jī)構(gòu)的齒輪7、永久磁鐵和纏繞在永久磁鐵上的電磁線圈16組成。其中消磁線圈盒6嵌入在基座15里面。為了方便消磁，可將永久磁鐵改為電磁鐵， 方便消磁。所述伸縮機(jī)構(gòu)，裝在行走機(jī)構(gòu)9上。該伸縮機(jī)構(gòu)由齒輪7、齒條軌道14組成(圖3 )， 其工作原理是步進(jìn)電機(jī)8拖動(dòng)齒輪7運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)齒條軌道14前后移動(dòng)，使得磁粉盒10 隨齒條軌道伸縮。所述裂紋監(jiān)視裝置裝在馬蹄鐵1的U型內(nèi)側(cè)空間內(nèi)，該裂紋監(jiān)視裝置由攝像頭2 和控制箱4組成。為了防止磁粉盒的磨損，在磁粉盒不靠近探測(cè)表面的四角裝有低強(qiáng)度壓力彈簧，以控制磁粉盒緊密貼近探測(cè)表面，該彈簧嵌入馬蹄鐵的內(nèi)部。所述攝像頭2可以采用CXD攝像頭，或者其它如CMOS攝像頭。所述行走機(jī)構(gòu)9裝在基座15上，由行走輪5和控制箱4組成。該行走機(jī)構(gòu)的行走與停止通過(guò)控制箱4控制。所述控制箱4內(nèi)裝有無(wú)線通信裝置和圖像處理裝置。所述控制箱4的工作原理是通過(guò)三路遙控通訊裝置，在人工控制手柄操下，將無(wú)線控制信號(hào)發(fā)射到檢測(cè)裝置的接收裝置，通過(guò)三路接收裝置控制舵機(jī)步進(jìn)電機(jī)，一路通道控制行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，行走輪在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，在馬蹄鐵的磁力的吸附作用下，讓檢測(cè)裝置行走在罐體上，一路通道控制步進(jìn)電機(jī)上的齒輪7轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，齒輪7驅(qū)動(dòng)消磁裝置的齒條軌道14進(jìn)行伸縮，為了防止伸縮機(jī)構(gòu)的脫落，將消磁裝置通過(guò)燕尾形導(dǎo)軌讓消除裝置滑行在軌道上，一路通道控制消磁開(kāi)關(guān)，對(duì)磁粉的磁滯進(jìn)行消磁。行走機(jī)構(gòu)是通過(guò)無(wú)線遙控裝置進(jìn)行控制，遙控裝置控制命令有前進(jìn)和停止。所述油液磁粉12是將熒光磁粉懸浮裝在透明的2 10毫米的無(wú)色透明油液里形成(圖2)，該油液磁粉12盛在磁粉盒10中(圖6)，在封閉的條件下，磁粉表面涂有熒光物質(zhì)，熒光物質(zhì)在紫外線光源3照射下發(fā)出熒光，便于觀察磁粉分布情況。所述磁粉盒10由殼體、透明玻璃11和四個(gè)彈簧13構(gòu)成，其中透明玻璃11裝在殼體的表面上，該玻璃外表面通過(guò)安裝高頻消磁的電磁線圈16。所述四個(gè)彈簧13為低強(qiáng)度壓力彈簧，其一端嵌入的馬蹄鐵的內(nèi)部，控制磁粉盒緊密貼近探測(cè)表面；其另一端分別與殼體不靠近探測(cè)表面的的四角相連。殼體靠近探測(cè)表面的那面材料采用耐磨材料。所述圖像采集裝置可以采用攝像機(jī)的輸出數(shù)據(jù)線與無(wú)線發(fā)射裝置出入端連接， 再通過(guò)無(wú)線發(fā)射與接收的方式將攝像機(jī)所拍攝的圖像采集起來(lái)，并反映到計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上。本發(fā)明提供的磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其工作過(guò)程是參見(jiàn)圖5和圖8， 使用無(wú)線控制裝置控制行走機(jī)構(gòu)9在被測(cè)物體(罐體17)表面運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行過(guò)程中攝像頭2 時(shí)時(shí)采集熒光磁粉分布狀況，圖像采集裝置通過(guò)無(wú)線發(fā)射與接收的方式將攝像頭2所拍攝的圖像采集起來(lái)，并將圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)監(jiān)視器上，然后通過(guò)圖像分析，可以得到罐體的缺陷。消磁線圈盒6中的磁線圈16則通過(guò)高頻振蕩，利用電磁場(chǎng)方向反復(fù)變換，消除磁粉盒10中磁粉的磁性，從而達(dá)到振蕩磁粉，保證磁粉分布均勻，從而達(dá)到多次使用的目的。
權(quán)利要求
1.一種磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是主要由馬蹄鐵(1)、行走機(jī)構(gòu)(9)、 裂紋監(jiān)視裝置、磁粉盒(10)及消磁裝置組成，其中馬蹄鐵(1)和磁粉盒(10)安裝在行走機(jī)構(gòu)(9)上，行走機(jī)構(gòu)(9)在馬蹄鐵(1)和磁粉盒(10)的磁性吸引力附著在具有磁性金屬表面上行走，使得磁粉盒(10)貼近壓力容器的表面，該行走機(jī)構(gòu)的行走狀態(tài)由控制箱(4)操縱；裂紋監(jiān)視裝置由安裝在馬蹄鐵(1)的U型空間內(nèi)的攝像頭(2)、紫外線光源(3)和外側(cè)的控制箱(4)組成，其中攝像頭(2)通過(guò)數(shù)據(jù)線與控制箱內(nèi)的圖像處理裝置相連；消磁裝置由消磁線圈盒(6)、齒輪(7)、步進(jìn)電機(jī)(8)、齒條軌道(14)及控制箱(4)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述磁粉盒(10) 由透明玻璃(11)、油液和具有熒光物質(zhì)的磁粉(12)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述的油液磁粉 (12)是將熒光磁粉懸浮裝在透明的2 10毫米的無(wú)色透明油液里形成，熒光物質(zhì)在紫外線光源(3)的照射下發(fā)出熒光，油液與磁粉的比重相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是在磁粉盒 (10)的外表面裝有高頻消磁的電磁線圈，在磁粉盒不靠近探測(cè)表面的四角裝有低強(qiáng)度壓力彈簧，以控制磁粉盒緊密貼近探測(cè)表面，該彈簧嵌入馬蹄鐵的內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是在行走機(jī)構(gòu)9上裝有伸縮機(jī)構(gòu)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的齒輪帶動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)消磁線圈盒移動(dòng)，該伸縮機(jī)構(gòu)由控制箱(4)操縱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述消磁裝置通過(guò)線圈利用高頻電磁波對(duì)磁化的磁粉進(jìn)行消磁，當(dāng)需要進(jìn)行圖像采集的時(shí)候，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)移開(kāi)消磁裝置，為攝像頭提供觀察空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述行走機(jī)構(gòu) (9 )裝有四個(gè)行走輪(5 )，該行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通過(guò)控制箱(4 )中的無(wú)線遙控裝置進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述無(wú)線遙控裝置控制命令有前進(jìn)和停止，以及啟動(dòng)高頻消磁的電磁線圈電路對(duì)磁粉盒內(nèi)的磁粉進(jìn)行消磁。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述圖像采集裝置通過(guò)無(wú)線通訊的方式將采集到的磁粉紋理信號(hào)傳輸?shù)降孛娼K端，通過(guò)顯示器顯示圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述攝像頭(2) 采用CCD攝像頭。
全文摘要
本發(fā)明磁粉盒式無(wú)損探傷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)主要由馬蹄鐵(1)、行走機(jī)構(gòu)(9)、裂紋監(jiān)視裝置、磁粉盒(10)及消磁裝置組成，其中馬蹄鐵和磁粉盒裝在行走機(jī)構(gòu)上，行走機(jī)構(gòu)在馬蹄鐵和磁粉盒的磁性吸引力附著在具有磁性金屬表面上行走，使得磁粉盒貼近壓力容器的表面，行走機(jī)構(gòu)的行走狀態(tài)由控制箱控制；裂紋監(jiān)視裝置由裝在馬蹄鐵的U型空間內(nèi)的攝像頭、紫外線光源和外側(cè)的控制箱組成，其中攝像頭通過(guò)數(shù)據(jù)線與控制箱內(nèi)的圖像處理裝置相連；消磁裝置由消磁線圈盒(6)、齒輪(7)、步進(jìn)電機(jī)(8)、齒條軌道(14)及控制箱組成。本發(fā)明能夠自動(dòng)檢測(cè)大型壓力容器除焊縫外其它區(qū)域表面與近表面缺陷以及無(wú)損探傷的檢測(cè)，并且檢測(cè)效率高。
文檔編號(hào)G01N27/84GK102520060SQ20111040816
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者嚴(yán)新平, 付姍姍, 倪琳軒, 劉湘, 呂植勇, 彭小玓, 易俊威, 李志雄, 查章鵬 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)