本實(shí)用新型涉及焊管檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種焊管檢測(cè)裝置。

（二）

背景技術(shù)：

高壓注水檢測(cè)對(duì)螺旋焊管可靠性分析有著至關(guān)重要的作用，是保證焊接鋼管安全性的必然要求，然而在高壓注水螺旋焊管的質(zhì)量檢測(cè)方面面臨著許多問題。就焊管表面質(zhì)量檢測(cè)來說，目前全靠人工目測(cè)查看可能出現(xiàn)的氣霧、水柱和滲水問題，人工檢測(cè)的視覺盲區(qū)和依靠經(jīng)驗(yàn)的辨別會(huì)對(duì)鋼管的檢測(cè)造成巨大的影響，同時(shí)問題焊管在高壓注水下的不穩(wěn)定也會(huì)對(duì)檢測(cè)人員造成未知的傷害，這是高壓注水檢測(cè)不精確和員工安全問題的根源。因此要在保障員工安全的前提下得到焊管的精確參數(shù)和圖像，就必須采用全自動(dòng)化的檢測(cè)方法，目前還沒有這方面的檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法。

（三）

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種克服傳統(tǒng)人工檢測(cè)焊管的不足，可實(shí)現(xiàn)焊管檢測(cè)的高可用性、高可靠性和高精確性的焊管檢測(cè)裝置。

本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種焊管檢測(cè)裝置，包括PLC控制系統(tǒng)，其特征是：還包括空中的軌道，所述軌道上設(shè)有能在軌道上由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)移動(dòng)的連接伸縮桿，所述連接伸縮桿為中空結(jié)構(gòu)，包括固定部分和伸縮部分，固定部分內(nèi)設(shè)有總液壓缸，總液壓缸的輸出端與伸縮部分固定連接，所述連接伸縮桿連接框架，所述框架包括橫向梁和橫向梁兩端的縱向梁，在橫向梁的中間部位設(shè)有鏡頭朝下的上相機(jī)和光源和距離傳感器，在兩根縱向梁下端設(shè)有鏡頭斜朝上的下相機(jī)和光源和距離傳感器，兩根所述縱向梁之間的距離能夠調(diào)節(jié)，所述下相機(jī)和光源和距離傳感器與橫向梁之間的距離也能夠調(diào)節(jié)；所述軌道兩頭設(shè)有用于測(cè)量距離的參照桿，所述連接伸縮桿上設(shè)有兩個(gè)距離傳感器。

所述橫向梁和縱向梁都為中空結(jié)構(gòu)，所述橫向梁包括中間的橫向固定段和兩端的橫向伸縮段，所述橫向固定段內(nèi)設(shè)有雙輸出油缸，所述雙輸出油缸分別與橫向伸縮段固定連接；所述縱向梁包括縱向固定段和縱向伸縮段，所述縱向固定段內(nèi)設(shè)有輸出端朝下的液壓油缸，所述液壓油缸與縱向伸縮段固定連接。

所述橫向梁和縱向梁之間滑動(dòng)連接，所述橫向梁兩端均設(shè)有第一步進(jìn)電機(jī)和橫向齒條，所述第一步進(jìn)電機(jī)輸出端設(shè)有第一齒輪，所述第一齒輪與橫向齒條嚙合連接，所述第一步進(jìn)電機(jī)與縱向梁固定連接，所述縱向梁上設(shè)有第二步進(jìn)電機(jī)和能上下滑動(dòng)的縱向齒條，所述第二步進(jìn)電機(jī)的輸出端設(shè)有第二齒輪，所述第二齒輪與縱向齒條嚙合連接，所述下相機(jī)和光源和距離傳感器固定在縱向齒條上。

利用上述焊管檢測(cè)裝置對(duì)高壓注水螺旋焊管進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)的方法，其特征是，包括以下步驟：

1）首先進(jìn)行故障檢測(cè)，確?？蚣艿目煽啃?；

高壓注水螺旋焊管的質(zhì)量檢測(cè)首先要求檢測(cè)方法的可用性和可靠性，框架采用故障檢測(cè)算法進(jìn)行自身故障檢測(cè)，確定框架位置的判斷、框架大小的調(diào)節(jié)、框架準(zhǔn)確的下降、相機(jī)的圖像采集和光源開閉是否發(fā)生故障，即每個(gè)部分的可用性，如果框架某個(gè)部分發(fā)生故障則報(bào)警，并在PLC控制系統(tǒng)顯示故障部位，避免框架故障對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，保證檢測(cè)結(jié)果的唯一性和可靠性；

2）當(dāng)框架無故障時(shí)，框架通過在PLC控制系統(tǒng)的控制下來到待測(cè)鋼管的一端，通過距離傳感器來判斷框架是否到達(dá)預(yù)設(shè)位置，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)位置時(shí)則判斷框架位置正確；位置判斷完畢后，總液壓缸啟動(dòng)，伸縮部分下降，帶動(dòng)框架下降，此時(shí)焊管的管徑信息是通過PLC控制系統(tǒng)輸入的，則PLC控制系統(tǒng)經(jīng)過計(jì)算后直接將框架的下降高度和框架可伸縮部分的變化量直接傳送給框架，框架在下降的過程中完成長(zhǎng)寬變化過程，下降完成后可直接測(cè)量；如果PLC控制系統(tǒng)不做處理，在框架下降過程中，縱向梁向兩端運(yùn)動(dòng)，加大兩個(gè)縱向梁之間的距離，防止在下降過程中下相機(jī)和光源和距離傳感器碰觸管道，同時(shí)上相機(jī)和光源和距離傳感器中的距離傳感器工作，當(dāng)下降到最適宜上相機(jī)工作的位置停止，將下降高度上傳，經(jīng)PLC控制系統(tǒng)計(jì)算后將框架可伸縮部分的變化量回傳給框架，框架完成長(zhǎng)寬的變化，同時(shí)通過下相機(jī)和光源和距離傳感器中的距離傳感器進(jìn)行校正；框架的下降和大小調(diào)節(jié)完畢后打開上相機(jī)和光源和距離傳感器、下相機(jī)和光源和距離傳感器中的光源、上相機(jī)和下相機(jī)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)框架勻速?gòu)拇郎y(cè)鋼管一端向另一端運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)信息通過PLC控制系統(tǒng)內(nèi)的速度采集模塊采集后反饋到旋轉(zhuǎn)編碼器完成對(duì)步進(jìn)電機(jī)的速度校正，利用速度采集模塊對(duì)框架的速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整，以增強(qiáng)相機(jī)和待測(cè)管道相對(duì)位移的平順性和平穩(wěn)性，減少系統(tǒng)誤差，增加檢測(cè)圖像的穩(wěn)定性和可信度，同時(shí)將得到待測(cè)鋼管的表面信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)；

3）視頻監(jiān)控軟件對(duì)實(shí)時(shí)傳輸?shù)拿總€(gè)位置的圖像信息進(jìn)行處理和識(shí)別，圖像處理包括圖像濾波、增強(qiáng)和變換處理流程，缺陷檢測(cè)的相機(jī)在光源和被檢測(cè)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算的配合下完成缺陷光電信號(hào)的獲取，將異常的光變化與背景分離，當(dāng)檢測(cè)到光變化有異常，即待測(cè)焊管有缺陷時(shí)，步進(jìn)電機(jī)停止，框架左右伸長(zhǎng)并上升，同時(shí)發(fā)出警報(bào)將異常信息傳送到PLC控制系統(tǒng)，顯示待測(cè)鋼管異常；

4）實(shí)時(shí)的傳送和顯示能夠保證在視覺檢測(cè)期間操作員可以看到連續(xù)更新的最新的圖像信息和缺陷信息，將采集的連續(xù)的數(shù)字圖像進(jìn)行存儲(chǔ)，可以使操作員調(diào)取以前圖像的各類信息，存儲(chǔ)的圖像可以作為鋼管的“身份卡”長(zhǎng)期保存，支持隨時(shí)查看，保證每根出場(chǎng)的鋼管都有源可查，增加檢測(cè)結(jié)果的可信度。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型針對(duì)依靠人工檢測(cè)焊管，安全性差、精確度低，結(jié)果缺乏說服力的問題，結(jié)合圖像采集和圖像處理技術(shù)，將焊管檢測(cè)全面自動(dòng)化和可視化，做到自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)存檔，保證每根鋼管都有源可查，提高了檢測(cè)效率，檢測(cè)的安全性和可靠性。

（四）附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

圖1為本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式的左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的工作過程流程圖。

圖中，1 軌道，2固定部分，3伸縮部分，4總液壓缸， 5參照桿，6橫向固定段，7橫向伸縮段,8上相機(jī)和光源和距離傳感器,9下相機(jī)和光源和距離傳感器，10待測(cè)管，11雙輸出油缸，12縱向固定段，13縱向伸縮段，14液壓油缸，15第一步進(jìn)電機(jī)，16橫向齒條，17第一齒輪，18第二步進(jìn)電機(jī)，19縱向齒條，20第二齒輪,21距離傳感器，22步進(jìn)電機(jī),23橫向梁，24縱向梁。

（五）具體實(shí)施方式

附圖為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。如圖1至圖5所示，該種檢測(cè)高壓注水螺旋焊管用的裝置及利用該裝置進(jìn)行檢測(cè)的方法，包括PLC控制系統(tǒng)、架設(shè)在空中的軌道1，軌道1上設(shè)有上下方向的連接伸縮桿，連接伸縮桿通過步進(jìn)電機(jī)22帶動(dòng)在軌道1上滑動(dòng)，連接伸縮桿為中空結(jié)構(gòu)，它包括固定部分2和伸縮部分3，伸縮部分3插接在固定部分2內(nèi)，固定部分2內(nèi)設(shè)有總液壓缸4，總液壓缸4的輸出端向下并與伸縮部分3固定連接，在總液壓缸4的帶動(dòng)下伸縮部分3伸出或縮回，連接伸縮桿的下端連接框架，框架包括橫向梁23和橫向梁23兩端的縱向梁24，在橫向梁23的中間部位設(shè)有鏡頭朝下的上相機(jī)和光源和距離傳感器8，在兩根縱向梁24下端設(shè)有鏡頭斜朝上的下相機(jī)和光源和距離傳感器9，兩根縱向梁24之間的距離能夠調(diào)節(jié)，下相機(jī)和光源與橫向梁23和距離傳感器9之間的距離也能夠調(diào)節(jié)；軌道1兩頭設(shè)有用于測(cè)量距離的參照桿5，連接伸縮桿上設(shè)有兩個(gè)距離傳感器21，用于測(cè)量框架在待測(cè)管10兩端的位置。

框架有如下兩種具體實(shí)施方式：

其一：橫向梁23和縱向梁24都為中空結(jié)構(gòu)，橫向梁23包括中間的橫向固定段6和兩端的橫向伸縮段7，橫向固定段6內(nèi)設(shè)有雙輸出油缸11，雙輸出油缸11分別與橫向伸縮段7固定連接，在雙輸出油缸11的帶動(dòng)下，橫向伸縮段7伸出或縮回；縱向梁24包括縱向固定段12和縱向伸縮段13，縱向固定段12與橫向固定段6一體制成，縱向固定段12內(nèi)設(shè)有輸出端朝下的液壓油缸14，液壓油缸14與縱向伸縮段13固定連接，縱向伸縮段13在液壓油缸14的帶動(dòng)下伸出或縮回，上相機(jī)和光源和距離傳感器8安裝在橫向固定段6上，下相機(jī)和光源和距離傳感器9安裝在縱向伸縮段13上。

其二：橫向梁23和縱向梁24之間滑動(dòng)連接，橫向梁23兩端均設(shè)有第一步進(jìn)電機(jī)15和橫向齒條16，第一步進(jìn)電機(jī)15輸出端設(shè)有第一齒輪17，第一齒輪17與橫向齒條16嚙合連接，第一步進(jìn)電機(jī)15與縱向梁24固定連接，通過第一步進(jìn)電機(jī)15的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)兩根縱向梁24在橫向梁23上滑動(dòng)從而調(diào)節(jié)它們之間的距離，縱向梁24為滑槽狀，其內(nèi)安裝有能上下滑動(dòng)的縱向齒條19，在縱向梁24上安裝第二步進(jìn)電機(jī)18，第二步進(jìn)電機(jī)18的輸出端設(shè)有第二齒輪20，第二齒輪20與縱向齒條19嚙合連接，下相機(jī)和光源和距離傳感器9固定在縱向齒條19上。

利用上述焊管檢測(cè)裝置對(duì)高壓注水螺旋焊管進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)的方法，包括以下步驟：

1）首先進(jìn)行故障檢測(cè)，確?？蚣艿目煽啃?；

高壓注水螺旋焊管的質(zhì)量檢測(cè)首先要求檢測(cè)方法的可用性和可靠性，框架采用故障檢測(cè)算法進(jìn)行自身故障檢測(cè)，確定框架位置的判斷、框架大小的調(diào)節(jié)、框架準(zhǔn)確的下降、相機(jī)的圖像采集和光源開閉是否發(fā)生故障，即每個(gè)部分的可用性，如果框架某個(gè)部分發(fā)生故障則報(bào)警，并在PLC控制系統(tǒng)顯示故障部位，避免框架故障對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，保證檢測(cè)結(jié)果的唯一性和可靠性；

2）當(dāng)框架無故障時(shí)，框架通過在PLC控制系統(tǒng)的控制下來到待測(cè)鋼管的一端，通過距離傳感器來判斷框架是否到達(dá)預(yù)設(shè)位置，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)位置時(shí)則判斷框架位置正確；位置判斷完畢后，總液壓缸啟動(dòng)，伸縮部分下降，帶動(dòng)框架下降，此時(shí)焊管的管徑信息是通過PLC控制系統(tǒng)輸入的，則PLC控制系統(tǒng)經(jīng)過計(jì)算后直接將框架的下降高度和框架可伸縮部分的變化量直接傳送給框架，框架在下降的過程中完成長(zhǎng)寬變化過程，下降完成后可直接測(cè)量；如果PLC控制系統(tǒng)不做處理，在框架下降過程中，縱向梁向兩端運(yùn)動(dòng)，加大兩個(gè)縱向梁之間的距離，防止在下降過程中下相機(jī)和光源和距離傳感器碰觸待測(cè)管，同時(shí)上相機(jī)和光源和距離傳感器中的距離傳感器工作，當(dāng)下降到最適宜上相機(jī)工作的位置停止，將下降高度上傳，經(jīng)PLC控制系統(tǒng)計(jì)算后將框架可伸縮部分的變化量回傳給框架，框架完成長(zhǎng)寬的變化，同時(shí)通過下相機(jī)和光源和距離傳感器中的距離傳感器進(jìn)行校正；框架的下降和大小調(diào)節(jié)完畢后打開上相機(jī)和光源和距離傳感器、下相機(jī)和光源和距離傳感器中的光源、上相機(jī)和下相機(jī)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)框架勻速?gòu)拇郎y(cè)鋼管一端向另一端運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)信息通過PLC控制系統(tǒng)內(nèi)的速度采集模塊采集后反饋到旋轉(zhuǎn)編碼器完成對(duì)步進(jìn)電機(jī)的速度校正，利用速度采集模塊對(duì)框架的速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整，以增強(qiáng)相機(jī)和待測(cè)管道相對(duì)位移的平順性和平穩(wěn)性，減少系統(tǒng)誤差，增加檢測(cè)圖像的穩(wěn)定性和可信度，同時(shí)將得到待測(cè)鋼管的表面信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)；

3）視頻監(jiān)控軟件對(duì)實(shí)時(shí)傳輸?shù)拿總€(gè)位置的圖像信息進(jìn)行處理和識(shí)別，圖像處理包括圖像濾波、增強(qiáng)和變換處理流程，缺陷檢測(cè)的相機(jī)在光源和被檢測(cè)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算的配合下完成缺陷光電信號(hào)的獲取，將異常的光變化與背景分離，當(dāng)檢測(cè)到光變化有異常，即待測(cè)焊管有缺陷時(shí)，步進(jìn)電機(jī)停止，框架左右伸長(zhǎng)并上升，同時(shí)發(fā)出警報(bào)將異常信息傳送到PLC控制系統(tǒng)，顯示待測(cè)鋼管異常；

4）實(shí)時(shí)的傳送和顯示能夠保證在視覺檢測(cè)期間操作員可以看到連續(xù)更新的最新的圖像信息和缺陷信息，將采集的連續(xù)的數(shù)字圖像進(jìn)行存儲(chǔ)，可以使操作員調(diào)取以前圖像的各類信息，存儲(chǔ)的圖像可以作為鋼管的“身份卡”長(zhǎng)期保存，支持隨時(shí)查看，保證每根出場(chǎng)的鋼管都有源可查，增加檢測(cè)結(jié)果的可信度。

除說明書所述技術(shù)特征外，其余技術(shù)特征均為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知技術(shù)。