一种管道涂层厚度检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及管道检测领域，具体涉及一种管道涂层厚度检测装置及其检测方法。

背景技术

管道内壁的涂层具有避免管道内壁长期接触输送介质（石油等腐蚀性介质）遭到腐蚀侵害的作用。若管道内涂层变薄，则容易使腐蚀性介质直接腐蚀管道，从而易造成管道破损泄漏，故需要对管道内壁的涂层厚度进行检测。

目前，通常采用管道厚度测量机器车进行涂层厚度测量，其原理为管道厚度测量机器车在管道内移动，通过设置在管道厚度测量机器车上的超声波测厚仪对管道内壁涂层厚度进行检测。

但是，其管道厚度测量机器车的超声波测厚仪只能对管道横截面单点进行检测，无法对管道整个横截面的涂层厚度进行检测，进而造成检测不全面，检测效果差。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种管道涂层厚度检测装置及其检测方法，能够有效地解决现有技术只能对管道横截面单点进行检测，无法对管道整个横截面的涂层厚度进行检测的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种管道涂层厚度检测装置，包括检测车，所述检测车沿其移动方向依次包括首端单元、检测单元和尾端单元，所述首端单元与尾端单元固定连接，所述检测单元转动在首端单元与尾端单元之间，检测单元包括检测壳体，所述检测壳体内设置有多组厚度检测仪，所述尾端单元内设置有第一驱动器；其中，当检测车沿管道移动时，第一驱动器驱动检测单元转动，使得厚度检测仪的探头对管道内壁进行周向扫描检测。

更进一步地，所述首端单元包括首端壳体，所述尾端单元包括尾端壳体，所述首端壳体上和尾端壳体上均设置有弹性支撑腿机构，所述弹性支撑腿机构能根据不同管径将首端单元和尾端单元支撑在管道内，且使首端单元和尾端单元均与管道同轴。

更进一步地，所述弹性支撑腿机构包括多组支撑腿，多组所述支撑腿等角度转动连接在首端壳体外侧或尾端壳体外侧，所述支撑腿自由端均转动连接有滚轮，所述首端壳体外侧和尾端壳体外侧均设置有对支撑腿弹性作用的第一弹性件。

更进一步地，所述第一驱动器通过第一传动机构驱动尾端壳体上的滚轮转动。

更进一步地，所述尾端单元还包括第二传动机构，所述第一驱动器通过第二传动机构驱使检测单元往复转动。

更进一步地，所述第二传动机构包括半齿轮和滑动在尾端壳体内的滑动件，所述滑动件内对称平行设置有能与半齿轮啮合的齿排，所述检测壳体一端设置有与其中一个齿排啮合的齿圈，所述第一驱动器驱动半齿轮转动。

更进一步地，所述首端单元包括用于刮除管内壁油液的清油机构，所述首端壳体内设置有环腔，且首端壳体侧壁开设有与环腔相通的油口，首端壳体内还设置有驱动清油机构转动的第二驱动器，所述清油机构包括转动在首端壳体端部的清油盘，所述清油盘侧壁沿其径向固定有多组可伸缩式刮油槽，所述可伸缩式刮油槽将管道涂层上的油液刮除并导流至环腔内。

更进一步地，所述首端壳体内还设置有油腔，所述油腔内设置有与之配合的柱塞，所述柱塞远离油腔一侧固定有环块，所述环块上等角度开设有多组螺槽，所述首端壳体内还设置有单向阀组件，所述检测壳体端部固定安装有与螺槽配合的滚珠旋转副，当检测壳体转动时，通过滚珠旋转副与螺槽配合，使环块带动柱塞往复移动，并通过单向阀组件，将环腔内油液吸入油腔内再排出油腔。

更进一步地，所述检测壳体内开设有与之同轴的轴道，且检测壳体上开设有与轴道相通的排油口，所述排油口位于沿检测车移动方向的厚度检测仪扫描检测后方，所述首端壳体上设置有与油腔相通的连接管，所述连接管穿过轴道并与尾端壳体固定连接，所述连接管上开设有与排油口相通的排油孔。

一种管道涂层厚度检测方法，所述检测方法应用于上述的一种管道涂层厚度检测装置，所述检测方法包括如下步骤：

S1、将厚度检测仪的探头接触无涂层的金属表面，进行初步校零；

S2、启动第二驱动器，将检测车缓慢放入无涂层的管道内，使得清油机构清除无涂层管道内壁的油液；

S3、将厚度检测仪的探头接触清油后且无涂层管道内壁，进行二次校零；

S4、再将检测车放入有涂层的管道内，之后再启动第一驱动器，使得检测车沿管道缓慢移动，并使厚度检测仪的探头对管道内壁的涂层进行周向扫描检测。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明通过第一驱动器驱动检测单元转动，使得当检测车沿管道移动时，厚度检测仪的探头对管道内壁进行周向扫描检测，实现对对管道整个横截面的涂层厚度进行检测，提高检测效果。

2、本发明检测车在管道内移动时，通过第二驱动器带动清油机构转动，将涂层上的油液刮除并导流至环腔内，同时通过环块与滚珠旋转副的螺纹配合，当检测单元的往复旋转，将环腔内的油液吸出并从排油口排出，从而有效减少管道涂层上的油液对检测的影响，提高检测效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的整体立体结构示意图；

图3为本发明的整体截面结构示意图；

图4为本发明的图3中A处放大结构示意图；

图5为本发明的图3中B处放大结构示意图；

图6为本发明的检测单元部分爆炸结构示意图；

图7为本发明的首端单元立体结构示意图；

图8为本发明的首端单元爆炸结构示意图；

图9为本发明的尾端单元立体结构示意图；

图10为本发明的尾端单元截面结构示意图；

图中的标号分别代表：1、首端单元；101、首端壳体；102、环腔；103、油口；104、第二驱动器；105、清油盘；106、油腔；107、柱塞；108、环块；109、螺槽；110、连接管；111、电机槽；112、槽盖；113、卡块；114、导油槽体；115、刮油槽体；116、第一滑杆；117、第二弹性件；118、限位螺母；119、支块；120、刮油口；121、绞龙管；122、第三弹性件；123、导杆；124、单向进油阀；125、单向出油阀；126、螺旋油管；127、安装盘；2、检测单元；201、检测壳体；202、厚度检测仪；203、探头；204、齿圈；205、滚珠旋转副；206、排油口；207、放置槽；208、弧盖；209、弹簧杆；210、滚珠；3、尾端单元；301、第一驱动器；302、尾端壳体；303、半齿轮；304、滑动件；305、齿排；306、第一齿轮；307、第二齿轮；308、第三齿轮；309、第四齿轮；310、第五齿轮；311、滑套；312、第二滑杆；313、第四弹性件；314、固定盘；4、支撑腿；5、滚轮；6、第一弹性件；7、第六齿轮；8、链条；9、轴承。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例

本实施例的一种管道涂层厚度检测装置，参照图2-10：包括检测车，检测车沿其移动方向依次包括首端单元1、检测单元2和尾端单元3；其中，首端单元1与尾端单元3固定连接，检测单元2转动在首端单元1与尾端单元3之间，检测单元2包括多组厚度检测仪202，尾端单元3内设置有第一驱动器301。

当检测车沿管道移动时，第一驱动器301驱动检测单元2转动，使得厚度检测仪202的探头203对管道内壁进行周向扫描检测，实现对对管道整个横截面的涂层厚度进行检测，提高检测效果。

具体的，首端单元1包括首端壳体101，检测单元2包括检测壳体201，尾端单元3包括尾端壳体302；其中，本技术方案中，首端壳体101、检测壳体201和尾端壳体302均选择圆柱性壳体，检测壳体201内开设有与之同轴的轴道，首端壳体101右端（以图2为参考方向，下同）固定连接有连接管110，连接管110穿过轴道，且连接管110另一端通过安装盘127与尾端壳体302内的固定盘314固定连接，从而实现首端壳体101与尾端壳体302固定连接，且检测壳体201转动在首端壳体101与尾端壳体302之间。

其中，检测壳体201两端均套设有轴承9，轴承9分别与首端壳体101右端和尾端壳体302左端接触，从而提高检测壳体201转动连接在首端壳体101与尾端壳体302之间的稳定性。

检测壳体201上开设有多组用于安装厚度检测仪202的放置槽207；具体的，放置槽207为扇形槽，放置槽207上固定安装有弧盖208，从而便于安装厚度检测仪202。

其中，为使探头203与管道涂层接触，在弧盖208上设置有弹簧杆209，探头203固定安装在弹簧杆209端部，从而能根据不同的管径，使探头203接触管道涂层。

在首端壳体101上和尾端壳体302上均设置有弹性支撑腿机构，其能根据不同管径将首端单元1和尾端单元3支撑在管道内，且使首端单元1和尾端单元3均与管道同轴。

具体的，弹性支撑腿机构包括多组支撑腿4，本技术方案选择三组支撑腿4，每组支撑腿4均等角度转动在首端壳体101圆周外侧或尾端壳体302圆周外侧，支撑腿4自由端均转动连接有滚轮5，且支撑腿4与首端壳体101圆周外侧或尾端壳体302圆周外侧之间连接有第一弹性件6，具体第一弹性件6选择扭簧，从而通过扭簧，使得支撑腿4根据不同管径调节与首端壳体101或尾端壳体302之间的角度，从而将检测车支撑在不同管径的管道内，同时通过滚轮5，便于检测车在管道内移动。

为使检测车主动在管道内移动，第一驱动器301通过第一传动机构驱动尾端壳体302上的滚轮5转动。

具体的，本技术方案第一驱动器301选择减速电机，位于尾端壳体302上的支撑腿4靠近尾端壳体302一端转动有与滚轮5传动配合第六齿轮7，第一传动机构包括共轴转动连接在尾端壳体302内的第二齿轮307和第三齿轮308以及共轴转动连接在尾端壳体302侧壁的第四齿轮309和第五齿轮310，其中，第三齿轮308与第四齿轮309啮合，第五齿轮310与第六齿轮7啮合，在第一驱动器301输出轴端驱动有与第二齿轮307啮合的第一齿轮306，具体第一齿轮306和第二齿轮307均为螺纹伞齿，从而实现第一驱动器301与驱动滚轮5转动。

其中，第六齿轮7与滚轮5通过链传动配合，具体的，位于尾端壳体302上的支撑腿4靠近尾端壳体302一端转动有与第六齿轮7同轴的链轮，位于尾端壳体302上的支撑腿4远离尾端壳体302一端转动有与滚轮5同轴的链轮，在两个链轮之间通过链条8传动。

尾端单元3还包括第二传动机构，第一驱动器301通过第二传动机构驱使检测单元2往复转动。

具体的，第二传动机构包括半齿轮303和滑动在尾端壳体302内的滑动件304，滑动件304内上下对称平行设置有能与半齿轮303啮合的齿排305，其中一组齿排305凸出滑动件304，并与设置在检测壳体201一端的齿圈204啮合；当第一驱动器301驱动半齿轮303转动时，通过半齿轮303与上下平行的两组齿排305配合，实现滑动件304往复移动，进而通过齿圈204与凸出的其中一组齿排305啮合，实现检测壳体201往复转动，进而实现检测单元2往复转动，从而使得厚度检测仪202对管道涂层横截面进行周向扫描，同时通过检测单元2往复转动，避免对厚度检测仪202进行供电合输送信号的导线产生缠绕。

其中，在滑动件304上下外侧壁均固定有滑套311，在尾端壳体302内均固定有与滑套311滑动配合的第二滑杆312，从而实现滑动件304滑动在尾端壳体302内；同时在第二滑杆312外侧均套设有第四弹性件313，具体为弹簧，其弹簧两端分别与滑套311和尾端壳体302内壁接触，从而通过第四弹性件313对滑动件304的弹性缓冲，从而提高滑动件304往复移动的稳定性。

为减少管道涂层上的油液对检测的影响，首端单元1包括用于刮除管内壁油液的清油机构。

具体的，首端壳体101左端内分别开设有同轴的环腔102和电机槽111，电机槽111位于环腔102内，电机槽111内固定安装有第二驱动器104，具体为减速电机，同时首端壳体101左侧侧壁开设有与环腔102相通的油口103，清油机构包括转动在首端壳体101端部的清油盘105，在清油盘105侧壁沿其径向固定有多组可伸缩式刮油槽。

可伸缩式刮油槽包括与清油盘105固定的导油槽体114和与导油槽体114滑动连接的刮油槽体115，刮油槽体115远离导油槽体114一端开设有刮油口120，在导油槽体114与刮油槽体115之间的侧壁设置有用于对刮油槽体115弹性作用的第二弹性件117，第二弹性件117具体为弹簧，从而使得刮油槽体115能根据不同管径对导油槽体114进行调节，继而适用于不同管径管道内油液的刮除。

其中，导油槽体114侧壁固定有支块119，刮油槽体115侧壁固定有与支块119滑动配合的第一滑杆116，第二弹性件117套设在第一滑杆116上，在第一滑杆116端部固定有限位螺母118，第二弹性件117两端分别与限位螺母118和支块119接触。

在电机槽111槽口处固定安装有槽盖112，从而将第二驱动器104隔绝油液等侵蚀，同时在第二驱动器104输出轴端固定安装有卡块113，卡块113与清油盘105固定，从而实现第二驱动器104驱动清油盘105转动。

当第二驱动器104驱动清油盘105旋转时，可伸缩式刮油槽对涂层上的油液进行刮除，刮除的油液被伸缩式刮油槽导流至环腔102内。

为将环腔102内的油液排出，在首端壳体101内还设置有与连接管110连通的油腔106，油腔106内设置有与之配合的柱塞107，柱塞107远离油腔106一侧固定有环块108，环块108上等角度开设有多组螺槽109，检测壳体201端部固定安装有与螺槽109配合的滚珠旋转副205。

其中，柱塞107靠近连接管110一侧固定有多组穿出连接管110的导杆123，环块108固定在导杆123端部之间，从而对环块108的转动进行限制，使得环块108只能进行左右移动。

滚珠旋转副205内设置有多组螺旋滚珠组，每组螺旋滚珠组内包括多组呈螺旋排列的滚珠210，通过螺旋滚珠组与螺槽109的配合，当滚珠旋转副205往复转动时，使得环块108往复左右移动，进而使得柱塞107在油腔106内往复移动。

同时为便于柱塞107的复位，在油腔106内设置有对柱塞107弹性作用的第三弹性件122，具体为弹簧。

单向阀组件包括单向进油阀124和单向出油阀125，其单向进油阀124分别通过导管与环腔102和油腔106连通，单向出油阀125设置在柱塞107靠近连接管110一侧，且柱塞107上开设有与单向出油阀125油嘴相通的油孔，从而通过单向进油阀124和单向出油阀125，当柱塞107向右移动时，将环腔102内的油液吸入油腔106内，当柱塞107向左移动时，将油腔106内油液排入连接管110内。

当检测壳体201往复转动时，通过滚珠旋转副205与螺槽109配合，使环块108带动柱塞107往复移动，并通过单向阀组件，将环腔102内油液吸入油腔106内再排入连接管110内，通过连接管110排出。

为便于将刮除的油液吸入油腔106内，在清油盘105侧壁固定有转动在环腔102内的绞龙管121，从而将刮除的油液向右输送，便于吸入油腔106内。

为便于将连接管110内油液排出，在检测壳体201上设有与轴道相通的排油口206，连接管110上开设有与排油口206相通的排油孔，其中，排油口206位于沿检测车移动方向的厚度检测仪202扫描检测后方，即位于探头203的右侧方，从而使得连接管110内的油液从排油口206排出，避免排出的油液再次影响检测效果。

为进一步将连接管110内油液排出，排油口206为扇形口，单向出油阀125出口端连通有螺旋油管126，螺旋油管126另一端穿入扇形口内，从而有效避免油液通过连接管110进入尾端壳体302内。

该检测车在管道内移动时，通过第二驱动器104带动清油机构转动，将涂层上的油液刮除并导流至环腔102内，同时通过环块108与滚珠旋转副205的螺纹配合，当检测单元2的往复旋转，将环腔102内的油液吸出并从排油口206排出，从而有效减少管道涂层上的油液对检测的影响，提高检测效果。

参照图1，本发明还提供了一种管道涂层厚度检测方法，检测方法应用于上述的一种管道涂层厚度检测装置，检测方法包括如下步骤：

S1、将厚度检测仪202的探头203接触无涂层的金属表面，进行初步校零；

S2、启动第二驱动器104，将检测车缓慢放入无涂层的管道内，使得清油机构清除无涂层管道内壁的油液；

S3、将厚度检测仪202的探头203接触清油后且无涂层管道内壁，进行二次校零；

S4、再将检测车放入有涂层的管道内，之后再启动第一驱动器301，使得检测车沿管道缓慢移动，并使厚度检测仪202的探头203对管道内壁的涂层进行周向扫描检测。

通过对厚度检测仪202对清油后且无涂层管道内壁进行校零，避免清油后管道涂层上的薄油层对检测结果的干扰。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。