专利名称：狭小空间内带鳍片的热交换管道扫描检测探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种热交换管道扫描检测探头，特别是一种狭小空间内带鳍片的热交换管道扫描检测探头，属于机器人应用领域。
背景技术：
承压管道是火力发电厂锅炉热交换器中的关键部件，其分布立体上呈多层排列，深度达1.5米，平面内呈U型来回分布，管道表面有螺旋型热交换鳍片，鳍片与鳍片间距12.5mm，鳍片深3.5mm，水平相邻管道最小间距48.5mm，上下两层管道间最小距离28mm。这种复杂的管道形状、空间排列以及狭小的管道间距给内层管道外表面缺陷检测带来了一定难度。在目前情况下，对这种承压管道的检测仅限于在锅炉维修期间由人工目测方式对其顶层管道外表面进行检测，而对其下层管道外表面缺陷检测则无能为力。因此，极有必要研制一种能够对此类承压管道组中所有管道的外表面缺陷进行扫描和检测的机器人装置，要实现对所有管道外表面缺陷的检测，机器人所带的检测探头其尺寸必须尽可能小，必须能够到达管道表层平面内的任意位置，而且这种扫描检测探头配有合适的光源，光源的亮度能够调整，以便CCD图象传感器将被测管道表面状态清楚地再现在监视屏上。从而为正确判断管道表面缺陷提供基础。经专利文献检索发现，中国专利号为ZL01278852.X，申请人为清华紫光股份有限公司，名称为“平板式CCD扫描仪头架光路结构”，该专利公开了一种平板式CCD扫描仪头架光路结构，它包括安装在CCD扫描仪头架板上的光源、CCD光电传感器，以及四块反射镜和透镜构成的反射光路。该实用新型的光路结构满足从被扫描图像到光电传感器的总光程为270mm，具有结构简单实用，成本较低，厚度较小，且图像扫描品质较高等优点。该专利公开的是一种用于平板式CCD扫描仪的探头光路结构，探头形状为长条形，尺寸大，不能在狭小空间内对带鳍片的热交换管道进行扫描检测，与本实用新型涉及在结构和用途上都不相同。

发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种狭小空间内带鳍片的热交换管道扫描检测探头，使其与检测机器人配套，能够到达管道表层平面内的任意位置，从而完成在狭小空间内对带鳍片的热交换管道进行扫描检测。本实用新型是根据以下技术方案实现的，主要包括探头壳体、上螺盖、CCD图象传感器、下螺盖、发光灯、灯架，其连接方式为上螺盖与探头壳体拧紧，4个发光灯插入灯架的斜孔内，通过导线连后，一起置入下螺盖，下螺盖与探头壳体拧紧，CCD图象传感器设置于探头壳体和下螺盖组件内。
CCD图象传感器的头部锥面压入灯架的中心锥孔内，CCD图象传感器的扫描头压入下螺盖的中心锥孔内，上螺盖与探头壳体拧紧，并压紧CCD图象传感器的尾端。
在发光灯的光源回路中，串接一个可变电阻，在扫描检测调试过程中，调节可变电阻可以改变发光灯上的电压，从而改变亮度，使CCD图象传感器获得的图象最为清楚。
与检测机器人配套的狭小空间内带鳍片的热交换管道扫描检测装置，由减速直流电机、滑动轴套、两支板、吊杆、机械臂、隔板、转轴、两光电传感器、码盘以及本实用新型组成，安装在检测机器人的机械臂上，检测机器人将探头伸入到鳍片管道群中，当末端减速电机的轴线到达指定的4个相邻管道的中心时停止，此时，减速直流电机通电运转，经转轴驱动扫描检测探头从下垂位置旋转一定的角度，使探头正对被扫描检测的管道，角度通过码盘和光电传感器得到控制，然后，机器人开始沿管道轴向方向移动，同时，CCD图象传感器和光源也开始扫描工作，并不断地将管道表面状态图象传给上位监控机，当扫描到该管道尽头时，机器人停止移动，减速直流电机通电运转，经转轴驱动扫描检测探头从当前的位置旋转一定的角度，使探头正对另一需要扫描检测的管道，角度通过码盘和光电传感器得到控制，然后，机器人又开始沿管道轴向方向作返回移动，同时，CCD图象传感器和光源也开始扫描工作，并不断地将该管道表面状态图象传给上位监控机。这样的扫描从复4次后，就可以完成所指定的这4个相邻管道的扫描检测任务，然后，减速直流电机又通电运转，经转轴驱动扫描检测探头旋转到下垂位置，准备随机械臂继续下伸。然后，机器人再控制机械臂继续往下伸到下一组4个相邻管道的中心时停止，从复上述工作，直到所有的管道扫描检测结束。
本实用新型将CCD与光源组合成一体通过机械臂末端的减速电机的驱动完成周围管道表面的检测扫描，结构紧凑，能够到达管道表层平面内的任意位置，适合狭小空间内带鳍片的热交换管道表面的扫描检测，它是火力发电厂锅炉热交换器承压管道检测机器人的一个十分重要的组成部分。


图1本实用新型结构示意图具体实施方式
如图1所示，本实用新型主要包括探头壳体1、上螺盖2、CCD图象传感器3、下螺盖4、发光灯5、灯架6，其连接方式为上螺盖2与探头壳体1拧紧，发光灯5插入灯架6的斜孔内，通过导线连接后，一起置入下螺盖4，下螺盖4与探头壳体1拧紧，CCD图象传感器3设置于探头壳体1和下螺盖4组件内。
上螺盖2与探头壳体1拧紧，并压紧CCD图象传感器3的尾端。
CCD图象传感器3的头部锥面压入灯架6的中心锥孔内，CCD图象传感器3的扫描头压入下螺盖4的中心锥孔内。
在发光灯5的光源回路中，串接一个可变电阻，改变发光灯上的电压通过调节可变电阻。
权利要求1.一种狭小空间内带鳍片的热交换管道扫描检测探头，主要包括探头壳体(1)、上螺盖(2)、CCD图象传感器(3)、下螺盖(4)、发光灯(5)、灯架(6)，其特征在于其连接方式为上螺盖(2)与探头壳体(1)拧紧，发光灯(5)插入灯架(6)的斜孔内，通过导线连接后，一起置入下螺盖(4)，下螺盖(4)与探头壳体(1)拧紧，CCD图象传感器(3)设置于探头壳体(1)和下螺盖(4)组件内。
2.根据权利要求1所述的这种狭小空间内带鳍片的热交换管道扫描检测探头，其特征是上螺盖(2)与探头壳体(1)拧紧并压紧CCD图象传感器(3)的尾端。
3.根据权利要求1所述的这种狭小空间内带鳍片的热交换管道扫描检测探头，其特征是CCD图象传感器(3)的头部锥面压入灯架(6)的中心锥孔内，CCD图象传感器(3)的扫描头压入下螺盖(4)的中心锥孔内。
4.根据权利要求1所述的这种狭小空间内带鳍片的热交换管道扫描检测探头，其特征是在发光灯(5)的光源回路中，串接一个可变电阻，改变发光灯(5)上的电压通过调节可变电阻。
专利摘要狭小空间内带鳍片的热交换管道扫描检测探头属于机器人应用领域。主要包括探头壳体、上螺盖、CCD图象传感器、下螺盖、发光灯、灯架，其连接方式为上螺盖与探头壳体拧紧，发光灯插入灯架的斜孔内，通过导线连接后，一起置入下螺盖，下螺盖与探头壳体拧紧，CCD图象传感器设置于探头壳体和下螺盖组件内。本实用新型将CCD与光源组合成一体，结构紧凑，能够到达管道表层平面内的任意位置，适合狭小空间内带鳍片的热交换管道表面的扫描检测，它是火力发电厂锅炉热交换器承压管道检测机器人的一个十分重要的组成部分。
文档编号G01N21/88GK2574049SQ0226096
公开日2003年9月17日 申请日期2002年10月24日 优先权日2002年10月24日
发明者高雪官, 马培荪, 鲁守银, 王光荣, 孙洪, 曹曦, 秦昌俊 申请人:上海交通大学