[發(fā)明專利]實(shí)橋焊縫掃描儀及其掃描方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610412408.9
• 申請日: 2016-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN106053592B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅中秋;吉伯海;王秋東;袁周致遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/83
• 分類號(hào): G01N27/83;G01N21/88
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 李曉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無損檢測的器材，具體涉及一種實(shí)橋焊縫掃描儀及其掃描方法。

背景技術(shù)

正交異性鋼橋面板具有自重輕、抗扭剛度大、承載力高、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，在大跨徑纜索體系橋梁中得到了廣泛運(yùn)用。但鋼箱梁構(gòu)造復(fù)雜，在焊接過程中易產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力，加上結(jié)構(gòu)本身可能存在的缺陷及施工質(zhì)量的影響，在服役過程中難免會(huì)產(chǎn)生損傷。隨著橋梁服役年限的增加及交通流量的增長，鋼箱梁逐漸產(chǎn)生各種病害，其中疲勞是具有代表性的病害之一。疲勞裂紋的產(chǎn)生不僅會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的受力產(chǎn)生不利影響，當(dāng)裂紋裂透時(shí)還會(huì)引起橋面鋪裝層的損傷，雨水順著裂紋進(jìn)入鋼箱梁內(nèi)還會(huì)進(jìn)一步引起箱梁銹蝕等問題。因此針對(duì)鋼箱梁疲勞裂紋應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)，盡早修復(fù)。

由于鋼箱梁構(gòu)造復(fù)雜，焊縫較多，對(duì)于鋼箱梁重點(diǎn)部位連接焊縫的檢查工作量大。目前國內(nèi)鋼箱梁焊縫的檢查大多采用分階段進(jìn)行的方式，主要由檢察人員通過目視對(duì)焊縫外觀進(jìn)行檢查，效率較低且檢查質(zhì)量不高。超聲波檢測應(yīng)用于實(shí)橋焊縫檢測雖然精度得到一定程度的提升，但成本較高且超聲波實(shí)橋檢測技術(shù)尚未成熟，多用于工廠、實(shí)驗(yàn)室檢測。

可見，設(shè)計(jì)一種成本低、效率高、精度好的實(shí)橋焊縫檢測裝置，已成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種實(shí)橋焊縫掃描儀及其掃描方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的實(shí)橋焊縫掃描儀包括安裝在掃描儀機(jī)箱上的行走部分和掃描部分，所述掃描儀機(jī)箱首端和尾端均設(shè)有激光測距儀，所述掃描儀機(jī)箱的底部設(shè)有磁鐵，所述掃描部分與行走部分之間聯(lián)接有滑槽，該滑槽與行走裝置的行走方向平行。在焊縫長度較長的情況下(如鋼箱梁頂板與U肋焊縫，長度為一個(gè)倉的長度，為3～4m)，通過激光測距儀可調(diào)整焊縫掃描儀前進(jìn)方向平行于焊縫，此時(shí)焊縫掃描儀在工作過程中不會(huì)出現(xiàn)偏移原設(shè)定路線的情況，可實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫掃描儀前進(jìn)位置的精確控制。

作為優(yōu)選，所述磁鐵是人造永磁體，磁鐵與鋼箱梁內(nèi)壁間的吸引力可實(shí)現(xiàn)焊縫掃描儀對(duì)箱梁頂部焊縫的掃描而不致掉落。

作為優(yōu)選，所述掃描儀機(jī)箱內(nèi)部設(shè)有電源與控制裝置。電源可以合理分配焊縫掃描儀各部件正常工作室所需的電壓，控制裝置可采用變頻器原件來精準(zhǔn)控制探頭馬達(dá)與掃描儀驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)探頭移動(dòng)速度、掃描儀前進(jìn)速度的精確控制。

作為優(yōu)選，所述控制裝置與無線收發(fā)裝置相連接。比如藍(lán)牙信號(hào)接收發(fā)射裝置，匯集到集成電路板的信號(hào)通過藍(lán)牙發(fā)射器以無線的方式傳送給客戶端，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)掃描過程的實(shí)時(shí)控制。

作為優(yōu)選，所述掃描部分包括依次連接的探頭滑塊、可折彎金屬管和探頭，所述探頭滑塊上具有齒輪，所述齒輪與掃描儀機(jī)箱滑槽內(nèi)部的齒條相嚙合。當(dāng)掃描儀前進(jìn)道焊縫端部而無法行駛時(shí)，可通過探頭馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)探頭滑塊在滑槽內(nèi)的滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)剩余焊縫的掃描工作。可通過彎曲可彎折金屬管實(shí)現(xiàn)在掃描前對(duì)探頭位置的調(diào)整，提高掃描檢測的精度。

作為優(yōu)選，所述探頭包括固定套筒、磁鐵、磁致阻傳感器和攝像頭，所述磁鐵安裝在固定套筒內(nèi)，所述磁致阻傳感器安裝在磁鐵的端，所述攝像頭固定安裝在套筒外壁上。當(dāng)掃描到焊縫缺陷時(shí)磁鐵形成的磁場會(huì)發(fā)生變化，而磁致阻傳感器會(huì)感應(yīng)到這種變化并將變化信號(hào)傳遞給電路板，最終傳遞給客戶端當(dāng)磁致阻傳感器檢測到磁場變化時(shí)攝像頭可立即對(duì)相應(yīng)位置進(jìn)行拍攝，從而可獲得疑似缺陷部位的宏觀圖像。

作為優(yōu)選，所述行走部分的車輪包裹有橡膠墊，實(shí)現(xiàn)焊縫掃描儀在前進(jìn)過程中的平穩(wěn)，避免顛簸對(duì)掃描精度的不利影響。所述掃描儀機(jī)箱壁設(shè)有一個(gè)導(dǎo)線通過孔，所述掃描儀機(jī)箱與探頭滑塊上具有USB接口，連接掃描儀機(jī)箱與探頭滑塊的USB連接線可順利地實(shí)現(xiàn)對(duì)兩者的連接。掃描儀機(jī)箱滑槽端部設(shè)有一個(gè)可拆卸的固定擋板，通過旋桿與固定插銷實(shí)現(xiàn)與掃描儀機(jī)箱之間的連接，不用時(shí)可以先取下?lián)醢澹M(jìn)而將掃描部分取出。

本發(fā)明同時(shí)提出上述實(shí)橋焊縫掃描儀的掃描方法，包括以下步驟：

焊縫掃描儀沿焊縫方向進(jìn)行掃描，并將各部件的信號(hào)匯集到控制裝置；

控制裝置對(duì)行走部分及掃描部分進(jìn)行控制，并將信號(hào)發(fā)送到客戶端；

客戶端對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，根據(jù)初始設(shè)定的坐標(biāo)位置可進(jìn)一步獲得疑似缺陷位置的坐標(biāo)、宏觀圖像，且通過對(duì)焊縫掃描儀變頻器的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫掃描儀前進(jìn)速度的控制，可以在缺陷位置減慢行走速度，或利用滑槽使掃描部分往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使焊縫掃描儀在檢測到磁場變化時(shí)可對(duì)疑似缺陷位置進(jìn)行更加細(xì)致的掃描。