一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置的制作方法

1.本发明涉及化工储罐检测技术领域，具体为一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置。


背景技术：

2.我国各类化工储罐众多，每年的检修和维护费用巨大，且大多检测装置对人工依赖程度大，而储罐区由于贮藏较多的化工用品，是重大的危险场所，会对检测操作人员人身安全造成威胁。
3.超声波探伤检测是利用超声波能透入检测物体深处，在经过不同介质交界面时，会有部分的超声波发射，通过对反射波的计算分析，得出缺陷部位的位置和大小。然而，一般化工储罐高度较高，人工检测难度较大，缺少相应的自动巡检装置。
4.此外，由于超声波检测过程，容易受到外界环境的干扰，所以会相应降低检测精度。超声波出射过程中，为了保证检测的精度，需要将出射波限制在较小的区间范围内，也相应地降低了检测效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，化工储罐检测装置用于对储罐进行检测，包括机体、自走装置、引流装置和超声波探头，机体和自走装置连接，引流装置和机体紧固连接，超声波探头和机体紧固连接，超声波探头发射端朝向储罐，机体上设有减压腔，超声波探头置于减压腔内。
7.通过检测装置对储罐进行泄漏检测，通过机体对其他各装置进行安装，自走装置为主要驱动部件，用于驱动机体沿着储罐表面移动，从而进行自动检测，提高检测效率，通过引流装置和负压气源连通，在机体两侧制造压差，使机体贴合在储罐表面，不需要额外的支撑，提高自动巡检便捷性，超声波探头用于检测储罐的腐蚀状态，将利用样本储罐声发射监测实验，获得不同介质、不同工况下的底板动态腐蚀声发射信号特性及规律，研制化工储罐底板腐蚀弱信号采集技术及分析识别算法；建立基于声发射监测数据的储罐底板腐蚀时空演化预测模型；采用人工智能和深度学习算法，综合声发射监测数据，储罐基础数据、运行数据和其他外部信息，建立基于在线监测信息的化工储罐安全评价及风险预警系统，实现化工储罐本质化安全管理及精准检维修运行管理；通过以上的声波式检测方法，能够在不打开罐体的前提下对罐体进行检测。
8.进一步的，自走装置包括自走轮和密封条，密封条位于机体靠近储罐一侧，自走轮设置四个，四个自走轮和机体传动连接，密封条包括横封条和竖封条，横封条和竖封条分别设有两个，引流装置包括负压管，机体上设有换能腔，换能腔和减压腔导通，负压管通过换
能腔和减压腔导通；横移时：两个竖封条沿着机体行走方向同向倾斜布置；竖移时：两个横封条沿着机体上移方向同向倾斜布置。
9.自走轮内置驱动电机，用于驱动自走轮输出转矩，自走轮在储罐表面转动时，带动机体在储罐表面移动，从而对储罐表面进行分区检测，自走轮设置四个，便于保持行走稳定性，通过设置成对布置的横封条和竖封条，便于减压腔制造负压，从而形成压差，负压管和负压气源连通，用于对减压腔内抽气，负压管和减压腔通过换能腔导通，当机体沿着储罐周向移动时，竖封条呈同向倾斜状态，提高移动平顺性，当储罐此侧层高检测完成后，机体沿着储罐轴向移动时，横封条也呈同向倾斜布置，横封条和竖封条可以采用橡胶材质，受压时，可以形变，用于进行局部密封。
10.进一步的，自走装置还包括驱动组件，机体上设有若干驱动槽，若干驱动槽和减压腔连通，驱动组件置于驱动槽内，驱动组件包括换向电机和环座，换向电机和驱动槽紧固连接，环座和驱动槽转动连接，自走轮和环座传动连接，换向电机和环座传动连接，环座外侧设有外齿面，换向电机输出端设有齿轮，外齿面和齿轮齿面啮合。
11.驱动组件作为换向的主要动力源，安装在驱动槽内，当储罐同一层高检测完成后，换向电机输出转矩，带动齿轮转动，齿轮和环座外侧的外齿面啮合，带动环座转动九十度，从而使自走轮旋转轴线由竖直状态转为水平状态，当自走轮行走时，带动机体进入储罐的下一个层高，进行连续性检测，通过自动巡检，提高检测效率。
12.进一步的，引流装置还包括传质轮，传质轮和换能腔转动连接，传质轮包括轮轴和叶片，轮轴和换能腔转动连接，沿轮轴周向设有若干叶片，减压腔出风端朝向叶片，机体上设有若干串气槽，负压管通过串气槽和换能腔连通；横封条上设有越气槽，越气槽为贯通状态。
13.传质轮安装在换能腔内，通过负压管抽气时，先将减压腔内的压力抽到一定地步，使减压腔处于低压状态，减压腔通过上下侧横封条上的越气槽进入动态平衡状态，当储罐此处出现泄漏时，储罐内的介质会喷出，进入减压腔内，使减压腔内的压力升高，由于负压管处的压力保持稳定，使换能腔两侧的压差增大，通过换能腔的瞬时流量增大，对传质轮造成的冲击增大，从而通过叶片带动轮轴的转速增加，从而对储罐表面泄露进行自动检测。
14.进一步的，叶片沿着轮轴轴线方向弧形设置，减压腔出风方向沿着轮轴轴线方向。
15.通过设置叶片特定的弧度，使减压腔流出的气流沿轴向吹向叶片，使叶片受到侧偏力，从而在动态平衡状态时，进行连续转动。
16.进一步的，引流装置还包括调节组件，调节组件和轮轴连接，调节组件包括触片和预压弹簧，触片和轮轴转动连接，预压弹簧一端和触片紧固连接，预压弹簧另一端和轮轴紧固连接。
17.预压弹簧一端固定在轮轴上，另一端安装在触片上，触片末端可以沿着轮轴转动，当储罐产生泄露时，冲力到叶片上的气体量增大，使轮轴转速增加，触片受到的离心力增大，克服预压弹簧弹力向外扩张，触片外圆直径增大。
18.进一步的，调节组件还包括导电片，导电片和换能腔壁面紧固连接，导电片环形设置，触片和导电片分别与电源的接线端子电连；泄气时：预压弹簧处于拉伸状态，触片和导电片电连，触片和导电片构成的电路与
超声波探头电连。
19.通过换能腔内的导电片，在储罐没有发生泄漏时，触片旋转半径较小，当储罐发生泄漏时，旋转半径增大，触片和导电片接触，使电路导通，通过检测电路控制超声波探头接入外置电源，对储罐泄漏点进行精定位。
20.进一步的，叶片沿轮轴周向等间距设置，串气槽个数和叶片个数相适配，串气槽个数为双数。通过叶片等间距设置，例如串气槽个数为四个时，保证通气时，气流均匀穿过串气槽，便于进行换能。
21.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明当储罐同一层高检测完成后，换向电机输出转矩，带动齿轮转动，齿轮和环座外侧的外齿面啮合，带动环座转动九十度，从而使自走轮旋转轴线由竖直状态转为水平状态，当自走轮行走时，带动机体进入储罐的下一个层高，进行连续性检测，通过自动巡检，提高检测效率；通过负压管抽气时，先将减压腔内的压力抽到一定地步，使减压腔处于低压状态，减压腔通过上下侧横封条上的越气槽进入动态平衡状态，当储罐此处出现泄漏时，储罐内的介质会喷出，进入减压腔内，使减压腔内的压力升高，由于负压管处的压力保持稳定，使换能腔两侧的压差增大，通过换能腔的瞬时流量增大，对传质轮造成的冲击增大，从而通过叶片带动轮轴的转速增加，从而对储罐表面泄露进行自动检测；当储罐产生泄露时，冲力到叶片上的气体量增大，使轮轴转速增加，触片受到的离心力增大，克服预压弹簧弹力向外扩张，触片外圆直径增大；在储罐没有发生泄漏时，触片旋转半径较小，当储罐发生泄漏时，旋转半径增大，触片和导电片接触，使电路导通，通过检测电路控制超声波探头接入外置电源，对储罐泄漏点进行精定位。
附图说明
22.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明的总体结构示意图；图2是本发明的检测状态示意图；图3是图1视图的h-h向剖视图；图4是图3视图的局部a放大视图；图5是图3视图的p-p向剖视图；图6是图1视图的l-l向剖视图；图7是本发明的叶片等间距布置示意图；图8是图6视图的局部b放大视图；图中：1-机体、11-驱动槽、12-减压腔、13-换能腔、14-串气槽、2-自走装置、21-自走轮、22-驱动组件、221-换向电机、222-环座、23-密封条、231-横封条、232-竖封条、3-引流装置、31-负压管、32-传质轮、321-轮轴、322-叶片、33-调节组件、331-触片、332-预压弹簧、333-导电片、4-超声波探头、5-储罐。
实施方式
23.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，所描述的实施例仅仅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做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。
24.本发明提供技术方案：如图1~图8所示，一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，化工储罐检测装置用于对储罐5进行检测，包括机体1、自走装置2、引流装置3和超声波探头4，机体1和自走装置2连接，引流装置3和机体1紧固连接，超声波探头4和机体1紧固连接，超声波探头4发射端朝向储罐5，机体1上设有减压腔12，超声波探头4置于减压腔12内。
25.通过检测装置对储罐5进行泄漏检测，通过机体1对其他各装置进行安装，自走装置2为主要驱动部件，用于驱动机体1沿着储罐5表面移动，从而进行自动检测，提高检测效率，通过引流装置3和负压气源连通，在机体1两侧制造压差，使机体1贴合在储罐5表面，不需要额外的支撑，提高自动巡检便捷性，超声波探头4用于检测储罐5的腐蚀状态，将利用样本储罐声发射监测实验，获得不同介质、不同工况下的底板动态腐蚀声发射信号特性及规律，研制化工储罐底板腐蚀弱信号采集技术及分析识别算法；建立基于声发射监测数据的储罐底板腐蚀时空演化预测模型；采用人工智能和深度学习算法，综合声发射监测数据，储罐基础数据、运行数据和其他外部信息，建立基于在线监测信息的化工储罐安全评价及风险预警系统，实现化工储罐本质化安全管理及精准检维修运行管理；通过以上的声波式检测方法，能够在不打开罐体的前提下对罐体进行检测。
26.进一步的，自走装置2包括自走轮21和密封条23，密封条23位于机体1靠近储罐5一侧，自走轮21设置四个，四个自走轮21和机体1传动连接，密封条23包括横封条231和竖封条232，横封条231和竖封条232分别设有两个，引流装置3包括负压管31，机体1上设有换能腔13，换能腔13和减压腔12导通，负压管31通过换能腔13和减压腔12导通；横移时：两个竖封条232沿着机体1行走方向同向倾斜布置；竖移时：两个横封条231沿着机体1上移方向同向倾斜布置。
27.自走轮21内置驱动电机，用于驱动自走轮21输出转矩，自走轮21在储罐5表面转动时，带动机体1在储罐5表面移动，从而对储罐5表面进行分区检测，自走轮21设置四个，便于保持行走稳定性，通过设置成对布置的横封条231和竖封条232，便于减压腔12制造负压，从而形成压差，负压管31和负压气源连通，用于对减压腔12内抽气，负压管31和减压腔12通过换能腔13导通，当机体1沿着储罐5周向移动时，竖封条232呈同向倾斜状态，提高移动平顺性，当储罐此侧层高检测完成后，机体1沿着储罐5轴向移动时，横封条231也呈同向倾斜布置，横封条231和竖封条232可以采用橡胶材质，受压时，可以形变，用于进行局部密封。
28.进一步的，自走装置2还包括驱动组件22，机体1上设有若干驱动槽11，若干驱动槽11和减压腔12连通，驱动组件22置于驱动槽11内，驱动组件22包括换向电机221和环座222，换向电机221和驱动槽11紧固连接，环座222和驱动槽11转动连接，自走轮21和环座222传动连接，换向电机221和环座222传动连接，环座222外侧设有外齿面，换向电机221输出端设有齿轮，外齿面和齿轮齿面啮合。
29.驱动组件22作为换向的主要动力源，安装在驱动槽11内，当储罐5同一层高检测完成后，换向电机221输出转矩，带动齿轮转动，齿轮和环座222外侧的外齿面啮合，带动环座222转动九十度，从而使自走轮21旋转轴线由竖直状态转为水平状态，当自走轮21行走时，带动机体1进入储罐5的下一个层高，进行连续性检测，通过自动巡检，提高检测效率。
30.进一步的，引流装置3还包括传质轮32，传质轮32和换能腔13转动连接，传质轮32包括轮轴321和叶片322，轮轴321和换能腔13转动连接，沿轮轴321周向设有若干叶片322，减压腔12出风端朝向叶片322，机体1上设有若干串气槽14，负压管31通过串气槽14和换能腔13连通；横封条231上设有越气槽，越气槽为贯通状态。
31.传质轮32安装在换能腔13内，通过负压管31抽气时，先将减压腔12内的压力抽到一定地步，使减压腔12处于低压状态，减压腔12通过上下侧横封条231上的越气槽进入动态平衡状态，当储罐5此处出现泄漏时，储罐5内的介质会喷出，进入减压腔12内，使减压腔12内的压力升高，由于负压管31处的压力保持稳定，使换能腔13两侧的压差增大，通过换能腔13的瞬时流量增大，对传质轮32造成的冲击增大，从而通过叶片322带动轮轴321的转速增加，从而对储罐5表面泄露进行自动检测。
32.进一步的，叶片322沿着轮轴321轴线方向弧形设置，减压腔12出风方向沿着轮轴321轴线方向。
33.通过设置叶片322特定的弧度，使减压腔12流出的气流沿轴向吹向叶片322，使叶片322受到侧偏力，从而在动态平衡状态时，进行连续转动。
34.进一步的，引流装置3还包括调节组件33，调节组件33和轮轴321连接，调节组件33包括触片331和预压弹簧332，触片331和轮轴321转动连接，预压弹簧332一端和触片331紧固连接，预压弹簧332另一端和轮轴321紧固连接。
35.预压弹簧332一端固定在轮轴321上，另一端安装在触片331上，触片331末端可以沿着轮轴321转动，当储罐5产生泄露时，冲力到叶片322上的气体量增大，使轮轴321转速增加，触片331受到的离心力增大，克服预压弹簧332弹力向外扩张，触片331外圆直径增大。
36.进一步的，调节组件33还包括导电片333，导电片333和换能腔13壁面紧固连接，导电片333环形设置，触片331和导电片333分别与电源的接线端子电连；泄气时：预压弹簧332处于拉伸状态，触片331和导电片333电连，触片331和导电片333构成的电路与超声波探头4电连。
37.通过换能腔13内的导电片333，在储罐5没有发生泄漏时，触片331旋转半径较小，当储罐5发生泄漏时，旋转半径增大，触片331和导电片333接触，使电路导通，通过检测电路控制超声波探头4接入外置电源，对储罐5泄漏点进行精定位。
38.进一步的，叶片322沿轮轴321周向等间距设置，串气槽14个数和叶片322个数相适配，串气槽14个数为双数。通过叶片322等间距设置，例如串气槽14个数为四个时，保证通气时，气流均匀穿过串气槽14，便于进行换能。
39.本发明的工作原理：当储罐5同一层高检测完成后，换向电机221输出转矩，带动齿轮转动，齿轮和环座222外侧的外齿面啮合，带动环座222转动九十度，从而使自走轮21旋转轴线由竖直状态转为水平状态，当自走轮21行走时，带动机体1进入储罐5的下一个层高，进行连续性检测，通过自动巡检，提高检测效率；通过负压管31抽气时，先将减压腔12内的压力抽到一定地步，使减压腔12处于低压状态，减压腔12通过上下侧横封条231上的越气槽进入动态平衡状态，当储罐5此处出现泄漏时，储罐5内的介质会喷出，进入减压腔12内，使减压腔12内的压力升高，由于负压管31处的压力保持稳定，使换能腔13两侧的压差增大，通过换能腔13的瞬时流量增大，对传质轮32造成的冲击增大，从而通过叶片322带动轮轴321的
转速增加，从而对储罐5表面泄露进行自动检测；当储罐5产生泄露时，冲力到叶片322上的气体量增大，使轮轴321转速增加，触片331受到的离心力增大，克服预压弹簧332弹力向外扩张，触片331外圆直径增大；在储罐5没有发生泄漏时，触片331旋转半径较小，当储罐5发生泄漏时，旋转半径增大，触片331和导电片333接触，使电路导通，通过检测电路控制超声波探头4接入外置电源，对储罐5泄漏点进行精定位。
40.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
41.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，所述化工储罐检测装置用于对储罐（5）进行检测，其特征在于：所述化工储罐检测装置包括机体（1）、自走装置（2）、引流装置（3）和超声波探头（4），所述机体（1）和自走装置（2）连接，所述引流装置（3）和机体（1）紧固连接，所述超声波探头（4）和机体（1）紧固连接，超声波探头（4）发射端朝向储罐（5），所述机体（1）上设有减压腔（12），所述超声波探头（4）置于减压腔（12）内。2.根据权利要求1所述的一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，其特征在于：所述自走装置（2）包括自走轮（21）和密封条（23），所述密封条（23）位于机体（1）靠近储罐（5）一侧，所述自走轮（21）设置四个，四个所述自走轮（21）和机体（1）传动连接，所述密封条（23）包括横封条（231）和竖封条（232），所述横封条（231）和竖封条（232）分别设有两个，所述引流装置（3）包括负压管（31），所述机体（1）上设有换能腔（13），所述换能腔（13）和减压腔（12）导通，所述负压管（31）通过换能腔（13）和减压腔（12）导通；横移时：两个所述竖封条（232）沿着机体（1）行走方向同向倾斜布置；竖移时：两个所述横封条（231）沿着机体（1）上移方向同向倾斜布置。3.根据权利要求2所述的一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，其特征在于：所述自走装置（2）还包括驱动组件（22），所述机体（1）上设有若干驱动槽（11），若干所述驱动槽（11）和减压腔（12）连通，所述驱动组件（22）置于驱动槽（11）内，驱动组件（22）包括换向电机（221）和环座（222），所述换向电机（221）和驱动槽（11）紧固连接，所述环座（222）和驱动槽（11）转动连接，所述自走轮（21）和环座（222）传动连接，所述换向电机（221）和环座（222）传动连接，所述环座（222）外侧设有外齿面，所述换向电机（221）输出端设有齿轮，所述外齿面和齿轮齿面啮合。4.根据权利要求3所述的一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，其特征在于：所述引流装置（3）还包括传质轮（32），所述传质轮（32）和换能腔（13）转动连接，传质轮（32）包括轮轴（321）和叶片（322），所述轮轴（321）和换能腔（13）转动连接，沿轮轴（321）周向设有若干叶片（322），所述减压腔（12）出风端朝向叶片（322），所述机体（1）上设有若干串气槽（14），所述负压管（31）通过串气槽（14）和换能腔（13）连通；所述横封条（231）上设有越气槽，所述越气槽为贯通状态。5.根据权利要求4所述的一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，其特征在于：所述叶片（322）沿着轮轴（321）轴线方向弧形设置，所述减压腔（12）出风方向沿着轮轴（321）轴线方向。6.根据权利要求5所述的一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，其特征在于：所述引流装置（3）还包括调节组件（33），所述调节组件（33）和轮轴（321）连接，调节组件（33）包括触片（331）和预压弹簧（332），所述触片（331）和轮轴（321）转动连接，所述预压弹簧（332）一端和触片（331）紧固连接，预压弹簧（332）另一端和轮轴（321）紧固连接。7.根据权利要求6所述的一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，其特征在于：所述调节组件（33）还包括导电片（333），所述导电片（333）和换能腔（13）壁面紧固连接，所述导电片（333）环形设置，所述触片（331）和导电片（333）分别与电源的接线端子电连；泄气时：所述预压弹簧（332）处于拉伸状态，所述触片（331）和导电片（333）电连，触片（331）和导电片（333）构成的电路与超声波探头（4）电连。
8.根据权利要求7所述的一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，其特征在于：所述叶片（322）沿轮轴（321）周向等间距设置，所述串气槽（14）个数和叶片（322）个数相适配，串气槽（14）个数为双数。

技术总结
本发明公开了一种基于声波式残缺点定位功能的化工储罐检测装置，化工储罐检测装置用于对储罐进行检测，包括机体、自走装置、引流装置和超声波探头，机体和自走装置连接，引流装置和机体紧固连接，超声波探头和机体紧固连接，超声波探头发射端朝向储罐，机体上设有减压腔，超声波探头置于减压腔内，通过检测装置对储罐进行泄漏检测，通过机体对其他各装置进行安装，自走装置为主要驱动部件，用于驱动机体沿着储罐表面移动，从而进行自动检测，提高检测效率，通过引流装置和负压气源连通，在机体两侧制造压差，使机体贴合在储罐表面，不需要额外的支撑，提高自动巡检便捷性。提高自动巡检便捷性。提高自动巡检便捷性。


技术研发人员：张延兵 宋高峰 顾建平 徐中原 孙志涛 张诚
受保护的技术使用者：江苏省特种设备安全监督检验研究院
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/20