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管道泄漏检测系统和方法

阅读:486发布:2020-05-11

专利汇可以提供管道泄漏检测系统和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种在线检测管道泄露的系统,包括:夹持装置,构造为夹持所述管道,其中该夹持装置构造为密封该管道的两端;充气装置,构造为与所述管道的内部连通,并构造为将加压气体输送到所述管道的内部;至少一个喷淋装置,构造为将发泡液体喷淋在所述管道的外表面上;至少一个 图像采集 装置,构造为采集喷淋后的管道的图像;以及 图像处理 装置,构造为处理所述图像以判断是否存在泄露 缺陷 。,下面是管道泄漏检测系统和方法专利的具体信息内容。

1.一种用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该系统包括:
夹持装置(110),构造为夹持所述管道(10),其中该夹持装置(110)构造为密封该管道(10)的两端;
充气装置(120),构造为与所述管道(10)的内部连通,并构造为将加压气体输送到所述管道(10)的内部;以及
至少一个喷淋装置(130),构造为将发泡液体喷淋在所述管道(10)的外表面上。
2.如权利要求1的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,所述夹持装置(110)进一步构造为与该管道(10)一起转动。
3.如权利要求2的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该系统进一步包括转动装置,其构造为使得该管道围绕其本身的轴线转动。
4.如权利要求3的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该转动装置构造为转动该夹持装置(110),从而转动该管道。
5.如权利要求3的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该转动装置构造为直接转动该管道(10)。
6.如权利要求1的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该系统进一步包括举升装置(150),其构造为将该管道(10)举升到适当的位置以便该夹持装置(110)夹持该管道(10)。
7.如权利要求6的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该举升装置(150)包括:举升机构(152)、固定支架(154)、活动摆臂(156)和托轮(158),其中该固定支架(154)一端固定,另一端与该活动摆臂(156)的一端可转动连接,该托轮(158)固定在该活动摆臂(156)的自由端并且可转动,该举升机构一端固定且另一端与该活动摆臂(156)可转动连接。
8.如权利要求1的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该充气装置(120)构造为与夹持装置连接并彼此密封。
9.如权利要求1的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该夹持装置(110)包括承口卡盘(114)和插口卡盘(116),其该承口卡盘(114)构造为啮合该管道(10)的承口端,以及该插口卡盘(116)构造为啮合该管道(10)的插口端。
10.如权利要求9的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该承口卡盘(114)设有密封圈以在该承口卡盘(114)与该管道(10)之间形成密封,以及该插口卡盘(116)设有密封圈以在该插口卡盘(116)与该管道(10)之间形成密封。
11.如权利要求9的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该承口卡盘(114)的边缘部分设有凸缘,其构造为沿该边缘部分连续延伸或不连续延伸。
12.如权利要求9的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该插口卡盘(116)的边缘部分设有凸缘,其构造为沿该边缘部分连续延伸或不连续延伸。
13.如权利要求9的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该夹持装置(110)进一步包括第一支架(112),其构造为支撑该插口卡盘(116),以及第二支架(112’),其构造为支撑该承口卡盘(114)。
14.如权利要求13的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该第一支架(112)构造为可沿该管道的轴线方向移动,以及该第二支架(112’)构造为固定。
15.如权利要求13的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该第一支架(112)和/或该第二支架(112’)构造为可沿该管道(10)的轴线方向移动。
16.如权利要求13-15任一项的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该夹持装置(110)进一步包括顶推机构(1122),其构造为推动该承口卡盘(114)和/或插口卡盘(116)沿该管道(10)的轴线方向彼此靠近。
17.如权利要求13的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该第一支架(112)和该第二支架(112’)构造为包括固定的内轴(1124,1124’)、可转动的外轴(1126,1126’)和设在该内轴与外轴之间的轴承,其中该内轴与外轴同心设置,其中外轴的外圆周设有齿圈(1128,
1128’)。
18.如权利要求17的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该承口开盘(114)与该第二支架(112’)的外轴(1126’)固定连接,以及该插口卡盘(116)与该第一支架(112)的外轴(1126)固定连接。
19.如权利要求17的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,转动装置构造为转动该第一支架(112)和/或该第二支架(112’)的外轴(1126,1126’)。
20.如权利要求19的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该转动装置包括驱动电机(40)和与该驱动电机(40)的输出轴连接的驱动齿轮(30),其中该驱动齿轮(30)与第一支架(112)和/或第二支架(112’)的外轴(1126,1126’)的齿圈(1128,1128’)啮合。
21.如权利要求9的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该承口卡盘(114)和/或该插口卡盘(116)的外圆周设有齿圈(1128,1128’),以及转动装置构造为直接转动该承口卡盘(114)和/或该插口卡盘(116)。
22.如权利要求21的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该转动装置包括驱动电机(40)和与该驱动电机的输出轴连接的驱动齿轮(30),其中该驱动齿轮与该承口卡盘(114)和/或该插口卡盘(116)的齿圈(1128,1128’)啮合。
23.如权利要求9的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该充气装置(120)与该承口卡盘(114)和/或该插口卡盘(116)连接并彼此密封。
24.如权利要求23的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该承口卡盘(114)和/或该插口卡盘(116)设有充气孔(1142),以及该充气装置(120)包括气室(1220),其中该气室(1220)构造为与该通气孔(1142)连通并彼此密封以及构造为与气体管路连通。
25.如权利要求1的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该喷淋装置(130)包括用于去除发泡液体中的气泡的机构。
26.如权利要求1的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该系统进一步包括第一框架(50),其中该至少一个喷淋装置(130)设在该第一框架(50)上。
27.如权利要求1的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该喷淋装置(130)构造为固定在特定位置或者构造为在不同位置之间移动。
28.如权利要求1的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该系统包括至少一个图像采集装置(140),构造为采集喷淋后的管道(10)的图像。
29.如权利要求28的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该系统进一步包括第二框架(60),其中该至少一个图像采集装置(140)设在该第二框架(60)上。
30.如权利要求28的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该图像采集装置(140)构造为固定在特定位置或构造为在不同位置之间移动。
31.如权利要求28的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该图像采集装置(140)构造为获取该管道(10)的投影图像,其中该投影图像包括沿该管道(10)长度的边缘部分。
32.如权利要求28的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该系统还包括至少一个图像处理装置(160),构造为处理所述图像以判断是否存在泄露缺陷
33.如权利要求32的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该图像处理装置(160)构造为将获取该投影图像中的边缘部分的曲线,以及构造为获取该曲线的弯曲程度的数值并与预先确定的值进行对比。
34.如权利要求1的用于检测管道泄漏的系统,其特征在于,该系统进一步包括报警装置,其根据该图像处理装置(160)的信号发出报警。
35.一种检测管道泄漏的方法,包括如下步骤:
步骤1,将待检测管道(10)传输到恰当的位置;
步骤2,提升该管道(10)到适当的位置;
步骤3,夹持管道(10)并密封管道(10)两端;
步骤4,将加压气体输入管道(10)的内部空间;
步骤5,使得管道(10)绕其本身的轴线转动;
步骤6,将发泡液体喷淋在管道(10)的外表面上,并覆盖管道(10)的至少部分外表面。
36.如权利要求35的检测管道泄漏的方法,其特征在于,该方法进一步包括如下步骤:
步骤7,获取管道(10)的图像,该图像包括沿管道(10)长度的边缘;
步骤8,处理该图像,其中,通过识别该图像获取管道(10)长度的边缘的曲线并获取该曲线的弯曲程度的数值;
步骤9,将该弯曲程度的数值与预先确定的阈值进行比较,如果该数值大于该阈值,则确定该管道(10)表面存在泄漏;以及
步骤10,在确定管道(10)表面存在泄漏的情况下,发送报警信号。

说明书全文

管道泄漏检测系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铸管制造领域,具体涉及制造过程中的泄漏检测系统和方法。

背景技术

[0002] 铸管,目前通常是指球墨管,是使用18号以上的铸造经添加球化剂后,经过离心球墨铸铁机高速离心铸造成的管材。
[0003] 在离心铸管生产过程中,有可能在管壁上存在制造缺陷,例如小孔等。在存在这样的缺陷的情况下,当管子应用在工程上,如给水管道系统中,当加压给水时,就会出现渗漏,甚至发生爆管。因此,需要对制造完成的铸管进行泄漏检测。
[0004] 传统的检测方式是在一批管道中抽取若干,将抽取的样品的两端密封,并向管道内部注水、加压,然后通过观察判断是否存在缺陷。这样的方式的缺点是:首先,由于检测的过程耗时,只能抽查而不能检测全部产品,否则将影响生产效率,其次,通过肉眼观察的可信性较差,很可能会出现未检出问题的情况,再次,检测的自动化程度低,需要较多人工。
[0005] 传统的另一种检测方式是气体检测方式。这种检测方式类似地将管道两端密封,然后在管道内部输入加压气体并将管道浸入水中。当水的状态稳定、没有波动时,观察是否有气泡从管壁冒出。这种检测方式同样不能在生产线上进行,并且耗时,只能抽查而不能检测全部产品。
[0006] 目前,本领域需要一种能够在生产线上检测管道泄漏的方式。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提供一种系统和方法,可以在生产线上完成对管道的缺陷检测。
[0008] 按照本发明一个方面,一种用于检测管道泄漏的系统,包括:夹持装置,构造为夹持所述管道,其中该夹持装置构造为密封该管道的两端;充气装置,构造为与所述管道的内部连通,并构造为将加压气体输送到所述管道的内部;以及至少一个喷淋装置,构造为将发泡液体喷淋在所述管道的外表面上。
[0009] 其中,所述夹持装置进一步构造为与该管道一起转动。
[0010] 其中,该系统进一步包括转动装置,其构造为使得该管道围绕其本身的轴线转动。
[0011] 其中,该转动装置构造为转动该夹持装置,从而转动该管道。
[0012] 其中,该转动装置构造为直接转动该管道。
[0013] 其中,该系统进一步包括举升装置,其构造为将该管道举升到适当的位置以便该夹持装置夹持该管道。
[0014] 其中,该举升装置包括:举升机构、固定支架、活动摆臂和托轮,其中该固定支架一端固定,另一端与该活动摆臂的一端可转动连接,该托轮固定在该活动摆臂的自由端并且可转动,该举升机构一端固定且另一端与该活动摆臂可转动连接。
[0015] 其中,该充气装置构造为与夹持装置连接并彼此密封。
[0016] 其中,该系统进一步包括第一框架,其中该喷淋装置设在该第一框架上。
[0017] 其中,该喷淋装置构造为固定在特定位置或者构造为在不同位置之间移动。
[0018] 进一步,该系统还包括:至少一个图像采集装置,构造为采集喷淋后的管道的图像;以及至少一个图像处理装置,构造为处理所述图像以判断是否存在泄露缺陷。
[0019] 其中,该系统进一步包括第二框架,其中该图像采集装置设在该第二框架上。
[0020] 其中,该图像采集装置构造为固定在特定位置或构造为在不同位置之间移动。
[0021] 其中,该图像采集装置构造为获取该管道的投影图像,其中该投影图像包括沿该管道长度的边缘部分。
[0022] 其中,该图像处理装置构造为将获取该投影图像中的边缘部分的曲线,以及构造为获取该曲线的弯曲程度的数值并与预先确定的值进行对比。
[0023] 其中,该夹持装置包括承口卡盘和插口卡盘,其该承口卡盘构造为啮合该管道的承口端,以及该插口卡盘构造为啮合该管道的插口端。
[0024] 其中,该承口卡盘设有密封圈以在该承口卡盘与该管道之间形成密封,以及该插口卡盘设有密封圈以在该插口卡盘与该管道之间形成密封。
[0025] 其中,该承口卡盘的边缘部分设有凸缘,其构造为沿该边缘部分连续延伸或不连续延伸。
[0026] 其中,该插口卡盘的边缘部分设有凸缘,其构造为沿该边缘部分连续延伸或不连续延伸。
[0027] 其中,该夹持装置进一步包括第一支架,其构造为支撑该插口卡盘,以及第二支架,其构造为支撑该承口卡盘。
[0028] 其中,该第一支架构造为可沿该管道的轴线方向移动,以及该第二之间构造为固定。
[0029] 其中,该第一支架和/或该第二支架构造为可沿该管道的轴线方向移动。
[0030] 其中,该夹持装置进一步包括顶推机构,其构造为推动该承口卡盘和/或插口卡盘沿该管道的轴线方向彼此靠近。
[0031] 其中,该第一支架和该第二支架构造为包括固定的内轴、可转动的外轴和设在该内轴与外轴之间的轴承,其中该内轴与外轴同心设置,其中外轴的外圆周设有齿圈。
[0032] 其中,该承口开盘与该第二支架的外轴固定联接,以及该插口卡盘与该第一支架的外轴固定连接。
[0033] 其中,该转动装置构造为转动该第一支架和/或该第二支架的外轴。
[0034] 其中,该转动装置包括驱动电机和与该驱动电机输出轴连接的驱动齿轮,其中该驱动齿轮与第一支架和/或第二支架的外轴的齿圈啮合。
[0035] 其中,该承口卡盘和/或该插口卡盘的外圆周设有齿圈,以及该转动装置构造为直接转动该承口卡盘和/或该插口卡盘。
[0036] 其中,该转动装置驱动电机和与该驱动电机的输出轴连接的驱动齿轮,其中该驱动齿轮与该承口卡盘和/或该插口卡盘的齿圈啮合。
[0037] 其中,该充气装置与该承口卡盘和/或该插口卡盘连接并彼此密封。
[0038] 其中,该承口卡盘和/或该插口卡盘设有充气孔,以及该充气装置包括气室,其中该气室构造为与该通气孔连通并彼此密封以及构造为与气体管路连通。
[0039] 其中,该喷淋装置包括用于去除发泡液体中的气泡的机构。
[0040] 其中,该系统进一步包括报警装置,其根据该图像处理装置的信号发出报警。
[0041] 按照本发明另一方面,一种检测管道泄漏的方法,包括如下步骤:
[0042] 步骤1,将待检测管道传输到恰当的位置;
[0043] 步骤2,提升该管道到适当的位置;
[0044] 步骤3,夹持管道并密封管道两端;
[0045] 步骤4,将加压气体输入管道的内部空间;
[0046] 步骤5,使得管道绕其本身的轴线转动;
[0047] 步骤6,将发泡液体喷淋在管道的外表面上,并覆盖管道的至少部分外表面。
[0048] 进一步,该方法还包括:
[0049] 步骤7,获取管道的图像,该图像包括沿管道长度的边缘;
[0050] 步骤8,处理该图像,其中,通过识别该图像获取管道长度的边缘的曲线并获取该曲线的弯曲程度的数值;
[0051] 步骤9,将该弯曲程度的数值与预先确定的阈值进行比较,如果该数值大于该阈值,则确定该管道表面存在气泡;以及
[0052] 步骤10,在确定管道表面存在气泡的情况下,发送报警信号。
[0053] 本发明的技术效果在于,可以在线检测管道泄漏,并且检测时间短,从而可以对生产线上每个管道都进行检测,这样提高了产品的出厂质量附图说明
[0054] 图1是按照本发明一个实施例的系统的总体示意图。
[0055] 图2是举升装置的示意图。
[0056] 图3是插口卡盘的示意图。
[0057] 图4是图3中的局部示意图,示出插口卡盘的剖面。
[0058] 图5是图3中承口卡盘的示意图,示出承口卡盘的剖面。

具体实施方式

[0059] 下面结合附图描述本发明的具体实施方式。需要注意的是,在下面的描述中,揭示了许多细节,然而,这些细节仅仅是作为示例,而不是对本发明的限制。
[0060] 如图1所示,按照本发明,一种管道泄露检测系统100,包括夹持装置110、充气装置120、喷淋装置130、图像采集装置140和图像处理装置160,还包括,如图2所示,将管道10举升到恰当位置的举升装置150。下面继续参照附图描述上述装置之间的关联与运行方式。
[0061] 如图1所示,管道10在生产线上运转,通过传输装置20移动现对该系统100适当的位置,在该位置管道100能够被所述举升装置150支撑并提升。在一个实施例中,该传输装置20可以是传送带,或者,在别的实施例中,该传输装置20可以是其他任何合适类型的机构,只要满足传输管道10的功能即可。
[0062] 该传输装置20将管道10输送到与该举升装置150对应的位置时,则停止输送。例如,可以设置传感器来感应管道10是否传输到正确的位置。当感应器感应到该管道10传输到工位,则发出信号,传输装置20的控制器(图中未示出)根据该信号停止输送管道10。
[0063] 所述的控制器可以是可编程逻辑电路,包含以可执行程序方式表示的指令,该指令可以控制执行器进行动作。或者,所述控制器可以是其他类型的控制装置,如通过电气开关实现控制的装置,例如继电器,或者其他通过程序指令控制执行器的装置,例如通用或专用处理器,或者两者的结合,又或者也可以是其他类型的控制器。在一些实施例中,该控制器可以是单独的装置,而在另一些实施例中,该控制器可以特定装置的一部分,例如多功能工控机的一部分。
[0064] 在一个实施例中,可以设置电磁感应器来感应管道10。在别的实施例中,也可以采用其他类型的方式,例如光电传感器,或其他任何合适的传感器。
[0065] 在图1所示的实施例中,将两个管道10传输到各自检测工位,即,设有两个检测工位。在别的实施例中,可以仅设置一个检测工位,或者多于两个检测工位。
[0066] 该传感器的信号还发送到举升装置150的控制器(图中未示)。该控制器构造为获取所述传感器的信号后,启动该举升装置150以提升管道10。
[0067] 如图2所示,举升装置150包括举升机构152、固定支架154、活动摆臂156和托轮158。
[0068] 该固定支架154的一端固定在地面或底座(图中未示出)上,其另一端的与该活动摆臂156的一端活动连接,并且该活动摆臂156可相对该固定支架154转动。
[0069] 举升机构152,其固定在地面或者底座上,并包括固定件和活动件,所述活动件可相对该固定件移动,并且该活动件的一端与该活动摆臂156可转动连接。例如,在一个例子中,如图2所示,该活动摆臂156可设有连接孔,其中设有枢转轴,该举升结构152的活动件的一端与该枢转轴可转动连接。
[0070] 在一个例子中,该举升机构可以是液压构件,则该固定件为液压油缸,而该活动件为活塞,活塞可在液压缸内移动,并且活塞的一端与该活动摆臂可转动连接。在另一个例子中,该举升机构可以是气动构件,类似地,包括气缸和活塞,则该活塞的一端与该活动摆臂可转动连接。在又一个实施例中,该举升机构可以是蜗杆机构,通过电机转动蜗轮从而带动蜗杆上下移动,这样,该蜗杆的一端与该活动摆臂可转动连接。尽管在这里举出了举升机构的特定的例子,但是本领域技术人员能够了解,还可以采用其他类型的机构,例如电磁机构。
[0071] 如前所述,活动摆臂156的一端与该固定支架154可转动连接,其另一端为自由端。托轮158设在该自由端上,进一步,该托轮158可在该自由端转动。例如,在一个实施例中,该自由端设有枢轴,该托轮158可转动地与该枢轴连接。在一个实施例中,该托轮表面轮廓构造为与管道表面一致,也就是该托轮的表面构造为凹形,从而支撑该管道使其保持稳定。
[0072] 图2的虚线部分说明该举升机构提升活动摆臂156在抬高的位置。
[0073] 在图1所示的实施例中,对于每个管道10,使用两个分别靠近管道10端部的举升装置150。在其他的实施例中,可以使用更多沿该管道10布置的举升装置150,或者在有的实施例中,也可以使用一个举升装置150。
[0074] 进一步,该举升装置150的举升高度可调节。如在图2的实施例中,该举升机构152的行程可调节,从而实现不同的举升高度。在一个实施例中,可以预先调整举升高度,并且运行过程中不可调。而在其他的实施例中,可以适时调整举升高度。按照本说明书的教导,对于不同的类型的机构,本领域技术人员可以根据实际应用所需要的行程来调节举升高度。
[0075] 如图1所示,当该举升装置150将该管道提升到合适的位置,该夹持装置110夹紧该管道10,并且密封该管道10的两端。
[0076] 参照图3,夹持装置110包括第一和第二支架112、112′,其分别设在靠近该管道10的承口和插口,承口卡盘114、插口卡盘116分别设在该第一和第二支架112、112’上。该承口卡盘114构造为与该管道10的承口的形状对应,该插口卡盘116构造为与该管道10的插口的形状对应。该承口卡盘114和该插口卡盘116还分别设有密封圈(图中未示出)。该承口卡盘114和插口卡盘116可以分别在管道10的承口和插口、从管道10的轴线方向夹紧管道10,并且通过该密封圈形成密封。
[0077] 图5示出的实施例中,承口卡盘114的形状构造圆盘形,在其边缘或者近邻边缘设有凸起,该凸起沿着卡盘的周向连续或者不连续延伸,并且突出的高度可以根据实际应用构造。在一个实施例中,该承口卡盘114的直径可以与管道10的承口的直径相当,或者更大,或者更小。密封圈设置在该承口卡盘114与管道10之间,例如,在一个例子中,密封圈设置在管道10的外壁与所述凸起之间,或者在另一个例子中,密封圈设在所述凸起的外壁与管道10的内壁之间。在别的实施例中,该承口卡盘114可以构造为具有与管道插口类似的构造,这样密封圈可以类似于插口与承口之间密封的方式来设置。需要注意的是,该密封圈在承口卡盘114与管道10之间实现气密。
[0078] 类似地,该插口卡盘116可以构造为圆盘形,在其边缘或者邻近边缘设有凸起,该凸起沿着卡盘的周向连续或者不连续延伸,并且突出的高度可以根据实际应用构造。在一个实施例中,该插口卡盘116的直径可以与管道10的承口的直径相当,或更大,或更小。类似地,密封圈设置在该插口卡盘116与管道10之间,例如,在一个例子中,密封圈设置在管道10的外壁与所述凸起的内壁之间,或者,在另一个例子中,密封圈设在所述凸起的外壁与管道10的内壁之间。在别的实施例中,该插口卡盘116可以构造为具有类似管道承口的结构,这样,密封圈可以类似于承口与插口之间密封的方式来设置。同样,密封圈在插口卡盘116与管道之间实现气密。
[0079] 如图3所示,该第一支架112设置在底座1120上。在其他实施例中,该支架112、112’可以均设置在底座上,或者均设置在地面上。
[0080] 在图3的实施例中,该第一支架112位于靠近管道10的插口端。如图5所示,该第二支架112’位于靠近管道10的承口端。其中该第一支架112构造为可在底座1120上沿与管道10的轴线一致的方向平移,例如,在一个例子中,该底座1120设有与管道10的轴线方向一致的滑轨,该第一支架112可在滑轨上移动。并且,在支架112背向该插口卡盘116的一侧还设有顶推机构1122,其在一个例子中,可以是液压机构,在其他例子中,也可以是气动机构、机械机构或者电磁动作机构,只要能够将该第一支架112沿着该滑轨向管道10的插口端移动,并且能够施加足够的将管道夹紧在该插口和承口卡盘114和116之间。
[0081] 这种情况下,当管道10被举升到位时,管道10的承口与承口卡盘114对准,同时管道10的插口与插口卡盘116对准。顶推机构1122推着支架112以及插口卡盘116朝向该管道10的插口移动,而支架112’与承口卡盘114固定不动。当插口卡盘116与该管道10的插口接触之后,管道10在插口卡盘116的推动下朝向该承口卡盘114移动,并且与该承口卡盘114顶紧,密封圈在管道10的承口与该承口卡盘114形成气密。当管道10的承口被顶推到位后,即如上述的与该承口卡盘114紧紧抵靠并且密封圈形成气密,该顶推机构1122继续推进该插口卡盘116与管道10的插口顶紧,并且密封圈在管道的插口与该插口卡盘116之间形成气密。
[0082] 在图3-5示出的实施例中,该夹持装置110还构造为可以绕管道10的轴线转动该管道10。在图示的实施例中,该承口卡盘114和该插口卡盘116分别构造为可分别在第一支架112和第二支架112’上围绕自身的轴线转动。
[0083] 为此,参照图4,在一个,该第一支架112设有固定的内轴1124,其与该插口卡盘116的轴线一致,以及在该内轴1124的圆周上设有可以转动的外轴1126,所述内轴与外轴之间通过轴承连接,该外轴1126与该内轴1124构造为同心,即,也与该插口卡盘116的轴线一致。该外轴1126可以在该内轴的外表面上围绕其自身的轴线转动。在图4示出的例子中,该插口卡盘116与该外轴固定连接,例如,通过螺栓连接,并且该插口卡盘116的轴线与该外轴的轴线保持一致。这样,该插口卡盘116可在该支架112上转动。
[0084] 类似地,如图5所示,该第二支架112’也设有固定的内轴1124’,其与该承口卡盘114的轴线一致,并且在该内轴1124’的圆周上设有可以转动的外轴1126’,所述内轴与外轴之间通过轴承连接,该外轴1126’与该内轴1124’构造为同心,即,也与该承口卡盘114的轴线一致。该外轴1126’可以在该内轴1124’的外表面上围绕轴线转动。在一个例子中,该承口卡盘114与外轴1126’通过,例如螺栓,固定连接。这样,该承口卡盘114可在该支架112’上转动。
[0085] 在图示的实施例中,该承口卡盘114与该外轴1126’在侧面固定连接,同样,该插口卡盘116与该外轴1126在侧面固定连接。
[0086] 尽管在上面的实施例中,将该第一支架描述为可移动,而第二支架描述为固定,然而,在别的实施例中,本领域技术人员能够了解,该第一支架可以保持固定,而第二支架构造为可移动,或者在又一些实施例中,该第一和第二支架均构造为可移动。
[0087] 为了驱动该外轴1126、1126’转动,在至少一个外轴的外圆周表面固定设置设有齿圈1128。在一个例子中,该齿圈1128与外轴1126构造为过盈配合。在这种情况下,齿圈1128可以通过冷装法或热装法与该外轴1126不可拆卸连接,或者也可以采用本领域公知的其他方法。在另一个例子中,该齿圈1128与该外轴1126构造为过度或者间隙配合。在这种情况下,该齿圈1128可通过固件(图中未示出)与该外轴1126可拆卸或者不可拆卸连接。
[0088] 或者,在另一个实施例中,在外轴1126的外圆周表面上形成齿,这样,外轴1126本身构造为齿圈。例如,在一个例子中,可以通过滚齿方法形成齿,或者,在另一个例子中,可以通过铣削加工的方式形成齿,或者还可以使用其他合适的机加工方式,或非机加工方式,例如增材制造方式。
[0089] 在图3和5所示的实施例中,该两个外轴1126、1126’均构造为在其外圆周表面具有齿圈1128、1128’。然而,本领域技术人员能够了解,在别的实施例中,可以仅在一个外轴上设有齿,或者,将单独的齿圈固定在一个外轴的外圆周表面上。
[0090] 驱动齿轮30与齿圈啮合,以驱动齿圈转动,从而带动该卡盘转动。驱动电机40驱动该驱动齿轮30转动。注意,如图3所示,在一个例子中,仅在一个齿圈设置该驱动电机和驱动齿轮,然而,在其他的例子中,可以在两个齿圈均设置驱动电机和驱动齿轮。本领域技术人员能够理解,在驱动电机与驱动齿轮之间可以设置齿轮箱或其他类型的减速机,如图3所示。
[0091] 尽管在上面的描述中,将齿圈设在外轴上,然而,本领域技术人员能够认识到,类似地,可以直接在该承口卡盘和/或插口卡盘的外圆周设置齿圈,例如设置单独的齿圈或直接在插口卡盘的外圆周形成齿。
[0092] 另外,尽管在上面的实施例中,通过驱动电机和驱动齿轮驱动齿圈转动,然而,本领域技术人员能够认识到,还可以通过其他合适的方式来驱动齿圈。例如,在一个例子中,可以通过电机驱动蜗杆而驱动齿圈转动。
[0093] 进一步,尽管在上面的实施例中,在管道10的两端设置驱动机构,其由驱动电机、驱动齿轮和齿圈构成,然而,在别的实施方式中,可以通过其他方式驱动管道10转动。
[0094] 当卡盘将管道夹紧并且密封之后,向管道10的内部充加压气体。为此,如图5所示,在承口卡盘114设有充气孔1142,并且密封连接加压气体管路。例如,在图5所示的例子中,设有气室1220,其与该充气孔1142连通,进而与管道10的内部连通,并且,气室1220还与气体管路连通,从而接收加压气体。具体地,在一个例子中,气室1220构造为腔体,例如,可以为内部中空地圆柱形腔体,其一端设有突出部1222,该突出部1222可插入个该承口卡盘114的充气孔1142,并且与该充气孔之间形成密封。该气室1220的另一端设有可与管路连接的孔。在一个例子中,该气室可以构造为与该承口卡盘一起转动。
[0095] 需要注意的是,尽管在上面的实施例中,在承口卡盘114设置通气孔,然而,本领域技术人员能够理解,根据实际应用的需要,也可以在插口卡盘设置类似的充气孔,参照图1。
[0096] 再次参照图1,如前所述,加压气体管路120构造为连通管道10的内部,并且在管路上设有压力传感器,还可以连接压缩气体储存罐,这些器件在图中未示出,。在别的例子中,也可以采用其他的方式向管道10的内部输送压缩气体。通常,所述的加压气体可以是压缩空气,或者,是其他任何适当的气体,例如氮气或氦气,只要其不溶于下文描述的发泡液体即可。
[0097] 继续参照图1,至少一个喷头130设置为靠近管道10,其用于将发泡液体喷淋在管道10的外表面。在图1所示的实施例中,在检测系统的工位设有第一框架50,喷头130设在该第一框架50上,位于该管道10的上方。在图1的实施例中,沿管道10的长度方向设有多个喷头。然而,在其他上述两种,可以设置一个可移动的喷头,其构造为沿着该管道的长度方向往复运动,从而实现将发泡液体喷淋到管道10的外表面。
[0098] 另外,尽管在图1的实施例中,该喷头示为设置在管道10的上方,然而,本领域技术人员能够认识到,该喷头也可设置在管道10的侧方,只要能够实现将发泡液体喷淋到管道10的外表面即可。
[0099] 另外,该喷头与管道之间的距离也可以根据实际情况调节,以从该喷头喷出的液体最佳地覆盖管道表面。
[0100] 需要注意的是,所述的喷头设有清除气泡的机构(图中未示),其用于清除发泡液体中的气泡,这样,当发泡液体被喷淋到管道10的表面上之后,其本身不存在泡沫。该机构可以为已知的任何合适的装置,包括必要的设备,如滤网、阀门以及传感器,或者控制器。
[0101] 由上面的描述能够理解,本发明通过将管道10的两端夹紧密封,使得管道10的内部形成密闭的空间。然后将加压气体输送到管道内部,使得管道内部呈高压状态。此时,如果管道的管壁存在缺陷导致漏气,则由于在管道的外表面存在发泡液体,这样就会在管道的外表面上出现气泡。由此,也可以理解,在喷淋发泡液体之前清除其中的气泡是为了避免干扰。
[0102] 在一个实施例中,该发泡液体是一种或多种化学品的溶液,例如表面活性剂的水溶液,或者以其他液体为溶剂的溶液。该溶液能够在气体的作用下形成气泡,只要这个气体不溶于该溶液即可。所述的表面活性剂可以包括,但不限于:阴离子表面活性剂,如硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠;阳离子表面活性剂,如季铵化物;两性离子表面活性剂,如卵磷脂、基酸型、甜菜型;以及非离子表面活性剂,如烷基葡糖苷、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯。
[0103] 如图1所示,图像采集装置140设置在管道10的上方,并且与该喷头130的位置错开,即,喷头130的位置设置为不会干扰图像采集装置140获取图片。类似地,该图像采集装置140也可以设置在第一框架50上。
[0104] 在一个实施例中,该图像采集装置140可以包括摄像头,还可以包括闪光灯或其他照明装置。在图1的例子中,沿管道10的长度方向设置多个图像采集装置140,其中该图像采集装置140的位置固定,这种情况下,每个图像采集装置140获取沿着管道长度方向的一部分管道的图像,从而共同获取管道长度上的全部图像。可以根据摄像头的镜头类型和规格以及摄像头与管道10之间的距离,调节每个摄像头获取的管道的图像的范围。在一个例子中,可以整体调节管道与全部图像采集装置140之间的距离,或者,在进一步的例子中,可以独立调节每个图像采集装置140与管道之间的距离,或者,在又一个例子中,是前述两种方式的组合。此外,在一个例子中,摄像头可以采用变焦镜头,或者,在另一个例子中,摄像头可以采用定焦镜头。
[0105] 例如,在图1所示的实施例中,还设有第二框架60,图像采集装置140可设置在该第二框架60上。在一个例子中,该第二框架60可构造为可相对管道移动,从而改变与该管道之间的距离。这样,可以整体调节全部图像采集装置140与管道之间的距离。进一步,在该第二框架60可设有可调节底座,一些或者全部图像采集装置140可安装在底座上,例如,以可拆卸的方式。这样,可以单独调节安装在该底座上的图像采集装置140与管道10之间的距离。这样的优点是,在摄像头的规格不变的情况下,通过调节与管道之间的距离,获取包括更多细节或者更大范围的图像。可以调节图像采集装置140的获取图像的频率以及管道10的转速以获取管道全部圆周的图像。
[0106] 在其他的例子中,图像采集装置140可以设置为可沿着该管道的长度方向往复运动。这种情况下,可以采用较少的图像采集装置140,通过移动图像采集装置来获取管道全部长度和圆周的图像。或者,可以根据每个图像采集装置140获取的管道图像的范围、图像采集装置移动的速度、获取图像的频率和管道转动的转速来确定适当的图像采集装置140的数量,以获取管道全部长度的图像。并且,可以调节图像采集装置140获取的图像范围(例如通过可变焦距镜头)、移动速度、获取图像的频率以及管道的转速来获取管道长度和/或圆周上的全部或者局部图像。进一步,类似地,可以整体或者单独调节图像采集装置140与管道10之间的距离,或者两者结合。
[0107] 另外,可以为每个或者一些图像采集装置140设置照明灯和散热扇(图中未示出),以便适应光线条件以及连续运行。
[0108] 并且,本领域技术人员能够理解的,在一个实施例中,该图像采集装置获取的图像实际上是管道在摄像头的感光器件上的投影图像,即二位平面图像,而非三维立体图像。
[0109] 每个图像采集装置140均与图像处理装置160电连接,从而将所获取的管道的每个图像传输到该图像处理装置160。如本领域技术人员能够认识到的,图像采集装置140与图像处理装置160之间的通信可以采用有线或者无线方式,可以直接连接也可以间接连接。例如,在一个例子中,图像采集装置140与图像处理装置160可以使用线缆连接,如双绞线、同轴电缆等,或者在另一个例子中,图像采集装置140与图像处理装置160可以通过蓝牙或者WIFI连接。又例如,在一个例子中,图像采集装置140与图像处理装置160直接通信以传递数据,比如,通过蓝牙配对传输,或者,例如,或者均连接到同一网络,例如局域网络,或者互联网的虚拟私有网络。需要注意的是,上面提到的具体方式仅仅是作为示例,本领域技术人员能够运用适当的方式使得图像采集装置140与图像处理装置160之间通信。
[0110] 另外,本领域技术人员能够认识到,还可以设置额外的控制装置142,其与全部或者部分图像采集装置140连接以控制这些图像采集装置140获取管道图像。以及,本领域技术人员能够认识到,该第一和第二框架可以分别设有控制机构,以控制该第一和第二框架的运动。进一步,本领域技术人员还可以认识到可以设置控制器以控制该第二框架的可调节底座的动作。然而,本领域技术人员根据本说明书的教导和已知技术,并且结合实际应用能够确定这些控制机构、控制装置和/或控制器的位置和/或各自的连接方式。
[0111] 图像处理装置160对收到的图像进行处理,这些图像包括沿管道长度方向的边缘部分。图像处理装置160构造为识别出所述边缘部分的曲线,并且得到曲线的弯曲程度的数值。该图像处理装置160进一步构造为将获取的弯曲程度的数值与预先确定的阈值进行对比,如果弯曲程度的数值大于该阈值,则确定管道表面存在气泡,也就是管道存在泄漏。此时,该图像处理装置160向报警装置发出信号,进而该报警装置发出警告。另外,该图像处理装置160也可以记录管道的编号以便后续处理。
[0112] 图像处理装置160可以构造为包括硬件软件,例如,通信接口,其包括但不限于,通信芯片、电路板和必要的电气元件,又例如计算单元,包括通用计算单元和专用计算单元,比如处理器等,以及必要的外围电路,以及,必要的计算软件包括特定的程序指令,以控制硬件处理图像。这些硬件和软件是可以通过商业途径获得的。
[0113] 此外,可以采用一个或多个图像处理装置。例如,全部的图像采集装置可以连接到一个图像处理装置,或者,每个图像采集装置均连接各自的图像处理装置,又或者,某一些图像采集装置构成的组连接到一个图像采集装置,并且可以包括多个这样的组。
[0114] 另外,如前所述,在图1的实施例中,有两个工位同时对两个管道进行检测。这种情况下,在一个例子中,可以分别为两个工位各自部署一套上述的系统,例如,可以分别为每个工位设置举升装置、夹持装置、转动装置、充气装置、喷淋装置、图像采集装置和图像处理装置,或者,在另一个例子,中,两个工位可以共享某些装置,例如,每个工位部署独立的夹持装置,以及分别独立连接加压气体管路,然而,两个工位可以共用喷淋装置、图像采集装置和图像处理装置,也可以仅采用一个举升装置,这些装置可以构造为可在两个工位之间移动。或者,对于两个工位,喷淋装置、图像采集装置和图像处理装置保持在一个工位固定不动,夹持装置构造为夹持管道在两个工位之间移动,从而,例如在一个工位夹持并且充气,而在另一个工位喷淋和采集图像。又,或者,在多个工位分别设置充气装置、喷淋装置、图像采集装置,夹持装置将管道移动到各个工位已分别完成充气、喷淋和图像采集。
[0115] 需要说明的是,本领域技术人员能够了解,在其他的实施例中,还可以别的图像识别方式,例如,通过识别管道10表面的反光点,只要能够判断出管道表面存在气泡即可。
[0116] 由上可知,本发明还包括一种检测管道泄漏的方法,包括如下步骤:
[0117] 步骤1,将待检测管道传输到恰当的位置;
[0118] 步骤2,提升该管道到适当的位置;
[0119] 步骤3,夹持管道并密封管道两端;
[0120] 步骤4,将加压气体是输入管道的内部空间;
[0121] 步骤5,使得管道绕其本身的轴线转动;
[0122] 步骤6,将发泡液体喷淋在管道的外表面上,并覆盖管道的至少部分外表面;
[0123] 步骤7,获取管道的图像,该图像包括沿管道长度的边缘;
[0124] 步骤8,处理该图像,其中,通过识别该图像获取管道长度的边缘的曲线并获取该曲线的弯曲程度的数值;
[0125] 步骤9,将该弯曲程度的数值与预先确定的阈值进行比较,如果该数值大于该阈值,则确定该管道表面存在气泡;
[0126] 步骤10,在确定管道表面存在气泡的情况下,发送报警信号。
[0127] 需要注意的是,上述步骤尽管以某个顺序描述,然而,本领域技术人员能够理解,这些步骤之间可能是先后进行的,也可能是同时进行的,例如,步骤1和2先后进行,而步骤6和7可以同时进行。
[0128] 另外,本领域技术人员还能够理解,这些步骤可以循环或迭代。例如,对于一批管道,步骤1和2可以是循环进行的,例如,可以将一根管道传输到位并举升,再将另一管道传输到位并举升。又例如,在对管道采集图像时,可以将采集完的图像上进行处理,然后立刻采集下一张图像,或者,采集到的多个图像可以并行处理。
[0129] 在上面的描述中,阐述了本发明的技术方案的细节,然而,本领域技术人员能够了解,本发明不限于上述实施例所列出的具体细节,而是可以在权利要求所限定的范围内变化。
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