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小口径管道无缆型超声波检测系统总体设计及实验研究

作　者: 朱玉芳
导　师: 施祖康
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 管道检测机器人超声波检测小口径石油管道液压系统
分类号: TB559
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 315次
引　用: 5次
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内容摘要

结合小口径在役石油管道检测机器人的研制，全面阐述了小口径无缆型超声波检测机器人技术。介绍小口径管道无缆型超声波检测机器人的总体方案，并分别设计了其三个分系统：管内超声波检测系统、管外液压控制系统及管外计算机数据分析系统。为模拟检测机器人的实际工作环境，在实验室条件下，设计了实验用检测机器人的结构和实验室液压控制回路。在实验室内对提出的检测方案进行了实验，实验结果表明检测方案是完全可行的，其检测精度达到了国内先进水平。并对检测过程中出现的问题进行了系统的分析，总结出了影响机器人检测精度的若干重要因素，提出了解决异常情况的方案。论文最后对以后的研究工作进行了展望。

全文目录

中文摘要  2-3
英文摘要  3-7
1 绪论  7-17
  1．1 引言  7-8
  1．2 国外管道检测机器人技术  8-10
    1．2．1 介质压差驱动的管道检测机器人  8-9
    1．2．2 具有自主行走能力的管道检测机器人  9-10
  1．3 国内管道检测机器人技术  10-12
  1．4 管道检测机器人的发展趋势  12-13
    1．4．1 灵活可靠的行走机构  13
    1．4．2 智能化的传感器系统  13
    1．4．3 高度自治的控制系统  13
    1．4．4 高精度的定位系统  13
    1．4．5 高性能的电源  13
  1．5 小口径管道超声波无损检测机器人技术  13-16
    1．5．1 小口径管道无损检测对管道检测机器人的要求  14-15
    1．5．2 小口径管道无缆型超声波检测机器人的研究内容  15
    1．5．3 小口径管道无缆型超声波检测机器人的技术难点  15-16
  1．6 论文研究内容  16-17
2 小口径管道超声波检测实验系统总体设计  17-29
  2．1 引言  17
  2．2 管道检测实验系统总体设计关键问题  17-18
  2．3 实验室管道检测系统总体结构  18
  2．4 检测手段及其工作原理  18-20
  2．5 超声波探头  20-23
    2．5．1 探头结构  20-21
    2．5．2 探头晶片尺寸的选择  21-23
    2．5．3 频率的选择  23
    2．5．4 检测系统中探头个数及检测方式  23
  2．6 超声波探伤仪  23-25
  2．7 检测系统能源供给  25-28
    2．7．1 检测机器人供给能源选择  25-26
    2．7．2 检测机器人能源类型选择  26-28
  2．8 小结  28-29
3 管内超声波检测机器人结构研究  29-36
  3．1 引言  29
  3．2 管内检测机器人结构设计  29-31
  3．3 管内超声检测机器人定位系统的研究  31-33
    3．3．1 定位方法  31
    3．3．2 定位系统计数原理  31-32
    3．3．3 里程轮驱动方式的选择  32-33
  3．4 检测过程中的信号传递  33-35
  3．5 小结  35-36
4 管道检测机器人试验用液压系统的研究  36-53
  4．1 引言  36
  4．2 试验用液压回路的结构和参数  36-38
  4．3 试验用液压控制系统工作原理  38
  4．4 压力、流量设计和计算  38-39
    4．4．1 管内压力油的流量计算  38-39
    4．4．2 管内最小压力差的计算  39
  4．5 行走阻力的计算  39-43
    4．5．1 直线行走部分所受到的行走阻力计算  39-40
    4．5．2 检测机器人在弯管部位内行走阻力计算  40-43
  4．6 运动参数设计及计算  43-45
    4．6．1 管内液压油流量的计算  43
    4．6．2 进、出油口压力差计算  43-45
  4．7 管外液压流量控制系统  45-50
    4．7．1 实现检测机器人在管内循环运动的控制过程  45-46
    4．7．2 检测机器人进入管道时的控制  46-47
    4．7．3 检测机器人正常工作时的循环控制  47
    4．7．4 控制部分电路设计及部件选择  47-50
  4．8 机械部分结构设计及部件选用  50-52
    4．8．1 泵站  50
    4．8．2 阀的选用  50
    4．8．3 联结软管的选择  50-51
    4．8．4 其它管路附件  51
    4．8．5 截止阀的设计  51-52
  4．9 小结  52-53
5 检测样机的实验研究  53-64
  5．1 引言  53
  5．2 实验系统及实验条件  53-54
  5．3 实验内容及结果  54-56
    5．3．1 实验内容  54
    5．3．2 实验结果  54-55
    5．3．3 检测方案可行性分析  55-56
  5．4 实验中出现的异常情况及原因分析  56-63
    5．4．1 探头距管壁距离及角度的改变对检测的影响  56-59
    5．4．2 反射镜与探头轴线夹角对检测的影响  59-62
    5．4．3 同轴度的影响  62
    5．4．4 其它因素对检测的影响  62-63
  5．5 异常情况的解决方案  63
  5．6 小结  63-64
6 结论  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-70

小口径管道无缆型超声波检测系统总体设计及实验研究

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