[发明专利]一种复合探测式水下机器人焊缝缺陷检测装置

说明书

本发明涉及用于海洋平台焊缝的复合探测式水下机器人焊缝缺陷检测装置。本发明为检测和定位水下焊缝缺陷及具体位置，为海洋平台维护提供准确的数据。其技术方案：主体由仿鱼雷流线型壳体、螺纹伸缩连杆系统、转向齿轮系统和连杆开闭系统组成，在壳体上端安有螺纹伸缩连杆，其顶端安有CCD摄像机采集图像信号；在壳体前端安有连杆开闭系统，连杆前端安有超声波阵列探头采集超声波扫描信号；由控制器控制两套检测装置的启动；信号分析定位系统置于壳体内，对信号进行分析、处理和计算；当检测到缺陷特征波形时，由GPS定位模块将坐标位置传到存储器记录，达到检测目的。本装置能提高检测的准确度和安全性，控制性强，降低了操作难度。

技术领域

本发明涉及一种用于海洋平台水下焊缝缺陷复合检测，是一种利用螺纹伸缩及连杆开闭结构实现机械运动，利用图像信号和超声波阵列探头复合作用达到检测目的的复合探测式水下机器人焊缝缺陷检测装置，用于海洋石油勘探开发领域。

背景技术

随着科技的迅猛发展，对能源的需求也越来越大。占地球表面积71％的海洋是人类赖以生存和发展的四大战略空间——陆、海、空、天中继陆地之后的第二大空间，是能源、生物资源和金属资源的战略性开发基地，不但是目前最现实的，而且也是最具发展潜力的空间。海洋将成为人类可持续发展的重要基地，水下机器人从20世纪后半叶诞生起，就伴随着人类认识海洋、开发海洋和保护海洋的进程不断发展。在人类争相向海洋进军的21世纪，水下机器人作为人类探索和开发海洋最重要的工具必将得到空前的重视和发展。近年来，随着我国能源战略的调整,海洋平台作为海上油气开发的重要手段得到充分的重视，海洋平台的安全性也越发引人关注。焊缝缺陷可以说是海洋平台最致命的安全危害，可导致环境污染甚至人员伤亡。海洋平台在水下部分环境具有高盐度、高腐蚀性、高湿度及难以检测的特点，易受海水侵蚀产生焊缝缺陷。目前行业内对海洋平台水下部分的检测多采用ROV(Remote Operated Vehicle有缆式水下机器人)进行水下焊缝检测，这样不仅检测效率低下，而且缆绳在一定程度上限制了ROV的活动范围，同时缆绳的断裂也会造成机器人的丢失。随着海洋石油的发展，AUV(Autonomous Underwater Vehicle无缆自治式水下机器人)必将得到广泛的应用。

许多沿海国家特别是发达国家都致力于水下机器人技术的研究和相关产品的开发。上海交通大学研制的“海马号”水下机器人，可实现海底作业，缺点是采用的有缆式结构，限制了活动范围；美国BluefinRobotics公司研制的“蓝鳍金枪鱼-21”自主式水下航行器采用全封闭式结构利用图像信号进行水下检测，缺点是水下图像信号可检测区域因水下环境受限；深海电磁场检测系统装置(中国专利：2016108261475)利用了电磁场检测方法，缺点是自主控制性不强，且受缆绳限制活动区域。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有技术不足，检测和定位水下焊缝缺陷，确定焊缝缺陷在水下的具体位置，为海洋平台的维护提供准确的数据，特提供一种复合探测式水下机器人焊缝缺陷检测装置。

本发明利用DSP图像信号处理及超声波脉冲反射原理，通过控制器控制电机转动由螺纹伸缩连杆系统、转向齿轮系统、连杆开闭系统、分别打开CCD摄像机采集图像信号和超声波阵列探头采集超声波扫描信号，达到检测焊缝缺陷目的。