[发明专利]一种基于铁氧体涡流热成像的钻杆螺纹检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于铁氧体涡流热成像的钻杆螺纹检测装置，其特征在于，包括固定钻杆(12)的旋转固定装置，所述旋转固定装置旁设置有感应线圈，所述感应线圈内设置有锰锌铁氧棒(14)，所述感应线圈的两端固定在交流加热装置(8)上，所述感应线圈的两端与交流加热装置(8)电连接；所述交流加热装置(8)固定在竖直的第一直线移动模组的滑块上，所述第一直线移动模组固定在水平的第二直线移动模组的滑块上；所述第一直线移动模组和第二直线移动模组的步进电机(4)均与电机驱动器(3)电连接，所述电机驱动器(3)与控制器(2)电连接；所述旋转固定装置的上方设置有红外热成像仪(15)，所述控制器(2)和红外热成像仪(15)均与PC端(1)电连接。

2.根据权利要求1所述的基于铁氧体涡流热成像的钻杆螺纹检测装置，其特征在于，所述旋转固定装置包括两对滚轮(13)，每对所述滚轮(13)相互啮合，两对所述滚轮(13)安装在同一直线上，每对所述滚轮(13)均通过三相异步电机(11)驱动，所述三相异步电机(11)与控制器(2)电连接。

3.根据权利要求1所述的基于铁氧体涡流热成像的钻杆螺纹检测装置，其特征在于，还包括循环水箱(6)，所述循环水箱(6)通过水泵与交流加热装置(8)连接，所述水泵与控制器(2)电连接，所述交流加热装置(8)与交流加热电源(5)电连接。

4.根据权利要求1所述的基于铁氧体涡流热成像的钻杆螺纹检测装置，其特征在于，所述感应线圈的两端通过空心铜管(9)与交流加热装置(8)电连接。

5.根据权利要求1所述的基于铁氧体涡流热成像的钻杆螺纹检测装置，其特征在于，所述感应线圈为均匀的多匝结构环绕在锰锌铁氧棒(14)外围。

6.根据权利要求1所述的基于铁氧体涡流热成像的钻杆螺纹检测装置，其特征在于，所述锰锌铁氧棒(14)的端部与钻杆(12)的螺纹(10)的边沿拟合。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述的基于铁氧体涡流热成像的钻杆螺纹检测装置的螺纹缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：向PC端(1)输入需检测的钻杆(12)的螺纹参数，螺纹参数包括螺距、螺径和牙型；

S2：根据螺距、螺径和牙型生成第一直线移动模组、第二直线移动模组的移动路径和三相异步电机(11)驱动滚轮(13)的旋转速度，确保钻杆(12)在旋转过程中，锰锌铁氧棒(14)能贴合螺纹(10)表面沿钻杆(12)轴向移动移动；

S3：钻杆(12)放置在两对滚轮(13)上，并确保锰锌铁氧棒(14)与螺纹底部(16)之间间隔一定间隙；

S2：三相异步电机(11)驱动滚轮(13)旋转，带动钻杆(12)绕轴线旋转，交流加热装置(8)向感应线圈施加激励，锰锌铁氧棒(14)的尖端形成涡流，加热螺纹(10)的表面，红外热成像仪(15)记录螺纹(10)表面的温度变化；

S5：将开始检测时未进入螺纹(10)检测区域的温度作为对比温度；

S6：进入检测区域后，红外热成像仪(15)将每一帧检测出的温度与对比温度进行对比；

S7：若检测出螺纹(10)上某处的温度大于对比温度一定阈值H，则此处位置开始出现缺陷(18)，此处位置为缺陷(18)起始位置，反之则未出现缺陷(18)；

S8：若检测出螺纹(10)上某处的温度小于对比温度一定阈值h，则此处位置为缺陷(18)中间位置，反之则未出现缺陷(18)；

S8：将缺陷(18)中间位置两侧相邻的两个缺陷(18)起始位置作为一个完整缺陷(18)的两端，两个缺陷(18)起始位置之间的长度为该完整缺陷(18)的长度，并标记出缺陷(18)在螺纹(10)表面的位置；

S9：采用缺陷(18)起始位置的温度与对比温度差值的大小，判断缺陷(18)尺寸的大小，缺陷(18)起始位置的温度与对比温度差值越大，缺陷(18)尺寸越大，反之则缺陷(18)尺寸越小。