空间曲线型微细管道曲率检测器

研制了一种适于空间曲线型微细管道的曲率检测器。该检测器主要由激光光源、关节、PSD传感器三部分组成。在管道内壁的约束作用下,出射激光和PSD传感器的中轴线的夹角将随着管道曲率的变化而变化。根据光学三角原理,可以求出该夹角的大小,然后结合检测器的结构参数可以计算出管道相应位置的曲率半径。该曲率检测器的总长度为34mm,重约为6g。在微型管道机器人的驱动下,可以实现微细管道的曲率半径测量及其中轴线的三维描述,对管道曲率半径的相对测量精度达到±2%。

基于位置传感器的微细管道内表面无损检测

基于位置传感器(PSD)的特性,提出了一种长距离曲线型微细管道内表面形貌无损检测技术,开发了相应的管道内表面形貌检测器.激光束经过2次反射后,在管道内壁上形成细小的光斑.该光斑被二维PSD接收,产生4路电流信号.根据这些信号和检测器的结构参数,可以计算出对应光斑在局部三维坐标中的位置.反射镜在微型马达带动下旋转1周,使激光束完成1个管道截面环的扫描,从而得到该截面上所有采样点的相对坐标.最后对测量数据进行分割、拟合等处理,重构出截面环的形状,得到该截面处的管道半径以及缺陷情况.在微型管道机器人的带动下,可以对整条管道进行检测和三维重构.根据该技术开发的检测系统,可以实现内径在9.5～10.5 mm、曲率半径大于100 mm的曲线型长距离微细管道内表面的检测,对管道内壁缺陷的测量精度达到±0.1 mm.