CN101685063B - 管道变径检测装置的变径检测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变径检测器(4)，该变径检测器包括：底座(41)、测臂(42)和角度传感器(43)，所述测臂(42)包括臂部(421)、固定部(422)和安装部，所述安装部位于所述臂部(421)和所述固定部(422)之间，所述安装部与所述底座(41)枢轴连接，角度传感器用于检测测臂相对于底座枢轴转动的角度。本发明还提供了一种管道变径检测装置，其中该管道变径检测装置使用上述变径检测器。该变径检测器无需设置积算盘等结构，而且直接通过角度传感器来检测臂部相对于底座枢轴转动的角度，从而可以直接地计算出管道的直径变化，因此准确度较高。

Description

管道变径检测装置的变径检测器

技术领域

本发明涉及一种变径检测器，更具体地说，涉及一种用于对流体的长输管道进行变径检测的管道变径检测装置的变径检测器；本发明还涉及一种具有所述变径检测器的管道变径检测装置。 

背景技术

通过管道对石油、天然气等流体进行输送已成为国内外能源输送的主要方式。管道一旦发生事故，不仅会造成巨大的经济损失，对周边环境等也会产生严重的后果。因此，准确、有效的管道检测装置对确保管道的正常运行具有重要作用。管道内的检测装置包括磁漏检测装置和变径检测装置等。磁漏检测装置主要用于检测管道内壁上因腐蚀等而产生的缺陷，变径检测装置则主要用于检测因为管道壁因疲劳、碰撞等而产生凹凸、机械变形等径向变化。管道变径检测装置通常包括腔体、数据处理装置、与该数据处理装置电连接并通常设置在所述腔体的后端的变径检测器和沿着该腔体的轴向固定在该腔体的外圆周上的多个皮碗。所述皮碗用于将管道变径检测装置支撑在管道内，并在管道内流动的流体的推动下使得管道变径检测装置在管道内流动。在该流动过程中，所述变径检测器对管道内壁各点的直径进行测量，并将该测量结果存储到数据处理装置内。 

该变径检测器通常为伞形支架结构，包括沿腔体的径向延伸的多个测臂，该测臂一端枢轴连接在该腔体轴线方向的支架上，另一端与管道内壁接触，并且每个所述测臂都和一个积算盘枢轴连接，该积算盘设置在被所述多个测臂围绕的中心位置。从而当管道某部位的直径发生变化时，与该部位接触的测臂相对于所述支架发生枢转，从而带动所述积算盘发生位移。通过检 测该积算盘的位移方向和位移量来计算出测臂在各部位的枢转的角度，从而可以得到各个部位相应的管道直径，从而能够检测出管道的变径缺陷。 

可以看出，该变径检测器的结构比较复杂，而且是通过积算盘的位移情况间接地计算管道的直径变化，因此该变径检测器的准确度较低。 

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种管道变径检测装置的变径检测器，该变径检测器结构比较简单，而且准确度较高的。 

本发明的另一目的在于提供一种管道变径检测装置，该管道变径检测装置结构比较简单，而且准确度较高的。 

根据本发明的一个方面，提供一种变径检测器，该变径检测器包括：底座、测臂和角度传感器，所述测臂包括臂部、固定部和安装部，所述安装部位于所述臂部和所述固定部之间，所述安装部与所述底座枢轴连接，所述角度传感器用于检测所述测臂相对于所述底座枢轴转动的角度。 

根据本发明的另一个方面，提供一种管道变径检测装置，该管道变径检测装置包括腔体、数据处理装置、与该数据处理装置电连接的多个变径检测器和沿着该腔体的轴向固定在该腔体的外圆周上的多个皮碗，所述数据处理装置用于存储所述变径检测器所检测的信号，其中，所述变径检测器为上述变径检测器，所述多个变径检测器设置在所述腔体的外圆周上，其中所述底座固定在所述腔体上，所述固定部与所述腔体弹性连接。 

在根据本发明提供的变径检测器中，无需设置积算盘等结构，而且直接通过所述角度传感器来检测所述臂部相对于所述底座枢轴转动的角度，从而可以直接地计算出管道的直径变化，因此准确度较高。 

在根据本发明提供的管道变径检测装置中，由于采用了上述变径检测器，因此结构比较简单、准确度较高。 

附图说明

图1是根据本发明的管道变径检测装置的结构示意图，其中该管道变径检测装置采用了根据本发明的管道变径检测器； 

图2是根据本发明的变径检测器的立体结构示意图； 

图3是图2所示的变径检测器的正视图； 

图4是图3所示的变径检测器的左侧视图； 

图5是图3所示的变径检测器的一部分的局部剖视图。 

具体实施方式

下面将参考附图来详细说明本发明的具体实施方式。 

一方面，本发明提供了一种管道变径检测装置的变径检测器4。如图1至图5所示，所述变径检测器4包括：底座41、测臂42和角度传感器43，所述测臂42包括臂部421、固定部422和安装部(图中未显示)，所述安装部位于所述臂部421和所述固定部422之间，所述安装部与所述底座41枢轴连接，所述角度传感器43用于检测所述测臂42相对于所述底座41枢轴转动的角度。 

使用时，将所述底座41固定在所述腔体1上，将所述测臂42的固定部422与所述腔体1固定连接，因此臂部421的末端始终与管道内壁接触。当管道直径发生变化时，该测臂42便相对于所述底座41枢轴转动，所述角度传感器43检测该枢轴转动的角度，从而可以通过该角度计算出该位置管道直径的变化。该变径检测器4通过角度传感器43直接测量测臂42相对于底座41枢轴转动的角度，因此其检测结果比较准确。而且，该变径检测器4无需积算盘等结构，因此结构比较简单。此外，所述多个变径检测器4只需沿周向设置在所述腔体1的外圆周上，而无需占用腔体1所在的中间位置，从而特别适用于设置在腔体1的轴向两端的中间位置。

所述角度传感器43可以采用本领域公知的各种测量角度变化的传感器。并且可以根据所述角度传感器的类型来选择其安装位置，例如，所述角度传感器可以安装在所述底座41、安装部、臂部421或固定部422上。优选情况下，所述角度传感器43为旋转差动变压器，这种类型的角度传感器的测量精度比较高。此时，将该旋转差动变压器类型的角度传感器43与所述测臂42固定连接，例如，可以所述角度传感器43与所述安装部、臂部421或固定部422固定连接。从而所述角度传感器43随着所述测臂42相对于所述底座41转动，该转动的角度便是测臂42相对于底座41枢轴转动的角度。 

可以采用本领域公知的各种枢轴连接方式使测臂42与底座41枢轴连接，例如采用轴承、轴套等。作为一种具体的实施方式，该变径检测器4还包括轴45和轴套46，其中所述轴45与所述安装部和底座41中的一者固定连接，所述轴套46与安装部和底座41中的另外一者固定连接，所述安装部通过所述轴45和轴套46与所述底座41枢轴连接。此时，所述角度传感器43可以固定在所述安装部、与安装部固定连接的轴45或者与安装部固定连接的轴套46上。例如如图5所示，所述轴45固定在所述测臂42上，所述轴套46固定在所述底座41上，并设置在所述轴45与所述底座41之间。此时，如图5所示，所述角度传感器43可以固定在所述轴45上。例如如图5所示，将所述角度传感器43插设在所述轴45内，并通过螺钉进行紧固。如图2、图3和图5所示，所述变径检测器4还可以包括固定套44，该固定套44大致呈环状，套在所述角度传感器43与轴45连接部分的外周，且一端形成有凸缘，该凸缘固定在所述底座41上。从而该固定套44可以起到固定、保护的作用。 

所述测臂42的臂部421与固定部422可以成一条直线，如图4所示，所述臂部421与所述固定部422之间形成角度a，从而可以使该变径检测器4的结构更加紧凑。可以理解的是，例如，当所述臂部421和固定部422为 杆状时，所述角度a为所述臂部421轴线与固定部422的轴线所形成的角度，当所述臂部421和固定部422为板状时，所述角度a为所述臂部421所在的平面与固定部422所在的平面所形成的角度。该角度a可以根据实际情况进行设置，例如，该角度a可以为20°-150°，例如120°。 

所述臂部421与所述固定部422的长度可以根据具体情况而设置，通常所述臂部421与所述固定部422的长度比例例如可以为2-20：1。 

另一方面，本发明还提供了一种管道变径检测装置。如图1所示，该管道变径检测装置包括腔体1、数据处理装置3、与该数据处理装置3电连接的多个变径检测器4和沿着该腔体1的轴向固定在该腔体1的外圆周上的多个皮碗5，所述数据处理装置3用于存储所述变径检测器4所检测的信号，其中，所述变径检测器4为如上文所述的变径检测器，所述多个变径检测器4设置在所述腔体1的外圆周上，其中所述底座41固定在所述腔体1上，所述固定部422与所述腔体1弹性连接上。 

可以将所述多个变径检测器4以任何形式排列在所述腔体1的外圆周上，只要将所述多个变径检测器4以适当的密度分布在腔体1的外圆周的径向即可。优选情况下，如图1所示，所述多个变径检测器4相对于所述腔体1的轴向位置相同，即所述多个变径检测器4在所述腔体1的外圆周上环绕形成一周。 

可以根据需要设置所述变径检测器4的个数，例如所述变径检测器4为2-100个，优选为10-50个，更优选为15-30个。 

可以采用本领域公知的方式将所述固定部422与所述腔体1弹性连接，作为一种具体的实施方式，所述固定部422通过弹簧(图中未显示)与所述腔体1连接。 

可以根据需要设置所述皮碗5的个数和位置。例如，所述皮碗5为2-4个，其中两个所述皮碗5分别设置在所述腔体1轴向的两端，所述变径检测 器4设置在该两个皮碗5之间。如图1所示，所述皮碗5为4个，变径检测器4的两侧分别设置两个皮碗5。 

所述皮碗5用于将管道变径检测装置支撑在管道内，并在管道内流动的流体的推动下使得管道变径检测装置在管道内流动。在该流动过程中，所述多个变径检测器4对管道内壁各点的直径进行测量，并将该测量结果存储到数据处理装置3内。所述数据处理装置3用于存储所述变径检测器4所检测的信息，所述信息可以包括所述角度传感器43检测到的角度、测量该角度的时刻等信息。所述数据处理装置3还可以用于对所述变径检测器4所检测的信息进行压缩处理，从而降低该数据处理装置3的容量要求。所述数据处理装置3还可以用于记录管道变径检测装置行走的速度，从而可以得出发生变径的具体位置。 

所述数据处理装置3可以是本领域公知的各种能够存储数据并具有根据用户需要对数据进行压缩和/或分析的装置，例如计算机单元、单片机等。所述数据处理装置3可以容纳在所述腔体1内。所述管道变径检测装置还可以包括电源，该电源也可以容纳在所述腔体1内。 

如图1所示，所述管道变径检测装置还可以包括连接在所述腔体1上的发射机6。该发射机6用于发射低频信号，该低频信号由地面上的接收装置进行接收，从而对该管道变径检测装置进行定位。 

如图1所示，所述管道变径检测装置还包括连接在所述腔体1上的里程轮7。该里程轮7记录所述管道变径检测装置行走的里程，并将该里程信息存储在该数据处理装置3内，以便能够较精确地定位管道上出现变径缺陷的具体位置。所述发射机6和里程轮7的具体结构为本领域公知的技术，在此不再赘述。

Claims (15)

1.一种管道变径检测装置的变径检测器(4)，其特征在于，该变径检测器(4)包括：底座(41)、测臂(42)和角度传感器(43)，所述测臂(42)包括臂部(421)、固定部(422)和安装部，所述安装部位于所述臂部(421)和所述固定部(422)之间，所述安装部与所述底座(41)枢轴连接，所述角度传感器(43)用于检测所述测臂(42)相对于所述底座(41)枢轴转动的角度。

2.根据权利要求1所述的变径检测器，其特征在于，所述角度传感器安装在所述底座(41)、安装部、臂部(421)或固定部(422)上。

3.根据权利要求1所述的变径检测器，其特征在于，所述角度传感器(43)为旋转差动变压器。

4.根据权利要求3所述的变径检测器，其特征在于，所述角度传感器(43)与所述安装部、臂部(421)或固定部(422)固定连接。

5.根据权利要求1或3所述的变径检测器，其特征在于，该变径检测器(4)还包括轴(45)和轴套(46)，其中所述轴(45)与所述安装部和底座(41)中的一者固定连接，所述轴套(46)与安装部和底座(41)中的另外一者固定连接，所述安装部通过所述轴(45)和轴套(46)与所述底座(41)枢轴连接。

6.根据权利要求5所述的变径检测器，其特征在于，所述角度传感器(43)固定在所述安装部、与安装部固定连接的轴(45)或者与安装部固定连接的轴套(46)上。

7.根据权利要求1所述的变径检测器，其特征在于，所述臂部(421)与所述固定部(422)之间形成角度(a)。

8.根据权利要求6所述的变径检测器，其特征在于，所述臂部(421)与所述固定部(422)之间形成的角度(a)为20°-150°。

9.一种管道变径检测装置，该管道变径检测装置包括腔体(1)、数据处理装置(3)、与该数据处理装置(3)电连接的多个变径检测器(4)和沿着该腔体(1)的轴向固定在该腔体(1)的外圆周上的多个皮碗(5)，所述数据处理装置(3)用于存储所述变径检测器(4)所检测的信息，其特征在于，所述变径检测器(4)为根据权利要求1至7中任意一项所述的变径检测器，所述多个变径检测器(4)设置在所述腔体(1)的外圆周上，其中所述底座(41)固定在所述腔体(1)上，所述固定部(422)与所述腔体(1)弹性连接。

10.根据权利要求9所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述多个变径检测器(4)相对于所述腔体(1)的轴向位置相同。

11.根据权利要求9或10所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述变径检测器(4)为2-100个。

12.根据权利要求9所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述固定部(422)通过弹簧与所述腔体(1)连接。

13.根据权利要求9所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述数据处理装置(3)还用于对所述变径检测器(4)所检测的信息进行压缩处理。

14.根据权利要求9所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述管道变径检测装置还包括连接在所述腔体(1)上的发射机(6)。

15.根据权利要求9所述的管道变径检测装置，其特征在于，所述管道变径检测装置还包括连接在所述腔体(1)上的里程轮(7)。

Images