CN102645483A - 用于管道检测的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于管道检测的装置。具体而言，一种传感器组件安装到管道检测工具上。该组件包括具有传感器承载架安装在一端的传感器臂。传感器臂由两个伸长的注射模制构件组成，它们相协作以捕获承载架上的枢轴销。该枢轴销在第一方向上延伸并且伸长本体沿着垂直方向延伸的轴线被分开。在传感器臂的另一端安装有注射模制枢轴块。传感器臂的伸长区段相协作以捕获用于枢轴块的另一枢轴销。传感器臂、承载架和枢轴块由塑料材料例如尼龙12制成。枢轴销为包覆模制件。漏磁传感器安装在承载架中的隔室内。弹性卡夹延伸通过隔室中的窗口和传感器中的孔，以偏压传感器克服在隔室内运动。

Description

用于管道检测的装置
技术领域
本公开内容涉及用于管道检测的装置，更具体地涉及用于流体管道例如油或气管道的在线检测的装置。
背景技术
已知的是，使用通常称为管道“清管器(pig)”的检测装置来检测管道内部。已知的清管器包括磁性装置，该磁性装置配置成当清管器沿着管驱动时邻近管内壁产生磁场。已知的清管器还包括漏磁(MFL)传感器，其配置成当传感器沿着管移动时探测磁场的磁通密度的变化。这使得探测和分析管道中的缺陷例如管壁中的腐蚀、裂纹或叠层成为可能。
典型地，漏磁传感器部署在传感器臂上，传感器臂以径向阵列从工具伸出并且被弹簧偏压以驱使传感器与管道的内表面相接触。
常规的管道由单独的管区段构成，它们相互连接以限定一连串的管区段。典型地，在相邻的管区段之间的接合处限定了管道中的内部突起，例如，通过将两个管区段焊接在一起而形成的焊缝。然而，由于当传感器臂碰到突起时传感器臂将经常错失与管壁的接触，因此焊接焊缝和其它内部突起带来了检测问题。此外，在碰到之后，传感器臂可能回荡一段时间。由此，检测数据可能会丢失，直到例如传感器臂沿着管壁重新回到更为稳定的移动时。
此外，碰到焊接焊缝所引起的冲击可导致对传感器和传感器臂的磨损或其它损坏，这会抑制装置记录精确数据的能力。装置的修理和维护可能成本高昂，例如，就制造成本和工具不能使用的时间周期而言。
本公开内容克服或减轻了上述问题，或与已知检测装置相关的其它缺点或问题。
发明内容
本公开内容提供了用于管道检测工具的装置，其呈用于安装到管道检测工具上的传感器组件的形式，该传感器组件包括用于安装到管道检测工具上的传感器臂和用于支承漏磁传感器的传感器承载架，其中，传感器臂具有用于连接到检测工具的第一端部和邻近传感器承载架所固定处的第二端部，其中，传感器承载架通过枢轴销可枢转地联接到传感器臂上，并且传感器臂由多个伸长区段组成，这些伸长区段相协作以捕获枢轴销且从而固定传感器承载架以便与传感器臂一起运动。
在示范性的实施例中，传感器承载架是注射模制结构并且枢轴销为传感器承载架的包覆模制构件。枢轴销可为金属结构，例如不锈钢。
在示范性的实施例中，枢轴块安装在传感器臂的第一端部，用于将组件附接到检测工具上。在示范性的实施例中，枢轴块通过另一枢轴销联接于传感器臂，并且传感器臂的伸长区段相协作以在所述传感器臂的第二端部处捕获所述枢轴销，且从而固定传感器臂以便与枢轴块一起运动。
在示范性的实施例中，枢轴块是注射模制结构并且所述另一枢轴销是枢轴块的包覆模制构件。枢轴销可为金属结构，例如不锈钢。
本公开内容还提供用于管道检测工具的装置，其呈用于安装到管道检测工具上的传感器组件的形式，该传感器组件包括用于安装到管道检测工具上的传感器臂和用于支承漏磁传感器的传感器承载架，其中，传感器臂具有用于连接到检测工具的第一端部和邻近传感器承载架所固定处的第二端部，其中，传感器承载架通过枢轴销可枢转地联接到传感器臂上，并且传感器臂由注射模制或其它塑料材料区段组成，这些区段相协作以捕获枢轴销且从而固定传感器承载架以便与传感器臂一起运动。
然而，其它的制造技术也可用于备选的实施例中，例如模铸、旋转模制或壳模法。
本公开内容还提供用于管道检测装置上的传感器组件的传感器承载架，其中，传感器承载架限定具有敞开端部的隔室(compartment)，传感器可通过该敞开端部插入传感器承载架中，并且其中，传感器通过弹性卡夹(clip)在隔室中固定就位。
附图说明
并入且构成说明书的一部分的附图示出了一个或多个实施例并且连同描述一起阐释了这些实施例。在附图中：
图1是管道检测装置的一部分的示意性侧视图；
图2是用在图1的装置中的传感器臂、传感器承载架和传感器的分解透视图；
图3是用在图1的装置中的传感器承载架和传感器的分解透视图；
图4是通过用在图1的装置中的传感器的示意性截面图；
图5是用在图1的装置中的传感器承载架在第一位置中的示意性透视图；
图6是用在图1的装置中的传感器承载架在第二位置中的示意性透视图；
具体实施方式
接下来参照附图描述示范性的实施例。不同附图中的相同的参考标记指示相同或相似的元件。下面的详细描述并不限制本发明。代替的是，本发明的范围由所附权利要求限定。
在整个公开内容中提及“示范性的实施例”，“实施例”，或其变型意指关于该实施例描述的特定特征、结构或性能包括在所公开主题的至少一个实施例中。因此，在整个公开内容中的不同地方出现短语“在示范性的实施例中”，“在实施例中”，或它们的变型并非必然地指代同一实施例。此外，具体的特征、结构或性能可以任何合适的方式结合于一个或多个实施例中。
首先参照图1，用于管道检测的装置通常标记为100。装置100包括传感器组件102，传感器组件102安装在配置成用于在线检测管道的检测工具或“清管器”(仅仅是其一部分，标记为104)上。一般而言，传感器组件102用于在工具104沿着其移动的管道的材料中探测腐蚀和其它缺陷。
传感器组件102包括多个传感器臂106(为便于显示，图1中仅示出了其中的一个)，它们以径向阵列从工具104伸出。每个传感器臂106均具有用于连接到工具104的第一端部108和远离工具104的第二端部110。因此，第一端部108可称为“固定”端部，而第二端部110可称为“远端”端部。传感器承载架112连接到每个臂106的第二端部110上并且漏磁(MFL)传感器114支承在各个传感器承载架112上。
工具104包括磁性装置(未示出)，该磁性装置用于邻近工具104沿着其移动的管的内壁产生磁场。传感器臂106受到弹簧偏压(例如，由弹簧107)，以便驱使传感器114与内壁相接触。
当工具沿着管移动时，传感器114探测磁通密度的变化。来自传感器114的数据经记录和分析以探测管道内的缺陷，例如管壁内的腐蚀、裂纹或叠层。
图2和图3示出了用在图1的装置100中的传感器臂106、传感器承载架112和传感器114的示范性实施例。
在该实施例中，传感器承载架112限定传感器114装配在其中的隔室116。传感器114具有传感器面115，传感器面115从隔室116的敞开端部117朝向外部。
孔118形成在隔室116的侧面120中。相应定位的孔122形成在传感器114中。定位销124用于延伸通过隔室116中的孔118并进入传感器114中的孔122，用于固定传感器114以便与传感器承载架112一起移动。
传感器承载架112包括枢轴销126，通过枢转销126，承载架112可枢转地连接于传感器臂106。在示范性的实施例中，传感器承载架112是注射模制构件(例如，由塑料材料制成)并且枢轴销126在注射模制工序期间可进行包覆模制，以便在连接到传感器臂106之前与传感器承载架112一体形成。这减少了组装装置100所需的步骤数量。
在该实施例中，传感器臂106包括多个伸长区段106A，106B，它们相互协作以捕获枢轴销126且因此固定传感器承载架112以便与传感器臂106一起运动。传感器臂106在第一端部108和第二端部110之间沿着其长度分开以限定所述伸长区段106A，106B。如可看到的，枢轴销126在第一方向上延伸并且臂106沿着垂直于所述第一方向延伸的轴线分开。在该实施例中，传感器臂106沿着其长度方向分成两半(由伸长区段106A，106B限定)。
伸长区段106A，106B分别在第二端部110处限定凹部128用于捕获枢轴销126。采用例如不锈钢结构之类的螺母和螺栓布置穿过伸长区段106A，106B中各自的孔130，伸长区段106A，106B在第二端部110处固定在一起。相似的布置(未示出)用于将伸长区段106A，106B在第一端部108处固定在一起。
返回参照图1，传感器臂106的第一端部108可枢转地联接于枢轴块132，通过枢轴块132，传感器臂安装到工具104上。为了相对于工具104可枢转并且为了固定传感器臂106以便与枢轴块132一起运动，传感器臂106通过另一枢轴销134联接于枢轴块132。该另一枢轴销134在第一方向上延伸，该第一方向垂直于传感器臂沿着其分成伸长区段106A，106B的轴线。
尽管未示出，但将会理解的是，传感器臂106的两个伸长区段106A，106B相协作以捕获所述另一枢轴销134。具体而言，两个伸长区段106A，106B分别限定用于捕获所述另一枢轴销134的凹部，例如，采用与上述相同的方式(相对于枢轴销126而言)。
在示范性的实施例中，枢轴块132是注射模制构件(例如，由塑料材料制成)并且枢轴销134在注射模制工序期间可进行包覆模制，以便在连接到传感器臂106之前与枢轴块132一体形成。这减少了组装装置100所需的步骤数量。
在示范性的实施例中，传感器臂由重量轻的材料例如尼龙制成。就减轻重量和用于在线检测的严酷操作环境中的适合性而言，已发现的是，尼龙12提供了特别的益处。
图4中示出了公知的漏磁传感器114。传感器114具有传感器面115，使用中，传感器面115从承载架112的敞开端部(例如，如图2中所示的117)朝向外部。传感器面115由耐磨带136覆盖。传感器114还包括用于收纳定位销(例如，如关于图2所述)的孔122。传感器114在其下侧140还包括突起138，该突起138限定用于收纳固定装置的孔142(如下文将要描述)。
图5和图6示出了传感器承载架112的示范性的实施例，该传感器承载架112配置成用于图4中所示种类的传感器114。如上文所述，传感器承载架112限定隔室116，传感器114装配于该隔室116中。传感器114具有传感器面115，传感器面115从隔室116的敞开端部117朝向外部。孔118形成在隔室116的侧面120内用于安装定位销，例如，如关于图2所述。传感器承载架112限定用于枢轴销126的孔144，借助于枢轴销126，承载架112可枢转地连接于传感器臂106。承载架112可为注射模制构件并且枢轴销126在注射模制工序期间可进行包覆模制。
在该实施例中，传感器114通过弹性卡夹146在隔室116中固定就位。隔室116包括窗口148，该窗口148定位成以便传感器114上的孔142可通过所述窗口148接近。如从图5和图6可以看出，卡夹146可插入承载架112中以便延伸通过所述窗口148和所述孔142。卡夹146包括两个弹性臂150，其一旦以图6所示的方式插入则采用与隔室116的内侧卡扣接合，以偏压传感器114克服在隔室116内运动。卡夹146可容易地连接和拆卸，但却足够坚固以经受住管道环境。这允许对漏磁传感器114予以拆卸和重新使用。
实验表明，该装置将展现出改进的动力性能和对管道操作环境的抵抗能力。该装置还提供了减少制造成本和研制周期，也易于组装和维修(例如，当更换损坏/磨损的元件时)。示范性的传感器承载架允许漏磁传感器易于装配和方便更换。相比于常规的机加工构件，采用注射模制工序减小了制造成本和研制周期。尼龙12对于管道操作环境提供了很大的抵抗能力。由于重量轻，它还减少了在检测工具上的支承组件(例如，常规的浮环装置)中的下陷。
然而，其它的制造技术和/或塑料材料也可用于备选的实施例中，例如模铸、旋转模制或壳模法。
本书面描述使用了所公开主题的实例，以使本领域普通技术人员能够实施其，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本主题可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员所想到的其它实例。此类其它实例旨在并理解为包含在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于管道检测的装置，其呈用于安装到管道检测工具上的传感器组件的形式，所述传感器组件包括用于安装到管道检测工具上的传感器臂以及用于支承漏磁传感器的传感器承载架，其中，所述传感器臂具有用于连接检测工具的第一端部和邻近所述传感器承载架被固定处的远端端部，其中，所述传感器承载架通过枢轴销可枢转地联接到所述传感器臂上，并且所述传感器臂由多个伸长区段组成，所述多个伸长区段相互协作以在所述传感器臂的远端端部捕获所述枢轴销且从而固定所述传感器承载架以便与所述传感器臂一起运动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器臂包括由两个伸长区段组成的二分本体，所述两个伸长区段相互协作以在所述传感器臂的远端端部捕获所述枢轴销。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器臂限定伸长本体，并且其中，所述伸长本体沿着其长度被分成两半。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述本体的两半中的每一半均在一端限定用于捕获所述枢轴销的凹部。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述枢轴销在第一方向上延伸并且所述伸长本体沿着垂直于所述第一方向延伸的轴线被分开。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述传感器臂的第一端部安装有枢轴块，用于将所述组件附接到检测工具上。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述枢轴块通过另一枢轴销联接于所述传感器臂，并且所述传感器臂的伸长区段相协作以在所述传感器臂的第二端部处捕获所述枢轴销，且从而固定所述传感器臂以便与所述枢轴块一起运动。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述传感器臂沿着其长度被分成两半，每一半均限定用于捕获所述另一枢轴销的凹部。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述另一枢轴销在第一方向上延伸并且所述传感器臂沿着垂直于所述第一方向的方向延伸的轴线被分开。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器臂由塑料材料例如尼龙12制成。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器承载架为注射模制结构并且所述枢轴销为所述传感器承载架的包覆模制构件。
12.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述枢轴块为注射模制结构并且所述另一枢轴销为所述枢轴块的包覆模制构件。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器承载架限定具有敞开端部的隔室，漏磁传感器通过所述敞开端部可插入到所述传感器承载架中。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器承载架限定具有敞开端部的隔室，并且在所述隔室中安装有漏磁传感器，其中，所述传感器具有通过所述隔室的敞开端部朝向外部的传感器面。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述传感器通过弹性卡夹在所述隔室中固定就位。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述隔室包括窗口并且所述传感器包括通过所述窗口可接近的孔，其中，所述卡夹延伸通过所述窗口和所述孔，以偏压所述传感器克服在所述隔室内运动。
17.一种用于管道检测的装置，其呈用于安装到管道检测工具上的传感器组件的形式，所述传感器组件包括用于安装到管道检测工具上的传感器臂和用于支承漏磁传感器的传感器承载架，其中，所述传感器臂具有用于连接检测工具的第一端部和邻近固定所述传感器承载架处的第二端部，其中，所述传感器承载架通过枢轴销可枢转地联接到所述传感器臂上，并且所述传感器臂由注射模制或其它塑料区段组成，所述区段相互协作以捕获所述枢轴销且从而固定所述传感器承载架以便与所述传感器臂一起运动。
18.一种用于管道检测装置上的传感器组件的传感器承载架，其中，所述传感器承载架限定具有敞开端部的隔室，通过所述敞开端部，传感器可插入所述传感器承载架中，并且其中，所述传感器通过弹性卡夹在所述隔室中固定就位。
19.根据权利要求18所述的传感器承载架，其特征在于，所述隔室包括窗口并且所述传感器包括通过所述窗口可接近的孔，其中，所述卡夹延伸通过所述窗口和所述孔，以偏压所述传感器克服在所述隔室内运动。
20.根据权利要求19所述的传感器承载架，其特征在于，所述传感器承载架为模制或铸造结构并且包括一体形成式附接的枢轴销，所述枢轴销用于将所述承载架连接到管道检测装置上的传感器组件的传感器臂上。
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