CN104535005A - 智能管道测径仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道测径装置技术领域，是一种智能管道测径仪包括筒体、前皮碗、里程轮、驱动皮碗、变形感应皮碗、腔室左支撑板、腔室右支撑板、柔性连接件和光学位移传感器。 本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过将以往的机械感触测距改为线性测距，特别是光学测距，提高了测量精度，并且测量环境洁净，保证光信号的正常接收，使得检测结果量化，更直观，柔性连接件的弧形外壁中点与皮碗的内壁为软接触与皮碗为软接触，所以内径变化可准确、及时的反馈到测量面，并由光学位移传感器测得内径数值。

Description

智能管道测径仪

技术领域

本发明涉及管道测径装置技术领域，是一种智能管道测径仪。

背景技术

在长输管道工程中，管道在建设和投入使用过程中受到诸多因素影响，如吊装、运输、管道下沟时的机械撞击、沟底坚石的顶压、热塑变形、第三方施工破坏等原因，常使管道产生不同程度的变形, 如管道凹陷、椭圆变形、弯曲和下沉，严重的地方可能导致管道破裂，这给管道运行带来安全隐患，甚至造成停产，带来经济损失。

通径检测器通过在管道内运行、测量管道内径数据。从检测结果中分辨出弯头、阀门、环焊缝，以及管道存在的凹陷、椭圆度变化等几何变形缺陷；同时测出相应的里程位置，掌握埋地管道实际状况，确定管道需要改造的部分，及时排除隐患。

现阶段，国内对新建管道测径验收的主要依据是GB50369—2006《油气长输管道工程施工及验收规范》使用测径铝板清管器对管道进行测径，即在常规皮碗清管器骨架上加装测径铝板。该方法可实施性较差，检测周期长，人力、物力消耗大，不能一次性准确查找管道上存在的所有超标变形。同时，由于测径铝板清管器不记录连续管道内径数据，对于变形存在较多的管段，测径铝板所表现出的管道变形情况很有可能是多处管道变形累加作用造成的，致使测径结果不准确，存在漏检的情况，为投产后的管道运营埋下安全隐患。

目前的内测径多采用变形感应探头、角位移传感测距等机械测距的方法测量管道内径。上述测量方法均属机械式接触测距，测量精度低、实施性较差。

发明内容

本发明提供了一种智能管道测径仪，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前使用的管道测径装置存在测量精度低、实施性较差的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种智能管道测径仪包括筒体、前皮碗、里程轮和驱动皮碗，在筒体的左端固定安装有防撞头，在筒体的左部固定安装有前皮碗，前皮碗上设置有轴向的气孔，前皮碗右方的筒体左部上安装有至少一个的里程轮，在筒体的右部固定安装有驱动皮碗，该智能管道测径仪还包括变形感应皮碗、腔室左支撑板、腔室右支撑板、柔性连接件和光学位移传感器，在里程轮和驱动皮碗之间的筒体上固定安装有变形感应皮碗，变形感应皮碗的外侧缘均布有格栅，在变形感应皮碗内的筒体上分别固定安装有腔室左支撑板和腔室右支撑板，柔性连接件呈弧形环状，在腔室左支撑板和腔室右支撑板相应的外缘之间固定安装有柔性连接件，腔室左支撑板、腔室右支撑板和柔性连接件之间组成密闭腔室，柔性连接件挤压变形感应皮碗内壁，形成面接触，接触面为测量面，在密闭腔室内的筒体上固定安装有传感器安装圆板，在传感器安装圆板的右侧面外缘上沿圆周均匀固定安装有至少十六个的光学位移传感器，光学位移传感器发出的信号位于测量面范围内。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述变形感应皮碗的外缘位于腔室右支撑板的右方。

上述光学位移传感器为激光位移传感器或红光测距传感器或不可见光测距传感器。

上述在筒体内还设置有电池仓和记录仪仓，在记录仪仓内设置有数据采集装置，电池仓的电源输出端与数据采集装置的电源输入电连接在一起，光学位移传感器的信号输出端与数据采集装置的光学位移传感器信号输入端电连接在一起，里程测量装置的信号输出端与数据采集装置的里程测量装置信号输入端电连接在一起。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过将以往的机械感触测距改为线性测距，特别是光学测距，提高了测量精度，并且测量环境洁净，保证光信号的正常接收，使得检测结果量化，更直观，柔性连接件的弧形外壁中点与皮碗的内壁为软接触与皮碗为软接触，所以内径变化可准确、及时的反馈到测量面，并由光学位移传感器测得内径数值。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视结构示意图。

附图2为本发明中变形感应皮碗的结构示意图。

附图中的编码分别为：1为筒体，2为防撞头，3为变形感应皮碗，4为腔室左支撑板，5为腔室右支撑板，6为柔性连接件，7为光学位移传感器，8为格栅，9为密闭腔室，10为传感器安装圆板，11为前皮碗，12为里程轮，13为驱动皮碗。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2所示，该智能管道测径仪包括筒体1、前皮碗11、里程轮12和驱动皮碗13，在筒体1的左端固定安装有防撞头2，在筒体1的左部固定安装有前皮碗11，前皮碗11上设置有轴向的气孔，前皮碗11右方的筒体1左部上安装有至少一个的里程轮12，在筒体1的右部固定安装有驱动皮碗13，该智能管道测径仪还包括变形感应皮碗3、腔室左支撑板4、腔室右支撑板5、柔性连接件6和光学位移传感器7，在里程轮12和驱动皮碗13之间的筒体1上固定安装有变形感应皮碗3，变形感应皮碗3的外侧缘均布有格栅8，在变形感应皮碗3内的筒体1上分别固定安装有腔室左支撑板4和腔室右支撑板5，柔性连接件6呈弧形环状，在腔室左支撑板4和腔室右支撑板5相应的外缘之间固定安装有柔性连接件6，腔室左支撑板4、腔室右支撑板5和柔性连接件6之间组成密闭腔室9，柔性连接件6挤压变形感应皮碗3内壁形成面接触，接触面为测量面，在密闭腔室9内的筒体1上固定安装有传感器安装圆板10，在传感器安装圆板10的右侧面外缘上沿圆周均匀固定安装有至少十六个的光学位移传感器7，光学位移传感器7发出的信号位于测量面范围内。

可根据实际需要，对上述智能管道测径仪作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，变形感应皮碗3的外缘位于腔室右支撑板5的右方。在现有技术的基础上，将变形感应皮碗3的外缘加宽，可防止柔性连接件6与管道内壁接触后造成摩擦破损。

根据需要，光学位移传感器为激光位移传感器或红光测距传感器或不可见光测距传感器。光学位移传感器为非接触的位移传感器，凡是现有技术中只要满足测量要求的非接触的位移传感器，都可以应用在本发明中。

根据需要，在筒体1内还设置有电池仓和记录仪仓，在记录仪仓内设置有数据采集装置，电池仓的电源输出端与数据采集装置的电源输入电连接在一起，光学位移传感器7的信号输出端与数据采集装置的光学位移传感器信号输入端电连接在一起，里程测量装置的信号输出端与数据采集装置的里程测量装置信号输入端电连接在一起。数据采集装置用于收集光学位移传感器接收到的反射信号和里程测量装置传递的信息。

将本发明放置在管道内，前皮碗11、驱动皮碗13和变形感应皮碗3的外缘均与管道内壁环形接触，前皮碗11和驱动皮碗13分别与管道内壁密闭接触，前皮碗11与驱动皮碗13相互配合可以对筒体1起到支撑居中的作用，通过空压机向管道内注入压缩空气，压缩空气作用在驱动皮碗13上，进而推动本发明在管道内向左移动，由于驱动皮碗13并不与管道内壁严密接触，致使会有少量压缩空气进入到驱动皮碗13的左侧，变形感应皮碗3上的格栅8和前皮碗11上的气孔能方便压缩空气泄出，避免压缩空气作用于变形感应皮碗3上影响测量精度，同时，变形感应皮碗3上的格栅8的另一个作用是由于格栅8的存在将变形感应皮碗3的外缘分隔成若干小片，使得变形感应皮碗3全周向贴服于管道内壁，当管道内有缺陷和变形时，变形感应皮碗3上相对应的小片便发生变形，此时，光学位移传感器7便接受到距离产生变化的反射信号，这样便于检测出管道内的缺陷和变形，通过本发明在管道内行走，由光学位移传感器7采集管道内径的信息，从而判断管道是否变形或有缺陷，光学位移传感器7将接收到的反射信号传递至数据采集装置；里程轮12行走时，沿管道内壁滚动，采集里程数据，并将里程数据输送至数据采集装置；其中，柔性连接件6为弹性材料，例如橡胶；本发明可以通过更换不同直径的前皮碗11、变形感应皮碗3和驱动皮碗13来实现不同管径的管道内径测量。

本发明是将以往的机械感触测距改为线性测距，特别是光学测距，利用安装在传感器安装圆板11轴垂直面上的十六（或更多）个光学位移传感器7测量管道的内径，提高了测量的精确度；光学位移传感器7要接受反射信号，对环境有一定要求，考虑到管道内部含有大量的铁锈、灰尘和水，因此将光学位移传感器7安装在密闭腔室9里，免受外界环境的影响；系统内部充满洁净的空气，保证信号的正常接收；另一方面，采用本发明，检测结果量化，更直观；柔性连接件6的弧形外壁中点与变形感应皮碗3的内壁为软接触，所以内径变化可准确、及时的反馈到测量面，并由光学位移传感器7测得内径数值。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (5)

1.一种智能管道测径仪，包括筒体、前皮碗、里程轮和驱动皮碗，在筒体的左端固定安装有防撞头，在筒体的左部固定安装有前皮碗，前皮碗上设置有轴向的气孔，前皮碗右方的筒体左部上安装有至少一个的里程轮，在筒体的右部固定安装有驱动皮碗，其特征在于该智能管道测径仪还包括变形感应皮碗、腔室左支撑板、腔室右支撑板、柔性连接件和光学位移传感器，在里程轮和驱动皮碗之间的筒体上固定安装有变形感应皮碗，变形感应皮碗的外侧缘均布有格栅，在变形感应皮碗内的筒体上分别固定安装有腔室左支撑板和腔室右支撑板，柔性连接件呈弧形环状，在腔室左支撑板和腔室右支撑板相应的外缘之间固定安装有柔性连接件，腔室左支撑板、腔室右支撑板和柔性连接件之间组成密闭腔室，柔性连接件挤压变形感应皮碗内壁形成面接触，接触面为测量面，在密闭腔室内的筒体上固定安装有传感器安装圆板，在传感器安装圆板的右侧面外缘上沿圆周均匀固定安装有至少十六个的光学位移传感器，光学位移传感器发出的信号位于测量面范围内。

2.根据权利要求1所述的智能管道测径仪，其特征在于变形感应皮碗的外缘位于腔室右支撑板的右方。

3.根据权利要求1或2所述的智能管道测径仪，其特征在于光学位移传感器为激光位移传感器或红光测距传感器或不可见光测距传感器。

4.根据权利要求1或2所述的智能管道测径仪，其特征在于在筒体内还设置有电池仓和记录仪仓，在记录仪仓内设置有数据采集装置，电池仓的电源输出端与数据采集装置的电源输入电连接在一起，光学位移传感器的信号输出端与数据采集装置的光学位移传感器信号输入端电连接在一起，里程测量装置的信号输出端与数据采集装置的里程测量装置信号输入端电连接在一起。

5.根据权利要求3所述的智能管道测径仪，其特征在于在筒体内还设置有电池仓和记录仪仓，在记录仪仓内设置有数据采集装置，电池仓的电源输出端与数据采集装置的电源输入电连接在一起，光学位移传感器的信号输出端与数据采集装置的光学位移传感器信号输入端电连接在一起，里程测量装置的信号输出端与数据采集装置的里程测量装置信号输入端电连接在一起。