CN106092082A - 一种清管器定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清管器定位方法，包括以下步骤：a、在清管器上固定安装至少一个能够产生磁信号来作为位置信号的信号发射源；b、在清管器所清理的管道外对应设置有能够用于检测磁信号的信号接收机；c、在需确定清管器所处位置时，采用所述信号接收机沿管道移动来检测信号发射源发出磁信号，检测到即完成清管器的定位；其特征在于：所述信号发射源发出的磁信号为交变磁场信号。上述清管器定位方法信号发射源发出的磁信号为交变磁场信号，申请人经研究发现：交变磁场信号穿透效果更好，抗干扰性更好，故向外发出的磁信号更为稳定，从而使得清管器更易被信号接收机检测到并定位。

Description

一种清管器定位方法

技术领域

本发明属于清管器定位回收方法领域，具体涉及一种清管器定位方法。

背景技术

清管是为了保证输油（气）管道（尤其针对设置在海底的管道）能够安全、平稳地输油供气，提高生产效率而进行的作业。目前，清管作业通常采用清管器来进行，清管器是一种可由气体、液体或管道输送介质推动，用以清理管道的专用工具。但当清管器发生丢失、卡堵事件时，如不能及时找到清管器，反而会产生更大安全隐患，造成严重的经济损失。因此，清管器需自带位置信号发射器，用于定位跟踪；由于管道环境的特殊性，只有磁信号能透过金属管，故现有的清管器位置信号发射器均以产生磁信号来发出位置信息，并通过携带有磁传感器（感应线圈或磁电阻）的信号接收器来（沿管路路径）检测上述磁信号，从而完成清管器的定位并及时取出。

现有技术中的清管器定位方法均是在清管器上安装能够产生固定磁场信号的信号发射源，且对应在清管器所清理管道的外部设置能够检测到上述固定磁场信号的信号接收机来检测，检测到信号即可完成清管器的定位，从而破开管道，并将堵塞的清管器从管道中取出。但现有的清管器定位方法中所采用的信号发射源（参见公告号为CN203621038U的专利所公开的“具有巨磁电阻传感器的清管器”，以及公告号为CN202383304U的专利所公开的“清管器在线检测装置”，如图1所示）所产生的磁场强度分布为中间高两端低，故使得该磁信号的中间的位置更易被设置在管道外部的信号接收机接收到，但一旦永磁体中间位置的磁性号受到管道内壁的附着物或管道的干扰，则极易加大清管器位置检测的难度，严重时导致清管器位置检测不到。

基于以上现有技术存在的不足，申请人考虑设计一种能够更为准确可靠地查找到清管器的清管器定位方法。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够更为准确可靠地查找到清管器的清管器定位方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种清管器定位方法，包括以下步骤：

a、在清管器上固定安装至少一个能够产生磁信号来作为位置信号的信号发射源；

b、在清管器所清理的管道外对应设置有能够用于检测磁信号的信号接收机；

c、在需确定清管器所处位置时，采用所述信号接收机沿管道移动来检测信号发射源发出磁信号，检测到即完成清管器的定位；

其特征在于：所述信号发射源发出的磁信号为交变磁场信号。

相较于现有技术中均采用的能够产生静止磁场信号来定位清管器的方法而言，上述清管器定位方法信号发射源发出的磁信号为交变磁场信号，申请人经研究发现：交变磁场信号穿透效果更好，抗干扰性更好，故向外发出的磁信号更为稳定，从而使得清管器更易被信号接收机检测到并定位。

作为优选，所述信号发射源通过获取一种清管器位置信号发射器来实现，该清管器位置信号发射器包括磁信号产生结构，所述磁信号产生结构包括整体呈长条形的永磁体，所述磁信号产生结构还包括减速电机和电源结构，所述电源结构与所述减速电机之间为电性连接，且该电源结构能够给减速电机供电；所述减速电机的转轴上交叉固定安装有所述永磁体。

上述清管器位置信号发射器在使用前，先将其固定安装在清管器上，并使得转轴的轴向与清管器的长度方向保持一致。这样一来，该清管器位置信号发射器中的电源结构给减速电机供电，减速电机的转轴旋转，旋转的转轴又同时带动永磁体旋转并产生具有一定变化频率的交变磁场，故上述清管器位置信号发射器产生上述交变磁场来向外发出磁信号。

此外，相较于现有技术中通过给线圈供电来产生同等磁感应强度的磁信号而言，上述清管器位置信号发射器通过电源来驱动减速电机旋转的功耗更低，从而使得本发明能够更加持久地运行，更好地适应长距离管道内长时间作业，故具有更好的实用性。

作为优选，所述永磁体垂直于所述转轴。

这样可使得永磁体的端部与管壁之间的距离更近，故使得该永磁体端部的磁场更易穿透管壁并向管外发出磁信号，使得发出的磁信号（位置信号）更为稳定可靠，从而更易被信号接收器接收到，提高清管器定位的精准度。

作为优选，所述永磁体为沿所述转轴的长度方向设置的多个。

多个永磁体的设置能够增加向外发出磁信号的强度，从而发出更容易被管道外部的信号接收器接收到磁信号。

作为优选，所述转轴的外侧面上贯穿设置有穿孔，所述永磁体插接固定在所述穿孔内。

上述结构的转轴不仅便于加工制造，还便于转轴上永磁体的装配，从而利于提高本发明的生产效率。

作为优选，所述清管器位置信号发射器还包括壳体结构，所述壳体结构包括一个外壳和端盖；所述外壳的外形整体呈条形，且内部具有能够容纳磁信号产生结构并供其固定安装的内腔；

所述外壳在其长度方向上的一端为封闭端且具有用于安装到清管器上的安装部，另一端具有与所述内腔连通且能够供磁信号产生结构装入的开口，且该开口处可拆卸式连接有所述端盖。

首先，上述壳体结构仅包括外壳以及在外壳的开口端可拆卸式连接的端盖，故整体结构较为简单，利于快速生产制造。其次，上述壳体结构在使用时，端盖从外壳上拆离，并通过外壳上的开口来放入磁信号产生结构，并将其固定安装在内腔中，最后将端盖连接在开口处即完成装配，故装配起来也较为便捷。最后，将该清管器位置信号发射器通过其外壳的安装部安装连接到清管器上相应位置即可，故安装起来也较为便捷。

作为优选，所述外壳由磁导率小于1000的硬质材料制得。

这样一来，外壳不会过多的吸收永磁体的磁力，使得永磁体发出的磁信号更为稳定。

作为优选，所述清管器位置信号发射器还包括一个固定安装在所述内腔长度方向中部位置的轴承座，所述轴承座上轴承孔的轴向与所述内腔的长度方向一致，且所述转轴上邻近所述减速电机的一端安装在所述轴承座上。

这样一来，轴承座可对转轴进行更好的支撑，使得转轴更加稳定地旋转。

作为优选，所述轴承座整体呈盘型，所述内腔的侧面在其长度方向的中部向内凸起形成有一圈环形凸起，所述轴承座的四周边缘与所述环形凸起可拆卸式固定连接在一起。

这样一来，装配时，仅需将轴承座放入至内腔中并限位至所述环形凸起所在的位置即可，故轴承座安装更为便捷。又因轴承座的四周边缘与所述环形凸起可拆卸式固定连接在一起，这样可使得轴承座的固定效果更佳，使得减速电机运行起来更为平稳的同时，也便于拆卸检修。

作为优选，所述减速电机整体固定安装连接在所述轴承座上，且在所述减速电机的外侧面与所述内腔的侧面之间围成有一个环形容腔；

所述电源结构包括电池盒、盒盖、电池；其中，所述电池盒为外形与所述环形容腔相匹配且套接在所述减速电机上的环形结构，所述电池盒的内部为空心结构且通过该空心结构形成有电池容纳仓，所述电池容纳仓中设置有多颗所述电池，所述电池盒上邻近所述端盖的一端为开口端，且可拆卸式连接有所述盒盖；所述电源结构还包括用于将输出所述电池电能的电缆。

上述的环形容腔以及电源结构的设计，使得上述清管器位置信号发射器的壳体结构内部的空间设计更为科学合理，对壳体结构内部的空间进行了最为有效的利用。依靠环形结构的电池盒的内部空心结构来形成的电池容纳仓，可具有更大的容积，故能够容放设置更多的电池，最大程度的延长该信号发射器的运行时间。

本发明的清管器定位方法能够更为准确可靠地查找到清管器，且实施起来较为方便简单，特别适合在本领域推广使用。

附图说明

图1为公告号为CN202383304U，名称为“清管器在线检测装置”的结构示意图。

图2为本发明清管器定位方法中所获取的一种清管器位置信号发射器的结构示意图。

图3为上述清管器位置信号发射器中减速电机转轴以及永磁体部分的结构示意图。

图4为上述清管器位置信号发射器的中电源结构部分的结构示意图。

图5为上述清管器位置信号发射器的中端盖部分的结构示意图。

图6为图5中端盖的左视图。

图中标记为：

图1中：

1输送管道，2清管器，3永磁信号源，4磁传感器，5连接板，6管箍，7信号处理及无线数传电路板，8无线信号发射器，9太阳能电池。

图2至图6中：

10永磁体，11减速电机，12外壳，13端盖，14开关，15Ｏ型密封圈，16环状加强筋，17轴承座，18轴承安装腔，19环形凸起，20压圈，21电池盒，22盒盖，23电池，24支撑圈。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的详细说明。其中，针对描述采用诸如上、下、左、右等说明性术语，目的在于帮助读者理解，而不旨在进行限制。

一种清管器定位方法，包括以下步骤：

a、在清管器上固定安装至少一个能够产生磁信号来作为位置信号的信号发射源；

b、在清管器所清理的管道外对应设置有能够用于检测磁信号的信号接收机；

c、在需确定清管器所处位置时，采用所述信号接收机沿管道移动来检测信号发射源发出磁信号，检测到即完成清管器的定位；

所述信号发射源发出的磁信号为交变磁场信号。

相较于现有技术中均采用的能够产生静止磁场信号来定位清管器的方法而言，上述清管器定位方法信号发射源发出的磁信号为交变磁场信号，申请人经研究发现：交变磁场信号穿透效果更好，抗干扰性更好，故向外发出的磁信号更为稳定，从而使得清管器更易被信号接收机检测到并定位。

其中，所述信号发射源通过获取一种清管器位置信号发射器来实现，如图2至图6所示，该清管器位置信号发射器包括磁信号产生结构，所述磁信号产生结构包括整体呈长条形的永磁体10，所述磁信号产生结构还包括减速电机11和电源结构，所述电源结构与所述减速电机11之间为电性连接，且该电源结构能够给减速电机11供电；所述减速电机11的转轴上交叉固定安装有所述永磁体10。

其中，所述永磁体10垂直于所述转轴。

其中，所述永磁体10为沿所述转轴的长度方向设置的多个。

实施时，优选所述永磁体10为沿所述转轴的长度方向均匀间隔设置的多个，且多个永磁体10的磁极分布一致；优选永磁体10的个数为1至5。这样一来，在转轴上间隔设置的多个永磁体10，在轴向上的覆盖范围更广，能够被更好检测到同时，也可使得永磁体10整体的重量更轻，降低减速电机11旋转所需的能耗，延长作业时间。

其中，所述转轴的外侧面上贯穿设置有穿孔，所述永磁体10插接固定在所述穿孔内。

实施时，优选所述永磁体10和穿孔均为直径相匹配的圆柱形，且可分别采取以下结构来使得永磁体10插接固定在所述穿孔内：

1、所述永磁体10外侧面上与所述穿孔的孔壁之间为螺纹配合连接。

2、所述转轴的外侧面还设置有贯穿所述穿孔的销孔，所述永磁体10上还设置有与所述销孔相对应的插孔，且所述永磁体10和转轴之间通过插销固定连接。

实施时，优选所述穿孔的轴心线与所述转轴的轴心线相交，永磁体10在长度方向的两端均露在所述穿孔外部，且永磁体10的两端露在穿孔外部部分的长度相等。这样一来，可使得永磁体10的重心位于转轴的轴心线上，从而可使得转轴的旋转更为稳定，防止转轴旋转时产生振动，从而提高清管器位置信号发射器的运行的稳定性。

其中，上述清管器位置信号发射器还包括壳体结构，所述壳体结构包括一个外壳12和端盖13，其中，所述外壳12由低导磁率材料所制得；所述外壳12的外形整体呈条形，且内部具有能够容纳磁信号产生结构并供其固定安装的内腔；

所述外壳12在其长度方向上的一端为封闭端且具有用于安装到清管器上的安装部，另一端具有与所述内腔连通且能够供磁信号产生结构装入的开口，且该开口处可拆卸式连接有所述端盖13。

实施时，优选磁信号产生结构中的减速电机11上转轴的轴向与内腔的长度方向一致，且优选从内腔的封闭端到开口端依次为安装有永磁体10的转轴、减速电机11和电源结构。这样可使得内腔中空间利用得更为合理，尽力缩小壳体结构的体积，使得整体更为小巧紧凑。

实施时，所述安装部采用以下结构均来便捷地安装到清管器上：

1、所述外壳12上该安装部所在端的端面上设置有螺纹孔；

2、所述外壳12上该安装部所在端固定设置有连接用的法兰；

3、所述外壳12上该安装部所在端的侧面向外凸形成有安装支耳。

实施时，所述端盖13上嵌入固定设置有一个开关14，且所述开关14的操控面位于所述端盖13的外侧面上，所述开关14的接线端位于所述端盖13的内侧并串联接在磁性号产生结构的供电回路中。

这样，设置上述开关14后，仅需在清管器作业时操作开关14来启动磁性号产生结构中的电源结构来供电，故可以对电源结构的电能进行更加充分的利用，延长清管器位置信号发射器的有效工作时间。

实施时，优选所述开关14为防水开关14，且所述端盖13上与所述开口相邻的侧面上沿周向设置有环形凹槽，所述环形凹槽内匹配设置有的Ｏ型密封圈15。

这样一来，使得该壳体结构形成密封防水结构，从而更适应于清管器的作业环境，促使清管器位置信号发射器更为经久耐用。

实施时，所述内腔中位于所述磁信号产生结构中减速电机11的转轴周围的侧面向内凸起形成有环状加强筋16。上述环状加强筋16的设置，能够起到加强外壳12结构强度的作用同时，降低外壳12厚度，从而能够减少用料并减轻自身重量。

实施时，优选所述环状加强筋16为间隔设置的多个。这样即可进一步提升外壳12的结构强度。

实施时，优选所述环状加强筋16位于两相邻的永磁体10之间的环形空间内。这样一来，通过环状加强筋16来确保壳体结构强度的同时；也能够有效降低外壳12与永磁体10端部正对的部分的壳厚，尽可能地降低外壳12材质对永磁体10磁力的吸收。

其中，所述外壳由磁导率小于1000的硬质材料制得。

实施时，上述磁导率小于1000的硬质材料可选用铜材料、不锈钢材料、铝材料、或塑料中的一种或任意几种的组合。

其中，上述清管器位置信号发射器还包括一个固定安装在所述内腔长度方向中部位置的轴承座17，所述轴承座17上轴承孔的轴向与所述内腔的长度方向一致，且所述转轴上邻近所述减速电机11的一端安装在所述轴承座17上。

实施时，优选所述内腔的封闭端的端面下凹形成有一个轴承安装腔18，且该轴承安装腔18内固定安装有一个轴承，所述转轴上远离减速电机11的一端安装在该轴承上。这样一来，转轴在长度方向的两端均设置有轴承，故可使得转轴的旋转更为稳靠。

其中，所述轴承座17整体呈盘型，所述内腔的侧面在其长度方向的中部向内凸起形成有一圈环形凸起19，所述轴承座17的四周边缘与所述环形凸起19可拆卸式固定连接在一起。

具体实施时，轴承座17与环形凸起19之间的可拆卸式固定连接结构可分别采用以下结构中的一种来实现：

1、采用压圈20来压接固定。所述压圈20的侧面具有与内腔相应位置的内螺纹相匹配的外螺纹，这样即可通过压圈20的端面来抵压限位所述轴承座17。

2、采用螺钉。所述轴承座17和所述环形凸起19上对应设置有用于设置螺钉的螺孔，这样一来即可通过螺钉来实现轴承座17与环形凸起19之间的固定连接。

3、粘接。将轴承座17上邻近环形凸起19的端面涂覆粘接剂，使得轴承座17与环形凸起19粘接在一起。

其中，所述减速电机11整体固定安装连接在所述轴承座17上，且在所述减速电机11的外侧面与所述内腔的侧面之间围成有一个环形容腔；

所述电源结构包括电池23盒21、盒盖22、电池23；其中，所述电池23盒21为外形与所述环形容腔相匹配且套接在所述减速电机11上的环形结构，所述电池23盒21的内部为空心结构且通过该空心结构形成有电池23容纳仓，所述电池23容纳仓中设置有多颗所述电池23，所述电池23盒21上邻近所述端盖13的一端为开口端，且可拆卸式连接有所述盒盖22；所述电源结构还包括用于将输出所述电池23电能的电缆。

实施时，电池23盒21与盒盖22之间的可拆卸式连接可采用螺纹连接或螺钉连接。

其中，上述清管器位置信号发射器还包括支撑圈24，所述支撑圈24的外形呈套筒状且两端抵接设置在所述盒盖22与所述端盖13之间。

实施时，优选所述支撑圈24的外侧面围成的形状与所述内腔的内侧面的形状和大小相匹配。

以上仅是本发明优选的实施方式，需指出是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，上述变形和改进的技术方案应同样视为落入本申请要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种清管器定位方法，包括以下步骤：

a、在清管器上固定安装至少一个能够产生磁信号来作为位置信号的信号发射源；

b、在清管器所清理的管道外对应设置有能够用于检测磁信号的信号接收机；

c、在需确定清管器所处位置时，采用所述信号接收机沿管道移动来检测信号发射源发出磁信号，检测到即完成清管器的定位；

其特征在于：所述信号发射源发出的磁信号为交变磁场信号。

2.根据权利要求1所述的清管器定位方法，其特征在于：所述信号发射源通过获取一种清管器位置信号发射器来实现，该清管器位置信号发射器包括磁信号产生结构，所述磁信号产生结构包括整体呈长条形的永磁体，所述磁信号产生结构还包括减速电机和电源结构，所述电源结构与所述减速电机之间为电性连接，且该电源结构能够给减速电机供电；所述减速电机的转轴上交叉固定安装有所述永磁体。

3.根据权利要求2所述的清管器定位方法，其特征在于：所述永磁体垂直于所述转轴。

4.根据权利要求2所述的清管器定位方法，其特征在于：所述永磁体为沿所述转轴的长度方向设置的多个。

5.根据权利要求2所述的清管器定位方法，其特征在于：所述转轴的外侧面上贯穿设置有穿孔，所述永磁体插接固定在所述穿孔内。

6.根据权利要求2所述的清管器定位方法，其特征在于：所述清管器位置信号发射器还包括壳体结构，所述壳体结构包括一个外壳和端盖；所述外壳的外形整体呈条形，且内部具有能够容纳磁信号产生结构并供其固定安装的内腔；

所述外壳在其长度方向上的一端为封闭端且具有用于安装到清管器上的安装部，另一端具有与所述内腔连通且能够供磁信号产生结构装入的开口，且该开口处可拆卸式连接有所述端盖。

7.根据权利要求6所述的清管器定位方法，其特征在于：所述外壳由磁导率小于1000的硬质材料制得。

8.根据权利要求6所述的清管器定位方法，其特征在于：所述清管器位置信号发射器还包括一个固定安装在所述内腔长度方向中部位置的轴承座，所述轴承座上轴承孔的轴向与所述内腔的长度方向一致，且所述转轴上邻近所述减速电机的一端安装在所述轴承座上。

9.根据权利要求8所述的清管器定位方法，其特征在于：所述轴承座整体呈盘型，所述内腔的侧面在其长度方向的中部向内凸起形成有一圈环形凸起，所述轴承座的四周边缘与所述环形凸起可拆卸式固定连接在一起。

10.根据权利要求8所述的清管器定位方法，其特征在于：所述减速电机整体固定安装连接在所述轴承座上，且在所述减速电机的外侧面与所述内腔的侧面之间围成有一个环形容腔；

所述电源结构包括电池盒、盒盖、电池；其中，所述电池盒为外形与所述环形容腔相匹配且套接在所述减速电机上的环形结构，所述电池盒的内部为空心结构且通过该空心结构形成有电池容纳仓，所述电池容纳仓中设置有多颗所述电池，所述电池盒上邻近所述端盖的一端为开口端，且可拆卸式连接有所述盒盖；所述电源结构还包括用于将输出所述电池电能的电缆。