CN107270960A - 清管器数据采集设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清管器采集数据采集设备，属于数据采集领域。该设备包括：依次串联的存储组件、控制组件、惯性传感组件、霍尔传感器探头以及正交低频天线；该控制组件，用于在该清管器进行清管作业时，控制该惯性传感组件按照预设采样频率采集惯导数据，并将该惯导数据与对应的采集时间存储于该存储组件中，该惯导数据用于生成该清管器的行进轨迹，并用于反映该行进轨迹上的管道工况；该存储组件，用于存储该惯导数据以及对应的采集时间；该惯性传感组件，用于根据该控制组件的控制，按照该预设采样频率采集该惯导数据。本发明可以大大提高清管效果评估的准确性，此外，还可以对管道缺陷进行定位，从而可以及时对管道缺陷进行处理。

Description

清管器数据采集设备

技术领域

本发明涉及数据采集领域，特别涉及一种清管器数据采集设备。

背景技术

油气管道在正常运行状态下，由于管道内结蜡、油气介质中泥沙和水的析出，会导致管道的输送效率降低，运行风险增加。为确保管线的输送效率，降低运行风险，需要定期进行管道清理，也即是进行清管作业。目前较为普遍的管道清理方法是，利用直径略大于管道内径的清管器携带的刮板和钢刷清除管壁中附着物。清管作业时，需要对管道工况数据以及管道内环境数据进行采集，从而根据采集到的数据对清管效果进行评估。

相关技术中主要提供两种清管作业时的数据采集设备，其一为设置在清管器上的杂质量采集器，用于采集清管器收球时杂质量的多少，后续可以根据杂质量对清管效果进行评估，其二为在清管器上搭载的测径板，用于采集的管道工况数据，可以得知管道内部是否存在较大的缺陷或者小弯头，根据上述管道工况数据可以对清管效果进行评估。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

通过采集杂质量的多少以评估清管效果依赖经验，评估准确性不高。而测径板采集到的管道工况数据虽然可以确定管道内部是否有较大缺陷或者小弯头，但并不能对该缺陷进行定位，导致无法处理确定的缺陷。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种清管器数据采集设备。所述技术方案如下：

本发明实施例提供一种清管器数据采集设备，所述清管器数据采集设备搭载于清管器上，所述清管器数据采集设备包括依次串联的存储组件、控制组件、惯性传感组件、霍尔传感器探头以及正交低频天线；

所述控制组件，用于在所述清管器进行清管作业时，控制所述惯性传感组件按照预设采样频率采集惯导数据，并将所述惯导数据与对应的采集时间存储于所述存储组件中，所述惯导数据用于生成所述清管器的行进轨迹，并用于反映所述行进轨迹上的管道工况；

所述存储组件，用于存储所述惯导数据以及对应的采集时间；

所述惯性传感组件，用于根据所述控制组件的控制，按照所述预设采样频率采集所述惯导数据；

所述霍尔传感器探头，用于检测管道中的环焊缝；

所述控制组件，还用于在所述清管器进行清管作业时，控制所述霍尔传感器探头检测管道中的环焊缝，并将检测到的环焊缝与对应的时间存储于所述存储组件中；

所述存储组件，还用于存储所述霍尔传感器探头检测到每个环焊缝对应的时间；

所述正交低频天线，用于发射低频电磁波信号，以使得地面追踪设备根据发射的所述低频电磁波信号获取所述清管器数据采集设备的当前位置。

可选的，所述霍尔传感器探头为两组，两组所述霍尔传感器探头位于所述清管器数据采集设备的对侧。

可选的，所述霍尔传感器探头与所述管道的管壁相接触。

可选的，所述惯性传感组件包括三轴加速度计和三轴陀螺仪；

所述惯导数据包括三轴加速度以及三轴角速度。

可选的，所述清管器数据采集设备还包括压力传感组件，所述压力传感组件与所述控制组件相连；

所述压力传感组件，用于根据所述控制组件的控制，按照所述预设采样频率采集压力数据，所述压力数据用于反映管道内介质的压力及介质的压力差；

所述控制组件，还用于在所述清管器进行清管作业时，控制所述压力传感器组件按照所述预设采样频率采集所述压力数据，并将所述压力数据与对应的采集时间存储于所述存储组件中；

所述存储组件，还用于存储所述压力数据以及对应的采集时间。

可选的，所述压力传感组件设置在所述清管器数据采集设备的上端盖上。

可选的，所述清管器数据采集设备还包括温度传感组件，所述温度传感组件与所述控制组件相连；

所述温度传感组件，用于根据所述控制组件的控制，按照所述预设采样频率采集温度数据，所述温度数据用于反映管道内介质的温度；

所述控制组件，还用于在所述清管器进行清管作业时，控制所述温度传感器组件按照所述预设采样频率采集所述温度数据，并将所述温度数据与对应的采集时间存储于所述存储组件中；

所述存储组件，还用于存储所述温度数据以及对应的采集时间。

可选的，所述清管器数据采集设备还包括通用串行总线接口；

所述控制组件，还用于通过所述通用串行总线接口将所述存储组件中存储的惯导数据以及对应的采集时间上传至上位机中，以使所述上位机根据所述惯导数据生成所述清管器的行进轨迹，并基于所述惯导数据分析所述行进轨迹上的管道工况。

可选的，所述清管器数据采集设备还包括工作指示灯，所述工作指示灯设置在所述清管器数据采集设备的壳体外侧，所述工作指示灯与所述控制组件相连；

所述工作指示灯用于指示所述清管器数据采集设备的工作状态；

所述控制组件还用于根据所述清管器数据采集设备的工作状态，按照预设规则控制所述工作指示灯进行指示。

可选的，所述清管器数据采集设备还包括供电组件；

所述供电组件用于为所述控制组件、所述惯性传感组件、所述压力传感组件、所述温度传感组件以及所述工作指示灯供电。

可选的，所述供电组件包括一次性锂电池。

可选的，所述管道工况包括管道中环焊缝的位置、管道变形、管道倾斜度以及管道弯头的位置中的至少一个。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供一种清管器数据采集设备，该清管器数据采集设备搭载于清管器上，该清管器数据采集设备包括依次串联的存储组件、控制组件、惯性传感组件、霍尔传感器探头以及正交低频天线；该控制组件，用于在该清管器进行清管作业时，控制该惯性传感组件按照预设采样频率采集惯导数据，并将该惯导数据与对应的采集时间存储于该存储组件中，该惯导数据用于生成该清管器的行进轨迹，并用于反映该行进轨迹上的管道工况；该存储组件，用于存储该惯导数据以及对应的采集时间；该惯性传感组件，用于根据该控制组件的控制，按照该预设采样频率采集该惯导数据；该霍尔传感器探头，用于检测管道中的环焊缝；该控制组件，还用于在该清管器进行清管作业时，控制该霍尔传感器探头检测管道中的环焊缝，并将检测到的环焊缝与对应的时间存储于该存储组件中；该存储组件，还用于存储该霍尔传感器探头检测到每个环焊缝对应的时间；该正交低频天线，用于发射低频电磁波信号，以使得地面追踪设备根据发射的该低频电磁波信号获取该清管器数据采集设备的当前位置。在使用清管器数据采集设备采集数据时，第一方面，可以通过惯性传感组件采集到的惯导数据反映管道工况，从而可以根据该惯导数据科学地评估清管效果，大大提高了评估的准确性，第二方面，惯导数据还可以用于生成清管器的行进轨迹，结合惯导数据反映的管道工况，就可以对管道缺陷进行定位，从而可以及时对管道缺陷进行处理，第三方面，霍尔传感器探头可以检测管道中的环焊缝，结合惯导数据生成的清管器的行进轨迹可以判断管道中环焊缝的位置，第四方面，正交低频天线发射的低频电磁波信号可以用于对该清管器数据采集设备进行追踪，从而可以使得数据采集过程更加可控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种清管器数据采集设备100的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的另一种清管器数据采集设备100的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的另一种清管器数据采集设备100的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的另一种清管器数据采集设备100的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的另一种清管器数据采集设备100的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的清管器数据采集设备100实物的结构示意图。

图7A是本发明实施例提供的清管器数据采集设备100采集的X轴方向的加速度的示意图。

图7B是本发明实施例提供的高精度惯导与数据记录仪测量得到X轴方向的加速度的示意图。

图8A是本发明实施例提供的清管器数据采集设备100采集的X轴方向的加速度在管道出口处的局部放大图。

图8B是本发明实施例提供的高精度惯导与数据记录仪测量得到的X轴方向的加速度在管道出口处的局部放大图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种清管器数据采集设备100的结构示意图，参见图1，该清管器数据采集设备包括依次串联的存储组件、控制组件、惯性传感组件、霍尔传感器探头以及正交低频天线，该存储组件、控制组件以及惯性传感组件可以焊接于同一块电路板上，下面本发明将对上述存储组件、控制组件、惯性传感数据、霍尔传感器探头以及正交低频天线进行进一步说明：

1、该控制组件101，用于在该清管器进行清管作业时，控制该惯性传感组件103按照预设采样频率采集惯导数据，并将该惯导数据与对应的采集时间存储于该存储组件102中，该惯导数据用于生成该清管器的行进轨迹，并用于反映该行进轨迹上的管道工况。

具体地，该清管器数据采集设备100搭载于清管器上，当该清管器进行清管作业时，控制组件101可以控制惯性传感组件103按照预设采样频率采集惯导数据，并将该惯导数据与对应的采集时间存储于该存储组件102中。其中，该控制组件101与该惯性传感组件103以直接或间接的方式相连，同样地，该控制组件101也与该存储组件102以直接或间接的方式相连。此外，上述预设采样频率指的是单位时间内采集数据的个数，该预设采样频率可以由技术人员预先进行设置，本发明对其不做具体限定。

可选的，如图2所示，上述惯性传感组件103可以包括三轴加速度计131和三轴陀螺仪132，对应的，上述惯导数据也可以包括三轴加速度以及三轴角速度，其中，上述三轴加速度计131和上述三轴陀螺仪132可以与上述控制组件101焊接于同一块电路板上，当然，该三轴加速度计131和该三轴陀螺仪132也可以根据实际情况设置在该清管器数据采集设备100的其他位置上，本发明对此不作具体限定。

如上文所述的，根据上述惯导数据，也即是三轴加速度和三轴角速度可以生成该清管器的行进轨迹。具体地，根据牛顿第二运动定律，对物体运动产生的加速度进行一次积分可以得到物体运动的速度，而进行二次积分则可以得到位移，根据上述原理，在已知清管器数据采集设备100的初始位置和初速度的前提下，将惯性传感组件103测得的三轴加速度以及三轴角速度进行二次积分即可得到清管器数据采集设备100的行进轨迹。由于该清管器数据采集设备100搭载于清管器上，其与清管器相对静止，因此，该清管器数据采集设备100的行进轨迹也即是清管器的行进轨迹。此外，本发明还可以结合清管器进行清管作业的管道在地面上的标记点(Mark点)的高精度位置信息对上述得到的行进轨迹的误差进行修正，从而得到最终的清管器的行进轨迹。当然，实际应用中，还有其他对上述行进轨迹误差进行修正的方法，本发明对此不再一一列举。

此外，如上文所述的，该惯导数据还可以反映该行进轨迹上的管道工况，其中，上述管道工况具体指的是管道中环焊缝的位置、管道变形、管道倾斜度以及管道弯头的位置中的至少一个。具体地，清管器在运行过程中，如果管道内不存在缺陷，其加速度值一般在一个较小的范围内发生变化，而若管道内存在缺陷，如管道内出现环焊缝或者管道内出现变形，则其加速度的值会出现骤然升高或者骤然下降的现象，也即是，通过分析采集到的惯导数据即可判断管道内是否出现缺陷。

此外，本发明可以综合清管器的行进轨迹以及惯导数据反映的管道工况，从而对管道内的缺陷进行定位。具体地，由于控制组件101将惯导数据和其采集时间对应存储于存储组件102中，也即是，本发明可以获知采集某一惯导数据的时间，由于清管器的行进轨迹以及管道工况均由惯导数据推导得出，因此，本发明同样可以获知清管器运行到某一行进轨迹点处的时间，以及该时间下的管道工况，也即是，本发明可以将管道工况与清管器行进轨迹点对应起来，从而实现对管道内的缺陷进行定位。

2、该存储组件102，用于存储该惯导数据以及对应的采集时间。

实际应用中，该存储组件102可以包括eMMC((Embedded Multi Media Card，嵌入多媒体卡)等大容量存储芯片，在此基础上，可选的，该存储组件102还可以包括USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)芯片，该大容量存储芯片和USB芯片可以组成U盘存储系统，用以实现上下文所述的存储组件102的功能。

3、该惯性传感组件103，用于根据该控制组件101的控制，按照该预设采样频率采集该惯导数据。

4、该霍尔传感器探头104，用于检测管道中的环焊缝。

实际应用中，本发明提供的清管器数据采集设备100还可以使用霍尔传感器探头104对清管器行进轨迹上的管道中的环焊缝进行检测。与上述综合清管器的行进轨迹以及惯导数据反映的管道工况，从而对管道内的缺陷进行定位类似的，本发明也可以综合清管器的行进轨迹以及霍尔传感器探头104检测到的环焊缝，从而对管道中的环焊缝进行定位，至于具体的定位过程，其与上述对管道内缺陷定位的过程同理，本发明在此不再赘述。

需要说明的是，本发明的霍尔传感器探头104主要利用霍尔效应对管道中的环焊缝进行检测。

需要说明的是，该存储组件102，还用于存储该霍尔传感器探头104检测到每个环焊缝对应的时间。

需要说明的是，该控制组件101，还用于在该清管器进行清管作业时，控制该霍尔传感器探头104检测管道中的环焊缝，并将检测到的环焊缝与对应的时间存储于该存储组件102中。

5、该正交低频天线105，用于发射低频电磁波信号，以使得地面追踪设备根据发射的所述低频电磁波信号获取所述清管器数据采集设备的当前位置。

实际应用中，还需要获取清管器以及清管器数据采集设备100的实时位置，从而使得数据采集过程更加可控，为了满足这一要求，本发明还可以提供正交低频天线105，该正交低频天线105发射的低频电磁波信号可以使地面追踪设备获取清管器数据采集设备100的当前位置。

综上所述，本实施例提供了一种清管器数据采集设备，该清管器数据采集设备搭载于清管器上，该清管器数据采集设备包括依次串联的存储组件、控制组件、惯性传感组件、霍尔传感器探头以及正交低频天线；该控制组件，用于在该清管器进行清管作业时，控制该惯性传感组件按照预设采样频率采集惯导数据，并将该惯导数据与对应的采集时间存储于该存储组件中，该惯导数据用于生成该清管器的行进轨迹，并用于反映该行进轨迹上的管道工况；该存储组件，用于存储该惯导数据以及对应的采集时间；该惯性传感组件，用于根据该控制组件的控制，按照该预设采样频率采集该惯导数据；该霍尔传感器探头，用于检测管道中的环焊缝；该存储组件，还用于存储该霍尔传感器探头检测到每个环焊缝对应的时间；该正交低频天线，用于发射低频电磁波信号，以使得地面追踪设备根据发射的该低频电磁波信号获取该清管器数据采集设备的当前位置。在使用清管器数据采集设备采集数据时，第一方面，可以通过惯性传感组件采集到的惯导数据反映管道工况，从而可以根据该惯导数据科学地评估清管效果，大大提高了评估的准确性，第二方面，惯导数据还可以用于生成清管器的行进轨迹，结合惯导数据反映的管道工况，就可以对管道缺陷进行定位，从而可以及时对管道缺陷进行处理，第三方面，霍尔传感器探头可以检测管道中的环焊缝，结合惯导数据生成的清管器的行进轨迹可以判断管道中环焊缝的位置，第四方面，正交低频天线发射的低频电磁波信号可以用于对该清管器数据采集设备进行追踪，从而可以使得数据采集过程更加可控。

可选的，该霍尔传感器探头104为两组，两组该霍尔传感器探头104位于该清管器数据采集设备100的对侧。

可选的，该霍尔传感器探头104与该管道的管壁相接触。

可选的，在实际应用中，上述清管器数据采集设备100除了包括上文所述的控制组件101、存储组件102、惯性传感组件103、霍尔传感器探头104以及正交低频天线105之外，还可以包括压力传感组件106，如图3所示，该压力传感组件106与该控制组件101直接或间接相连。可选的，该压力传感组件106可以设置在该清管器数据采集设备100的上端盖上。该压力传感组件106，用于根据该控制组件101的控制，按照该预设采样频率采集压力数据，该压力数据用于反映管道内介质的压力及介质的压力差。

上述压力传感器106采集的压力数据也可以用于反映清管器行进轨迹上的管道工况，但与惯性传感组件103采集的惯导数据不同的是，上述压力数据通过管道内介质的压力间接反映管道工况。发明人意识到，当管道内出现缺陷时，管道内介质的压力也会出现波动，也即是出现骤然变化的现象，例如，若清管效果不佳，管道内污物较多时，必然会导致管道变窄，而在管道变窄处管道内介质的压力会出现骤然升高的现象，因此，通过分析压力传感组件106采集的压力数据即可获知清管器行进轨迹上的管道工况。此外，若清管作业时，清管器或清管器上搭载的测径板受到损坏或出现较大的变形时，通过分析采集到的压力数据以及上文所述的惯导数据即可以判断可能的受损原因。与上文叙述同理的，通过综合压力数据反映的管道工况和清管器的行进轨迹，本发明可以实现对管道内的缺陷进行定位。

与压力传感组件106的功能对应的，该控制组件101，还用于在该清管器进行清管作业时，控制该压力传感器组件106按照该预设采样频率采集该压力数据，并将该压力数据与对应的采集时间存储于该存储组件102中。而存储组件102，还用于存储该压力数据以及对应的采集时间。由于控制组件101和存储组件102的这一功能与上文所述的控制组件101和存储组件102的功能同理，因此，本发明对其不做赘述。

可选的，在实际应用中，上述清管器数据采集设备100除了包括上文所述的控制组件101、存储组件102、惯性传感组件103、霍尔传感器探头104以及正交低频天线105之外，还可以包括温度传感组件107，如图4所示，该温度传感组件107与该控制组件101直接或间接相连。该温度传感组件107，用于根据该控制组件101的控制，按照该预设采样频率采集温度数据，该温度数据用于反映管道内介质的温度。

与惯性传感组件103和压力传感组件106类似的，温度传感组件107采集的温度数据也可以在一定程度上反映清管器行进轨迹上的管道工况，与压力数据类似的，上述温度数据通过管道内介质的温度间接反映管道工况。发明人意识到，当管道内出现析蜡或者冰堵时，管道内的介质温度会出现显著下降，因此，通过分析温度传感组件107采集的温度数据即可判断管道内是否存在析蜡点或者冰堵点。与上文叙述同理的，通过综合温度数据反映的管道工况和清管器的行进轨迹，本发明可以实现对管道内的缺陷进行定位。

与温度传感组件107的功能对应的，该控制组件101，还用于在该清管器进行清管作业时，控制该温度传感器107组件按照该预设采样频率采集该温度数据，并将该温度数据与对应的采集时间存储于该存储组件102中。该存储组件102，还用于存储该温度数据以及对应的采集时间。由于控制组件101和存储组件102的这一功能与上文所述的控制组件101和存储组件102的功能同理，因此，本发明对其不做赘述。

可选的，在实际应用中，上述清管器数据采集设备100除了包括上文该的控制组件101、存储组件102、惯性传感组件103、霍尔传感器探头104以及正交低频天线105之外，还可以包括通用串行总线接口108。则对应的，该控制组件101，还用于通过该通用串行总线接口108将该存储组件102中存储的惯导数据以及对应的采集时间上传至上位机中，以使该上位机根据该惯导数据生成该清管器的行进轨迹，并基于该惯导数据分析该行进轨迹上的管道工况。

实际应用中，该控制组件101还可以通过该通用串行总线接口108将上文所述的压力数据以及其对应的采集时间和/或温度数据以及其对应的采集时间上传至上位机中，以使该上位机可以基于该压力数据和/或该温度数据分析清管器行进轨迹上的管道工况。

其中，上位机一般为计算机，该上位机中可以存储有能够根据惯导数据生成清管器行进轨迹的相关软件，以及能够基于惯导数据、压力数据和/或温度数据分析清管器行进轨迹上管道工况的相关软件，本发明对此不做具体限定。

需要指出的是，实际应用中，上述清管器数据采集设备100除了具有数据采集、记录功能外，可能还具有数据分析功能，在这种情况下，上述清管器数据采集设备100可以不包括上述通用串行总线接口108，也可以不将存储组件102中存储的数据上传至上位机中，在这种情况下，该清管器数据采集设备100即可以根据该惯导数据生成该清管器的行进轨迹，并基于该惯导数据、压力数据和/或温度数据分析该行进轨迹上的管道工况，本发明对此不作具体限定。

可选的，在实际应用中，上述清管器数据采集设备100除了包括上文该的控制组件101、存储组件102、惯性传感组件103、霍尔传感器探头104以及正交低频天线105之外，还可以包括工作指示灯109，如图5所示，该工作指示灯109设置在该清管器数据采集设备100的壳体外侧，该工作指示灯109与该控制组件101直接或间接相连。该工作指示灯109用于指示该清管器数据采集设备100的工作状态。对应的，该控制组件101还用于根据该清管器数据采集设备100的工作状态，按照预设规则控制该工作指示灯109进行指示。

其中，上述清管器数据采集设备100的工作状态可以包括数据采集状态、未开机状态、待机状态、电量不足状态等，本发明对此不作具体限定。对应于清管器数据采集设备100的每一种工作状态，工作指示灯109都有其特定的显示方式，从而使得使用人员可以根据工作指示灯的显示方式判断清管器数据采集设备100的工作状态，例如，工作指示灯109的显示方式可以为：工作指示灯109显示红色、工作指示灯109显示绿色、工作指示灯109闪烁、工作指示灯109熄灭等，本发明对此也不做具体限定。

可选的，在实际应用中，上述清管器数据采集设备100除了包括上文该的控制组件101、存储组件102、惯性传感组件103、霍尔传感器探头104以及正交低频天线105之外，还可以包括供电组件110。该供电组件110用于为该控制组件101、该惯性传感组件103、该压力传感组件106、该温度传感组件107以及该工作指示灯109供电。可选的，该供电组件110可以包括一次性锂电池。

可选的，该清管器数据采集设备100还可以包括内存储器111，该内存储器111与该控制组件101直接或间接相连，该内存储器111存储有预置程序，使得该控制组件101可以通过执行该预置程序，以实现对上述惯性传感组件103、存储组件102和/或其他清管器数据采集设备100中组件的控制。

可选的，该清管器数据采集设备100还可以包括实时时钟，该实时时钟可以提供惯性传感组件103、压力传感组件106和/或温度传感组件107采集相应数据的实时时间，以使得控制组件101可以获知采集数据的时间，并将上述数据与其对应的采集时间对应存储于存储组件102中。

本发明实施例还提供了一种清管器数据采集设备100实物的结构示意图，如图6所示。

此外，本发明实施例还对上述清管器数据采集设备100的数据采集性能进行了实验验证，其中，主要对惯性传感组件103测得的惯导数据的准确性和可靠性进行了对比验证。具体地，使用牵引车按照预设速度牵引搭载有上述清管器数据采集设备100的清管器通过一段管道，并获取该清管器数据采集设备100在该清管器通过上述管道时采集的X轴方向的加速度，此外，同时使用高精度惯导与数据记录仪测量该清管器通过该管道时的X轴方向的加速度，其中，X轴方向为与管道中轴线平行的方向。

如图7A和7B所示，通过对比清管器数据采集设备100采集的X轴方向的加速度(图7A)和高精度惯导与数据记录仪测量得到的X轴方向的加速度(图7B可知，清管器数据采集设备100和高精度惯导与数据记录仪测得的X轴方向的加速度出现较大波动的点是可以一一对应的，这说明，清管器数据采集设备100测得的惯导数据的准确性和可靠性较高。

如图8A所示为清管器数据采集设备100采集的X轴方向的加速度在管道出口处的局部放大图，如图8B所示为高精度惯导与数据记录仪测量得到的X轴方向的加速度在管道出口处的局部放大图。通过对比图8A和图8B可知，距出口处最近的一处较大的加速度波动点也是可以对应的，事实上，该加速度波动点表明该处管道出现环焊缝，这同样可以说明清管器数据采集设备100测得的惯导数据的准确性和可靠性较高。

综上所述，本实施例提供的清管器数据采集设备，除了包括控制组件、存储组件、惯性传感组件、霍尔传感器探头以及正交低频天线外，还包括压力传感组件、温度传感组件、工作指示灯、供电组件、通用串行总线接口等。进一步地，在使用清管器数据采集设备采集数据时，除了可以通过惯性传感组件采集的惯导数据和霍尔传感器探头检测环焊缝反映管道工况外，还可以通过压力传感组件采集的压力数据和/或温度传感组件采集的温度数据反映管道工况，从而可以科学地评估清管效果，大大提高了评估的准确性，再进一步地，经过上述对比试验发现，本实施例提供的清管器数据采集设备测得的惯导数据的准确性和可靠性较高。

本发明中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种清管器采集数据采集设备，其特征在于，所述清管器数据采集设备搭载于清管器上，所述清管器数据采集设备包括依次串联的存储组件、控制组件、惯性传感组件、霍尔传感器探头以及正交低频天线；

所述控制组件，用于在所述清管器进行清管作业时，控制所述惯性传感组件按照预设采样频率采集惯导数据，并将所述惯导数据与对应的采集时间存储于所述存储组件中，所述惯导数据用于生成所述清管器的行进轨迹，并用于反映所述行进轨迹上的管道工况；

所述存储组件，用于存储所述惯导数据以及对应的采集时间；

所述惯性传感组件，用于根据所述控制组件的控制，按照所述预设采样频率采集所述惯导数据；

所述霍尔传感器探头，用于检测管道中的环焊缝；

所述控制组件，还用于在所述清管器进行清管作业时，控制所述霍尔传感器探头检测管道中的环焊缝，并将检测到的环焊缝与对应的时间存储于所述存储组件中；

所述存储组件，还用于存储所述霍尔传感器探头检测到每个环焊缝对应的时间；

所述正交低频天线，用于发射低频电磁波信号，以使得地面追踪设备根据发射的所述低频电磁波信号获取所述清管器数据采集设备的当前位置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述霍尔传感器探头为两组，两组所述霍尔传感器探头位于所述清管器数据采集设备的对侧。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述霍尔传感器探头与所述管道的管壁相接触。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述惯性传感组件包括三轴加速度计和三轴陀螺仪；

所述惯导数据包括三轴加速度以及三轴角速度。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述清管器数据采集设备还包括压力传感组件，所述压力传感组件与所述控制组件相连；

所述压力传感组件，用于根据所述控制组件的控制，按照所述预设采样频率采集压力数据，所述压力数据用于反映管道内介质的压力及介质的压力差；

所述控制组件，还用于在所述清管器进行清管作业时，控制所述压力传感器组件按照所述预设采样频率采集所述压力数据，并将所述压力数据与对应的采集时间存储于所述存储组件中；

所述存储组件，还用于存储所述压力数据以及对应的采集时间。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述压力传感组件设置在所述清管器数据采集设备的上端盖上。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述清管器数据采集设备还包括温度传感组件，所述温度传感组件与所述控制组件相连；

所述温度传感组件，用于根据所述控制组件的控制，按照所述预设采样频率采集温度数据，所述温度数据用于反映管道内介质的温度；

所述控制组件，还用于在所述清管器进行清管作业时，控制所述温度传感器组件按照所述预设采样频率采集所述温度数据，并将所述温度数据与对应的采集时间存储于所述存储组件中；

所述存储组件，还用于存储所述温度数据以及对应的采集时间。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述清管器数据采集设备还包括通用串行总线接口；

所述控制组件，还用于通过所述通用串行总线接口将所述存储组件中存储的惯导数据以及对应的采集时间上传至上位机中，以使所述上位机根据所述惯导数据生成所述清管器的行进轨迹，并基于所述惯导数据分析所述行进轨迹上的管道工况。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述清管器数据采集设备还包括工作指示灯，所述工作指示灯设置在所述清管器数据采集设备的壳体外侧，所述工作指示灯与所述控制组件相连；

所述工作指示灯用于指示所述清管器数据采集设备的工作状态；

所述控制组件还用于根据所述清管器数据采集设备的工作状态，按照预设规则控制所述工作指示灯进行指示。

10.根据权利要求1至9所述的设备，其特征在于，所述清管器数据采集设备还包括供电组件；

所述供电组件用于为所述控制组件、所述惯性传感组件、所述压力传感组件、所述温度传感组件、所述工作指示灯、所述霍尔传感器探头以及所述正交低频天线供电。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述供电组件包括一次性锂电池。

12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述管道工况包括管道中环焊缝的位置、管道变形、管道倾斜度以及管道弯头的位置中的至少一个。