CN107917952A - 油气管道检测设备及方法 - Google Patents

油气管道检测设备及方法 Download PDF

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魏长城
许瀚
陈志奎
刘旸
李冀鲲
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Abstract

本发明提供一种油气管道检测设备及方法，该油气管道检测设备包括设备本体，设备本体包括主控采集板、定位器、存储卡、通信接口及多个传感器。定位器、通信接口及多个传感器分别与主控采集板电性连接，主控采集板通过通信接口与处理设备通信连接。主控板用于在定位器采集到的位置信息固定不变时，控制定位器将该位置信息存储到存储卡，控制多个传感器将采集到的磁场强度存储到存储卡，并通过通信接口将存储卡中的数据发送给处理设备，以使处理设备根据每个位置信息对应的磁场强度是否发生跳变判断被测油气管道上与该位置信息对应的位置是否存在损伤。如此，可以实现对油气管道的无损检测。

Description

油气管道检测设备及方法
技术领域
本发明涉及管道损伤检测技术领域，具体而言，涉及一种油气管道检测设备及方法。
背景技术
油气的运输需要使用专门的油气管道，油气管道非常长也非常容易出现故障，因此需要工作人员进行检测及排查。现有的检测方法，通常是通过检测球在油气管道内流动，来检测油气管道是否损坏。
然而，一方面，这种做法必须要将油气管道的输送功能关闭，然后挖开地面，将油气管道打开放入检测球；另一方面，若管道太小无法通过检测求，将无法判断管道连接处是否损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种油气管道检测设备，所述油气管道检测设备包括设备本体，所述设备本体包括主控采集板、定位器、存储卡、通信接口及多个传感器；
所述定位器、通信接口及所述多个传感器分别与所述主控采集板电性连接，所述主控采集板通过所述通信接口与处理设备通信连接；
所述主控采集板用于在所述定位器采集到的位置信息固定不变时，控制所述定位器将所述位置信息存储到所述存储卡中，控制所述多个传感器将采集到的磁场强度存储到所述存储卡中，并通过所述通信接口将所述存储卡中的数据发送到所述处理设备，使所述处理设备根据每个位置信息对应的磁场强度是否发生跳变判断被测油气管道上与该位置信息对应的位置是否存在损伤。
可选地，所述多个传感器以阵列方式设置。
可选地，所述多个传感器与所述油气管道检测设备所在位置的地面相互平行。
可选地，所述定位器设置于所述多个传感器所在区域的中心位置。
可选地，所述油气管道检测设备还包括罩设于所述主控采集板外部的屏蔽防护罩，所述屏蔽防护罩用于将所述主控采集板与所述多个传感器隔离开。
可选地，所述油气管道检测设备还包括至少一个支撑架，所述设备本体通过所述支撑架支撑于所述被测油气管道的上方；
所述支撑架包括支撑件及连接于所述支撑件的承接件，所述承接件底部开设有开口，使安装于所述承接件的设备本体中的所述多个传感器能够测量到所述支撑架所在区域的磁场强度。
可选地，所述支撑件包括至少四个活动连接于所述承接件底部的支脚，每个所述支脚包括第一支撑部及活动连接于所述第一支撑部的第二支撑部；
所述第一支撑部转动连接于所述承接件的底部，所述第二支撑部可相对所述第一支撑部伸缩，从而改变所述承接件相对地面的距离。
可选地，所述第一支撑部与所述第二支撑部之间通过非铁磁材料制成的固定件进行相对固定。
可选地，在所述定位器采集到的位置信息固定不变时，所述主控采集板还用于针对每个所述传感器在每个预设时长内采集到的磁场强度，计算该磁场强度与所述传感器在该预设时长之前的预设时长内采集到的磁场强度的差值，并在所述差值位于预设范围时，确定所述传感器在该预设时长内采集到的磁场强度为有效数据；
当所述传感器在连续预设数量个预设时长内采集到的磁场强度均为有效数据时，所述主控采集板控制所述传感器将所述连续预设数量个预设时长内采集到的磁场强度存储到所述存储卡中。
本发明的另一目的在于提供一种油气管道检测方法，所述方法包括：
在待测的油气管道等间距地设置多个测试点，针对每个测试点，通过本发明实施例提供的油气管道检测设备中的定位器检测该测试点的位置信息；
当所述定位器检测到的位置信息固定不变时，获取所述油气管道检测设备中的传感器采集到的磁场强度并记录；
以检测到的位置信息为横坐标，检测到的磁场强度为纵坐标，生成被测油气管道的磁场强度坐标曲线；
基于所述磁场强度坐标曲线判断所述被测油气管道上与每个检测到的位置信息对应的位置的磁场强度变化情况；
根据磁致伸缩效应原理对每个位置的磁场强度变化情况进行分析，进而判断被测油气管道的该位置是否发生损伤。
相对于现有技术，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例提供一种油气管道检测设备及方法，油气管道检测设备包括设备本体，设备本体包括主控采集板、定位器、存储卡、通信接口及多个传感器。定位器、通信接口及多个传感器分别与主控采集板电性连接，主控采集板通过通信接口与处理设备通信连接。主控采集板在定位器采集到的位置信息固定不变时，控制定位器将该位置信息存储到存储卡中，控制多个传感器将采集到的磁场强度存储到存储卡中，并通过通信接口将存储卡中的数据发送给处理设备，使处理设备根据每个位置信息对应的磁场强度是否发生跳变判断被测油气管道上与该位置信息对应的位置是否存在损伤。如此，即可在不损坏油气管道的条件下，检测油气管道是否存在损伤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种油气管道检测设备的连接框图；
图2为本发明实施例提供的一种定位器的设置位置示意图；
图3为本发明实施例提供的一种支撑架的结构示意图；
图4为图3所示支撑架在另一视角下的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种油气管道检测方法的流程示意图。
图标：100-油气管道检测设备；110-设备本体；111-主控采集板；112-定位器；113-存储卡；114-通信接口；115-传感器；120-支撑架；121-支撑件；301-支脚；3011-第一支撑部；3012-第二支撑部；1213-开口；122-承接件；1221-开口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
如图1所示，是本发明实施例提供的一种油气管道检测设备100的连接框图，所述油气管道检测设备100包括设备本体110，所述设备本体110包括主控采集板111、定位器112、存储卡113、通信接口114及多个传感器115。
其中，所述定位器112、通信接口114及所述多个传感器115分别与所述主控采集板111电性连接，所述主控采集板111通过所述通信接口114与处理设备通信连接。
在本实施例中，所述定位器112用于采集所在位置的位置信息，也即，用于采集所述油气管道检测设备100的位置信息。所述传感器115可以是三维磁通门传感器，用于采集所在位置的磁场强度。实施时，所述三维磁通门传感器可以用于采集三个方向的磁场强度，并计算所述三个方向的磁场强度的合成磁场强度，并将所述三个方向的磁场强度以及所述合成磁场强度一并存储到所述存储卡113中。
所述定位器112及所述多个传感器115采集到的数据均可以存储到所述存储卡113中，至于具体在何时进行存储，可以由所述主控采集板111进行控制。
实施时，通常会在被测油气管道上等间距地设定多个测试点，并使用所述油气管道检测设备100检测每个测试点上方的磁场强度。
为了确保检测到的磁场强度均是同一测试点的磁场强度，需要在所述油气管道检测设备100的位置固定时存储所述多个传感器115采集到的磁场强度，以确保数据的准确性及有效性。
因而，在本实施例中，所述主控采集板111用于在所述定位器112采集到的位置信息固定不变时，控制所述定位器112将所述位置信息(即，固定不变的位置信息)存储到所述存储卡113中，再控制所述多个传感器115将采集到的磁场强度存储到所述存储卡113中。如此，在后续分析过程中，若基于所述多个传感器115采集到的磁场强度分析得到被测油气管道存在损伤，则可以根据存储的位置信息得知所述被测油气管道存在损伤的位置，从而进行相应的维修。
可选地，在本实施例中，所述定位器112可以是GPS(Global Positioning System，全球定位系统)定位器112，所述存储卡113可以是SD(Secure Digital)卡。
在本实施例中，所述主控采集板111还用于通过所述通信接口114将所述存储卡113中的数据发送到所述处理设备，以使所述处理设备根据每个位置信息对应的磁场强度是否发生跳变判断被测油气管道上与该位置信息对应的位置是否存在损伤。
应当理解，本实施例中，所述处理设备是基于逆磁伸缩效应的原理，通过地磁场的弱磁层析法，对所述被测油气管道上方的磁场强度进行分析，进而判断得出所述被测油气管道的相应位置是否存在损伤的。
可选地，在本实施例中，所述设备本体110可以包括三个、四个或五个所述传感器115，本实施例中对其具体数量不做限制。
所述多个传感器115可以阵列方式设置，以增加检测到的磁场强度的可靠性，提高信噪比。
进一步地，所述多个传感器115可以与所述油气管道检测设备100所在位置的地面相互平行。
进一步地，所述定位器112可以设置于所述多个传感器115所在区域的中心位置，以使工作人员在检测到损伤时，能够根据所述定位器112采集到的位置信息准确地确定损伤所在的位置。
其中，如图2所示，所述中心位置可以指以所述多个传感器115所在线段的中点为球心，以预设的长度(如，10～50厘米)为半径的球形范围S，换言之，当所述定位器112位于在该球形范围S内时，均可视作所述定位器112位于所述多个传感器115所在区域的中心位置。
可选地，在本实施例中，所述设备本体110还可以包括屏蔽防护罩，所述屏蔽防护罩设置于所述主控采集板111的外部，以将所述主控采集板111与所述多个传感器115隔离开。如此，可以避免主控采集板111对各个所述传感器115产生干扰，进而影响到各所述传感器115的工作进度。
可选地，请再参阅图1，所述油气管道检测设备100还可以包括至少一个支撑架120，所述设备本体可以通过所述支撑架120支撑于所述被测油气管道的上方。
请结合参阅图3和图4，所述支撑架120包括支撑件121及连接于所述支撑件121的承接件122，所述承接件122的底部开设有开口1221，避免挡住所述设备本体110中的各传感器115，也即，使安装于所述承接件122的设备本体110中的多个传感器115能够测量到所述支撑架120所在区域的磁场强度。
可选地，所述支撑件121可以包括至少四个活动连接于所述承接件122底部的支脚301，每个所述支脚301包括第一支撑部3011(图3未示出)及活动连接于所述第一支撑部3011的第二支撑部3022(图3未示出)。
所述第一支撑部3011转动连接于所述承接件122的底部，通过转动所述第一支撑部3011，可以调节所述第一支撑部3011所在支脚301相对于所述承接件122的底部的角度。
所述第二支撑部3012可相对所述第一支撑部3011伸缩，从而改变所述承接件122相对地面的距离。
可选地，在本实施例中，所述第一支撑部3011与所述第二支撑部3012之间可以通过非铁磁材料(例如，橡胶)制成的固定件进行相对固定，如此，可以避免对磁场造成影响，进而导致所述多个传感器115采集到的磁场强度不准确。
可选地，在本实施例中，由于所述支撑架120具有一定的宽度，且该宽度可以提前测定，因此，在实施过程中，可以通过所述支撑架120的宽度来测量两个测试点之间的距离，以使每两个实际测试点之间的距离等于预先确定的长度。
进一步地，根据所述支撑架120的宽度及每两个测试点之间的距离可以选择使用一个、两个或多个支撑架120。
可选地，在本实施例中，为了避免误采集，可以采用窗口式均衡算法控制所述多个传感器115将采集到的磁场强度存储到所述存储卡113中。
详细地，在所述定位器112采集到的位置信息固定不变时，所述主控采集板111还用于针对每个所述传感器115在每个预设时长内采集到的磁场强度，计算该磁场强度与所述传感器115在该预设时长之前的预设时长内采集到的磁场强度的差值，并在所述差值位于预设范围时，确定所述传感器115在该预设时长内采集到的磁场强度为有效数据。
当所述传感器115在连续预设数量个预设时长内采集到的磁场强度均为有效数据时，所述主控采集板111控制所述传感器115将所述连续预设数量个预设时长内采集到的磁场强度存储到所述存储卡113中。
其中，所述预设的范围可以称作均衡范围。
现在以一个传感器115为例，针对上述窗口式均衡算法举例进行说明：
假设所述预设时长为1秒，则针对每一秒tn采集到的磁场强度An，会计算该磁场强度An与tn的前一秒tn-1采集到的磁场强度An-1之间的差值，并判断所述差值是否在预设的范围内，若是，则确定An为有效数据。
其中，基于上述分析可知，磁场强度An和An-1均包括三个方向的磁场强度(假设是X、Y和Z三个方向)及所述三个方向的合成磁场强度。因而，所述主控采集板111中可以存储有X方向的磁场强度的均衡范围、Y方向的磁场强度的均衡范围或Z方向的磁场强度的均衡范围。
根据所述主控采集板111中存储的均衡范围，所述主控采集板111可以选择计算与该均衡范围对应的方向的磁场强度的差值。
可选地，在本实施例中，所述均衡范围可以根据所述被测油气管道的磁场强度与所述被测油气管道所在环境的油气管道之间的差值确定。
仍旧以所述预设时长是1秒为例，实施时，若预设数量秒采集到的磁场强度均为有效数据，则可以将该预设数量秒采集到的磁场强度均存储到所述存储卡113中。
假设所述预设数量为10，若在第5秒采集到的磁场强度与第4秒采集到的磁场强度超出了相应的均衡范围，则表明该第5秒采集到的磁场强度并非有效值，同时需要将前4个有效数据也摒弃掉，重新进行采集，直到检测连续10个有效数据时，才将该10个有效数据存储到存储卡113中。
如图5所示，本发明实施例还提供一种油气管道检测方法，所述方法包括：
步骤S110，在待测的油气管道等间距地设置多个测试点，针对每个测试点，通过所述油气管道检测设备100中的定位器112检测该测试点的位置信息。
其中，所述油气管道检测设备100是指本发明实施例提供的油气管道检测设备100。
步骤S120，当所述定位器112检测到的位置信息固定不变时，获取所述油气管道检测设备100中的传感器115采集到的磁场强度并记录。
步骤S130，以检测到的位置信息为横坐标，检测到的磁场强度为纵坐标，生成被测油气管道的磁场强度坐标曲线。
其中，所述检测到的磁场强度是指根据所述传感器115检测的三个方向的磁场强度计算得到的合成磁场强度。
步骤S140，基于所述磁场强度坐标曲线判断所述被测油气管道上与每个检测到的位置信息对应的位置的磁场强度变化情况。
步骤S150，根据逆磁伸缩效应原理对每个位置的磁场强度变化情况进行分析，进而判断被测油气管道的该位置是否发生损伤。
综上所述，本发明实施例提供一种油气管道检测设备100及方法，油气管道检测设备100包括设备本体110，设备本体110包括主控采集板111、定位器112、存储卡113、通信接口114及多个传感器115。定位器112、通信接口114及多个传感器115分别与主控采集板111电性连接，主控采集板111通过通信接口114与处理设备通信连接。主控采集板111在定位器112采集到的位置信息固定不变时，控制定位器112将该位置信息存储到存储卡113中，控制多个传感器115将采集到的磁场强度存储到存储卡113中，并通过通信接口114将存储卡113中的数据发送给处理设备，使处理设备根据每个位置信息对应的磁场强度是否发生跳变判断被测油气管道上与该位置信息对应的位置是否存在损伤。如此，即可在不损坏油气管道的条件下，检测油气管道是否存在损伤。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”、“平行”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种油气管道检测设备，其特征在于，所述油气管道检测设备包括设备本体，所述设备本体包括主控采集板、定位器、存储卡、通信接口及多个传感器；
所述定位器、通信接口及所述多个传感器分别与所述主控采集板电性连接，所述主控采集板通过所述通信接口与处理设备通信连接；
所述主控采集板用于在所述定位器采集到的位置信息固定不变时，控制所述定位器将所述位置信息存储到所述存储卡中，控制所述多个传感器将采集到的磁场强度存储到所述存储卡中，并通过所述通信接口将所述存储卡中的数据发送到所述处理设备，使所述处理设备根据每个位置信息对应的磁场强度是否发生跳变判断被测油气管道上与该位置信息对应的位置是否存在损伤。
2.根据权利要求1所述的油气管道检测设备，其特征在于，所述多个传感器以阵列方式设置。
3.根据权利要求2所述的油气管道检测设备，其特征在于，所述多个传感器与所述油气管道检测设备所在位置的地面相互平行。
4.根据权利要求3所述的油气管道检测设备，其特征在于，所述定位器设置于所述多个传感器所在区域的中心位置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的油气管道检测设备，其特征在于，所述设备本体还包括罩设于所述主控采集板外部的屏蔽防护罩，所述屏蔽防护罩用于将所述主控采集板与所述多个传感器隔离开。
6.根据权利要求1-4任一项所述的油气管道检测设备，其特征在于，所述油气管道检测设备还包括至少一个支撑架，所述设备本体通过所述支撑架支撑于所述被测油气管道的上方；
所述支撑架包括支撑件及连接于所述支撑件的承接件，所述承接件底部开设有开口，使安装于所述承接件的设备本体中的所述多个传感器能够测量到所述支撑架所在区域的磁场强度。
7.根据权利要求6所述的油气管道检测设备，其特征在于，所述支撑件包括至少四个活动连接于所述承接件底部的支脚，每个所述支脚包括第一支撑部及活动连接于所述第一支撑部的第二支撑部；
所述第一支撑部转动连接于所述承接件的底部，所述第二支撑部可相对所述第一支撑部伸缩，从而改变所述承接件相对地面的距离。
8.根据权利要求7所述的油气管道检测设备，其特征在于，所述第一支撑部与所述第二支撑部之间通过非铁磁材料制成的固定件进行相对固定。
9.根据权利要求1-3任一项所述的油气管道检测设备，其特征在于，在所述定位器采集到的位置信息固定不变时，所述主控采集板还用于针对每个所述传感器在每个预设时长内采集到的磁场强度，计算该磁场强度与所述传感器在该预设时长之前的预设时长内采集到的磁场强度的差值，并在所述差值位于预设范围时，确定所述传感器在该预设时长内采集到的磁场强度为有效数据；
当所述传感器在连续预设数量个预设时长内采集到的磁场强度均为有效数据时，所述主控采集板控制所述传感器将所述连续预设数量个预设时长内采集到的磁场强度存储到所述存储卡中。
10.一种油气管道检测方法，其特征在于，所述方法包括：
在待测的油气管道等间距地设置多个测试点，针对每个测试点，通过权利要求1-9任一项所述的油气管道检测设备中的定位器检测该测试点的位置信息；
当所述定位器检测到的位置信息固定不变时，获取所述油气管道检测设备中的传感器采集到的磁场强度并记录；
以检测到的位置信息为横坐标，检测到的磁场强度为纵坐标，生成被测油气管道的磁场强度坐标曲线；
基于所述磁场强度坐标曲线判断所述被测油气管道上与每个检测到的位置信息对应的位置的磁场强度变化情况；
根据磁致伸缩效应原理对每个位置的磁场强度变化情况进行分析，进而判断被测油气管道的该位置是否发生损伤。
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