CN109506578A - 一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，包括由前至后依次同轴连接在小口径管道内的第一测量车、第二测量车、第一信号处理车、第二信号处理车、第三测量车、电源转换车、电池车和电磁定位车，相邻的两个车体之间通过软管连接，电磁定位车远离电池车的一端设置有里程计量机构，小口径管道的输入端口上安装有法兰盘，法兰盘远离小口径管道的一端安装有与小口径管道连通的高压气管。本发明设计新颖，信号处理车安插在三个测量车之间，减少信号传输长度和信号干扰，利用里程计量机构记录车体的行进里程，采用外部高压气源对一字型车体进行推动，减少车体自身加装驱动装置耗费电能，延长电池车的续航能力。

Description

一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统

技术领域

本发明属于小口径管道内壁涂层测厚技术领域，具体涉及一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统。

背景技术

管道防腐技术是避免管道遭受输送介质(石油、天然气等)腐蚀的防护技术。被输送的油、气大多具有腐蚀性，管道内壁长期接触这些腐蚀性介质会遭到腐蚀的侵害。一旦管壁被腐蚀过薄就会无法耐压，甚至被腐蚀穿孔，造成油、气漏失，不仅使运输中断，而且会污染环境，甚至引起火灾，对人身及财产带来损害。因目前的输送管道多为钢材，长输管道的防腐工程就更加不可缺少。但是，由于钢材管道投资巨大，应用广泛，不可能频繁更换，那么在其长期使用中，常常会产生防腐失效。由于多数金属管道本身并没有防腐性能，内防腐层一旦失效，腐蚀介质直接腐蚀金属管壁，很快就会导致介质泄露，那么对管道内防腐涂层的检测就尤为重要。只要对管道内壁进行检测，发现管道内防腐的薄弱环节，有针对性地进行管内防腐工程，就能防止管道内壁的腐蚀。现有检测技术多数适用于大管径内壁涂层的检测，对小管径的涂层检测极少，而且小管径检测机器人受到电池能量限制，行程小于800m，无法对整个长输管线进行全程检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其设计新颖合理，将第一测量车、第二测量车、第一信号处理车、第二信号处理车、第三测量车、电源转换车、电池车和电磁定位车由前至后依次同轴连接，排成一字型，信号处理车安插在三个测量车之间，减少信号传输长度和信号干扰，利用里程计量机构记录车体的行进里程，采用外部高压气源对一字型车体进行推动，减少车体自身加装驱动装置耗费电能，延长电池车的续航能力，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：包括由前至后依次同轴连接在小口径管道内的第一测量车、第二测量车、第一信号处理车、第二信号处理车、第三测量车、电源转换车、电池车和电磁定位车，相邻的两个车体之间通过软管连接，电磁定位车远离电池车的一端设置有里程计量机构，小口径管道的输入端口上安装有法兰盘，法兰盘远离小口径管道的一端安装有与小口径管道连通的高压气管，第一测量车、第二测量车和第三测量车均包括中空结构的测量车体以及设置在测量车体内用于安装激光传感器和涡流传感器的传感器座，激光传感器的检测面外侧设置有安装在测量车体上的激光护罩，涡流传感器的检测面外侧设有安装在测量车体上的涡流保护罩，激光护罩和所述涡流保护罩形成测量车体的铣扁面，激光传感器的检测面和涡流传感器的检测面相平行且均朝向测量车体的铣扁面，激光传感器的激光检测线与涡流传感器的中轴线所形成的平面穿过测量车体的中轴线；

激光传感器为第一激光传感器、第二激光传感器或第三激光传感器，涡流传感器为第一涡流传感器、第二涡流传感器或第三涡流传感器，第一激光传感器和第一涡流传感器均设置在第一测量车的测量车体内，第二激光传感器和第二涡流传感器均设置在第二测量车的测量车体内，第三激光传感器和第三涡流传感器均设置在第三测量车的测量车体内，第一激光传感器的激光检测线与第一涡流传感器的中轴线形成的第一平面，第二激光传感器的激光检测线与第二涡流传感器的中轴线形成的第二平面，第三激光传感器的激光检测线与第三涡流传感器的中轴线形成的第三平面，所述第一平面、所述第二平面和所述第三平面互成120°。

上述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述第一信号处理车和第二信号处理车均包括中空结构的信号处理车体以及设置在信号处理车体内用于安装电磁放大器的放大器支架和用于安装信号处理电路板的信号处理电路板支架，信号处理车体上开设有与信号处理电路板信号输出端连接的USB接口，第一信号处理车内的电磁放大器与第一涡流传感器和第二涡流传感器连接，第二信号处理车内的电磁放大器与第三涡流传感器连接，第一信号处理车内的信号处理电路板上集成有用于调理第一激光传感器和第一涡流传感器采集的信号的第一信号调理模块，以及用于调理第二激光传感器和第二涡流传感器采集的信号的第二信号调理模块，第二信号处理车内的信号处理电路板上集成有微处理器模块以及用于调理第三激光传感器和第三涡流传感器采集的信号的第三信号调理模块，第一涡流传感器通过第一信号处理车内的电磁放大器与第一信号调理模块连接，第二涡流传感器通过第一信号处理车内的电磁放大器与第二信号调理模块连接，第三涡流传感器通过第二信号处理车内的电磁放大器与第三信号调理模块连接，第一信号调理模块、第二信号调理模块和第三信号调理模块均与微处理器模块连接，微处理器模块上连接有SD卡存储模块。

上述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述电池车包括电池车体和设置在电池车体内的电池组，电池组与电池车体之间设置有第一缓冲垫。

上述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述电源转换车包括电源转换车体和设置在电源转换车体内用于安装电源转换模块的电源转换模块支架，电源转换车体上设置有电源开关和复位开关，电源开关串联在电池组和电源转换模块之间的供电回路中，电池组为24V直流电源，电源转换模块包括24V直流电转12V直流电模块、12V直流电转5V直流电模块和5V直流电转3.3V直流电模块，激光传感器和涡流传感器均通过12V直流电供电，第一信号调理模块、第二信号调理模块和第三信号调理模块均通过5V直流电供电，微处理器模块通过3.3V直流电供电，微处理器模块为STM32F103微处理器模块，复位开关串联在3.3V直流电为STM32F103微处理器模块供电的供电回路中。

上述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述电磁定位车包括电磁定位车体和设置在电磁定位车体内的电磁定位模块，电磁定位模块和电磁定位车体之间设置有缓冲槽，电磁定位模块通过3.3V直流电供电。

上述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述测量车体、信号处理车体、电源转换车体、电池车体和电磁定位车体的前后两端均设置有车盖，量车体、信号处理车体、电源转换车体、电池车体和电磁定位车体前端的车盖前侧均设置有车头盘，车头盘为中空结构的圆台形车头盘，所述圆台形车头盘的前端面直径小于所述圆台形车头盘的后端面直径，量车体、信号处理车体、电源转换车体、电池车体和电磁定位车体前端的车盖均安装在所述圆台形车头盘的后端面上，量车体、信号处理车体、电源转换车体、电池车体和电磁定位车体的横截面直径小于所述圆台形车头盘的后端面直径，量车体、信号处理车体、电源转换车体、电池车体和电磁定位车体后端的车盖后侧均设置有弧形中空结构的车尾座，量车体、信号处理车体、电源转换车体、电池车体和电磁定位车体的横截面直径不大于车尾座的横截面直径，所述圆台形车头盘内固定安装有皮碗；电池组与电池车体上安装的车盖之间设置有橡胶垫，电磁定位模块与电磁定位车体上安装的车盖之间设置有第二缓冲垫。

上述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述里程计量机构包括与电磁定位车连接的固定底座以及设置在固定底座上的第一行程计量轮、第二行程计量轮和支撑轮，固定底座上设置有与第一行程计量轮配合的第一环座、与第二行程计量轮配合的第二环座和与支撑轮配合的第三环座，第一行程计量轮通过第一轮轴与第一环座配合，第二行程计量轮通过第二轮轴与第二环座配合，支撑轮通过第三轮轴与第三环座配合，第一轮轴上套设有与第一行程计量轮连接的第一扭簧和用于封锁第一扭簧的第一自锁螺母，第二轮轴上套设有与第二行程计量轮连接的第二扭簧和用于封锁第二扭簧的第二自锁螺母，第三轮轴上套设有与支撑轮连接的第三扭簧和用于封锁第三扭簧的第三自锁螺母，第一行程计量轮和第二行程计量轮上均安装有与微处理器模块连接里程编码模块。

上述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述第一环座的几何中心点、所述第二环座的几何中心点和所述第三环座的几何中心点的相互连线形成正三角形。

上述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述第一信号调理模块、第二信号调理模块和第三信号调理模块均为模数转换模块。

上述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述缓冲槽为EVA缓冲槽，第一缓冲垫为珍珠棉缓冲垫，第二缓冲垫为EVA缓冲垫。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过设置第一测量车、第二测量车、第一信号处理车、第二信号处理车、第三测量车、电源转换车、电池车和电磁定位车由前至后依次同轴连接，排成一字型，第一信号处理车和第二信号处理车安插在第二测量车和第三测量车之间，通过第一信号处理车处理第一测量车和第二测量车采集的数据，通过第二信号处理车处理第三测量车采集的数据，减少第一测量车和第二测量车的数据通信距离，减少信号干扰，数据处理精度高，便于推广使用。

2、本发明通过设置电池车和电源转换车为第一测量车、第二测量车、第一信号处理车、第二信号处理车、第三测量车和电磁定位车提供不同电压的供电电源，且电能供给仅仅用于数据的采集和预处理，不对车体本身进行驱动，功耗低，可实现长时间长距离的电能供给，延长电池车的续航能力，车体本身的移动通过外部高压气源通过高压气管向车体提供动力，资源广，可靠稳定，使用效果好。

3、本发明利用激光传感器检测距离小口径管道内壁防腐涂层的距离，利用涡流传感器检测距离穿过防腐涂层后至小口径管道金属层的距离，利用同一位置的距离差获取小口径管道内壁防腐涂层的厚度，原理简单，测量精度高，且激光传感器和涡流传感器均为三个，一个激光传感器和一个涡流传感器组成一个测量单元，且一个测量单元中的激光传感器的激光检测线与涡流传感器的中轴线所形成的平面穿过测量车体的中轴线，三个测量单元同时工作实现对小口径管道一周的防腐涂层的测量，测量效果好。

4、本发明设计新颖合理，采用电磁定位车实时定位车体的实时位置，便于工组人员获取车体位置，实现对于不明故障原因位置进行精确定位，利用里程计量机构记录车体的行进里程，无拖线，易携带，操作简单，便于推广使用。

综上所述，本发明设计新颖合理，将第一测量车、第二测量车、第一信号处理车、第二信号处理车、第三测量车、电源转换车、电池车和电磁定位车由前至后依次同轴连接，排成一字型，信号处理车安插在三个测量车之间，减少信号传输长度和信号干扰，利用里程计量机构记录车体的行进里程，采用外部高压气源对一字型车体进行推动，减少车体自身加装驱动装置耗费电能，延长电池车的续航能力，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明测量车的结构示意图。

图3为本发明信号处理车的结构示意图。

图4为本发明电源转换车的结构示意图。

图5为本发明电池车的结构示意图。

图6为本发明电磁定位车的结构示意图。

图7为本发明里程计量机构的结构示意图。

图8为本发明的电路原理框图。

图9为本发明第一测量车、第二测量车、第一信号处理车、第二信号处理车、第三测量车、电源转换车、电池车、电磁定位车和里程计量机构的结构装配图。

附图标记说明:

1—第一测量车； 2—第二测量车； 3—第一信号处理车；

4—第二信号处理车； 5—第三测量车； 6—电源转换车；

7—电池车； 8—电磁定位车； 9—软管；

10—里程计量机构； 11—皮碗； 12—车盖；

13—激光护罩； 14—激光传感器；

14-1—第一激光传感器； 14-2—第二激光传感器；

14-3—第三激光传感器； 15—传感器座；

16—第一螺钉； 17—涡流传感器；

17-1—第一涡流传感器； 17-2—第二涡流传感器；

17-3—第三涡流传感器； 18—第二螺钉；

20—测量车体； 21—第三螺钉； 25—信号处理车体；

26—放大器支架； 27—电磁放大器；

28—信号处理电路板支架； 29—信号处理电路板；

30—USB接口； 34—第四螺钉； 35—第五螺钉；

36—电源转换车体； 37—电源开关；

38—复位开关； 39—电源转换模块支架；

40—电源转换模块； 41—电池车体； 42—第一缓冲垫；

43—电池组； 44—橡胶垫； 45—电磁定位车体；

46—缓冲槽； 47—电磁定位模块； 48—第二缓冲垫；

50—固定底座； 51—第一行程计量轮； 52—第一行程计量轮；

53—支撑轮； 54—第一轮轴； 55—第二轮轴；

56—第三轮轴； 57—第一自锁螺母； 58—第二自锁螺母；

59—第三自锁螺母； 60—第一扭簧； 61—第二扭簧；

62—第三扭簧； 63—小口径管道； 64—法兰盘；

65—高压气管； 66—第一信号调理模块；

67—第二信号调理模块； 68—第三信号调理模块；

69—微处理器模块； 70—里程编码模块； 71—SD卡存储模块；

72—车头盘； 73—车尾座。

具体实施方式

如图1、图2、图8和图9所示，本发明包括由前至后依次同轴连接在小口径管道63内的第一测量车1、第二测量车2、第一信号处理车3、第二信号处理车4、第三测量车5、电源转换车6、电池车7和电磁定位车8，相邻的两个车体之间通过软管9连接，电磁定位车8远离电池车7的一端设置有里程计量机构10，小口径管道63的输入端口上安装有法兰盘64，法兰盘64远离小口径管道63的一端安装有与小口径管道63连通的高压气管65，第一测量车1、第二测量车2和第三测量车5均包括中空结构的测量车体20以及设置在测量车体20内用于安装激光传感器14和涡流传感器17的传感器座15，激光传感器14的检测面外侧设置有安装在测量车体20上的激光护罩13，涡流传感器17的检测面外侧设有安装在测量车体20上的涡流保护罩，激光护罩13和所述涡流保护罩形成测量车体20的铣扁面，激光传感器14的检测面和涡流传感器17的检测面相平行且均朝向测量车体20的铣扁面，激光传感器14的激光检测线与涡流传感器17的中轴线所形成的平面穿过测量车体20的中轴线；

激光传感器14为第一激光传感器14-1、第二激光传感器14-2或第三激光传感器14-3，涡流传感器17为第一涡流传感器17-1、第二涡流传感器17-2或第三涡流传感器17-3，第一激光传感器14-1和第一涡流传感器17-1均设置在第一测量车1的测量车体20内，第二激光传感器14-2和第二涡流传感器17-2均设置在第二测量车2的测量车体20内，第三激光传感器14-3和第三涡流传感器17-3均设置在第三测量车3的测量车体20内，第一激光传感器14-1的激光检测线与第一涡流传感器17-1的中轴线形成的第一平面，第二激光传感器14-2的激光检测线与第二涡流传感器17-2的中轴线形成的第二平面，第三激光传感器14-3的激光检测线与第三涡流传感器17-3的中轴线形成的第三平面，所述第一平面、所述第二平面和所述第三平面互成120°。

需要说明的是，第一测量车1、第二测量车2、第一信号处理车3、第二信号处理车4、第三测量车5、电源转换车6、电池车7和电磁定位车8由前至后依次同轴连接，排成一字型，第一信号处理车3和第二信号处理车4安插在第二测量车2和第三测量5车之间，通过第一信号处理车3处理第一测量车1和第二测量2车采集的数据，通过第二信号处理车4处理第三测量车5采集的数据，减少第一测量车1和第二测量车2的数据通信距离，减少信号干扰，数据处理精度高；电池车7和电源转换车6为第一测量车1、第二测量车2、第一信号处理车3、第二信号处理车4、第三测量车5和电磁定位车8提供不同电压的供电电源，且电能供给仅仅用于数据的采集和预处理，不对车体本身进行驱动，功耗低，可实现长时间长距离的电能供给，延长电池车7的续航能力，车体本身的移动通过外部高压气源通过高压气管65向车体提供动力，资源广，可靠稳定，使用效果好,；利用激光传感器14检测距离小口径管道内壁防腐涂层的距离，利用涡流传感器17检测距离穿过防腐涂层后至小口径管道金属层的距离，利用同一位置的距离差获取小口径管道内壁防腐涂层的厚度，原理简单，测量精度高，且激光传感器14和涡流传感器17均为三个，一个激光传感器14和一个涡流传感器17组成一个测量单元，且一个测量单元中的激光传感器14的激光检测线与涡流传感器17的中轴线所形成的平面穿过测量车体的中轴线，三个测量单元同时工作实现对小口径管道一周的防腐涂层的测量，测量效果好；采用电磁定位车8实时定位车体的实时位置，便于工组人员获取车体位置，实现对于不明故障原因位置进行精确定位，利用里程计量机构10记录车体的行进里程，无拖线，易携带，操作简单。

实际使用时，激光传感器14的检测面外侧设置有安装在测量车体20上的激光护罩13，涡流传感器17的检测面外侧设有安装在测量车体20上的涡流保护罩，用于保护激光传感器14和涡流传感器17不受环境干扰。

如图3所示，本实施例中，所述第一信号处理车3和第二信号处理车4均包括中空结构的信号处理车体25以及设置在信号处理车体25内用于安装电磁放大器27的放大器支架26和用于安装信号处理电路板29的信号处理电路板支架28，信号处理车体25上开设有与信号处理电路板29信号输出端连接的USB接口30，第一信号处理车3内的电磁放大器27与第一涡流传感器17-1和第二涡流传感器17-2连接，第二信号处理车4内的电磁放大器27与第三涡流传感器17-3连接，第一信号处理车3内的信号处理电路板29上集成有用于调理第一激光传感器14-1和第一涡流传感器17-1采集的信号的第一信号调理模块66，以及用于调理第二激光传感器14-2和第二涡流传感器17-2采集的信号的第二信号调理模块67，第二信号处理车4内的信号处理电路板29上集成有微处理器模块69以及用于调理第三激光传感器14-3和第三涡流传感器17-3采集的信号的第三信号调理模块68，第一涡流传感器17-1通过第一信号处理车3内的电磁放大器27与第一信号调理模块66连接，第二涡流传感器17-2通过第一信号处理车3内的电磁放大器27与第二信号调理模块67连接，第三涡流传感器17-3通过第二信号处理车4内的电磁放大器27与第三信号调理模块68连接，第一信号调理模块66、第二信号调理模块67和第三信号调理模块68均与微处理器模块69连接，微处理器模块69上连接有SD卡存储模块71。

需要说明的是，涡流传感器17采集的信号微弱且存在干扰，其中，第一涡流传感器17-1通过第一信号处理车3内的电磁放大器27进行信号放大处理，第二涡流传感器17-2通过第一信号处理车3内的电磁放大器27进行信号放大处理，便于信号调理模块处理，第三涡流传感器17-3通过第二信号处理车4内的电磁放大器27进行信号放大处理，便于信号调理模块处理，第一信号处理车3和第二信号处理车4依次连接便于就近实现微处理器模块69对第一信号调理模块66、第二信号调理模块67和第三信号调理模块68的信号处理，微处理器模块69上连接SD卡存储模块71的目的是便于记录小口径管道63全程数据，便于后续数据导出分析，本实施例中，所述第一信号调理模块66、第二信号调理模块67和第三信号调理模块68均为模数转换模块。

如图5所示，本实施例中，所述电池车7包括电池车体41和设置在电池车体41内的电池组43，电池组43与电池车体41之间设置有第一缓冲垫42。

需要说明的是，电池组43与电池车体41之间设置第一缓冲垫42的目的是减少车体在小口径管道63内运行时振动对车体带来的干扰，本实施例中，第一缓冲垫42采用珍珠棉缓冲垫，成本低，效果好。

如图4所示，本实施例中，所述电源转换车6包括电源转换车体36和设置在电源转换车体36内用于安装电源转换模块40的电源转换模块支架39，电源转换车体36上设置有电源开关37和复位开关38，电源开关37串联在电池组43和电源转换模块40之间的供电回路中，电池组43为24V直流电源，电源转换模块40包括24V直流电转12V直流电模块、12V直流电转5V直流电模块和5V直流电转3.3V直流电模块，激光传感器14和涡流传感器17均通过12V直流电供电，第一信号调理模块66、第二信号调理模块67和第三信号调理模块68均通过5V直流电供电，微处理器模块69通过3.3V直流电供电，微处理器模块69为STM32F103微处理器模块，复位开关38串联在3.3V直流电为STM32F103微处理器模块供电的供电回路中。

如图6所示，本实施例中，所述电磁定位车8包括电磁定位车体45和设置在电磁定位车体45内的电磁定位模块47，电磁定位模块47和电磁定位车体45之间设置有缓冲槽46，电磁定位模块47通过3.3V直流电供电。

需要说明的是，电磁定位模块47和电磁定位车体45之间设置缓冲槽46的目的一是为了减少车体在小口径管道63内运行时振动对车体带来的干扰，二是为了给数据线和电源线留有走线的空间。本实施例中，所述缓冲槽46为EVA缓冲槽，第二缓冲垫48为EVA缓冲垫。

如图2至图6所示，本实施例中，所述测量车体20、信号处理车体25、电源转换车体36、电池车体41和电磁定位车体45的前后两端均设置有车盖12，量车体20、信号处理车体25、电源转换车体36、电池车体41和电磁定位车体45前端的车盖12前侧均设置有车头盘72，车头盘72为中空结构的圆台形车头盘，所述圆台形车头盘的前端面直径小于所述圆台形车头盘的后端面直径，量车体20、信号处理车体25、电源转换车体36、电池车体41和电磁定位车体45前端的车盖12均安装在所述圆台形车头盘的后端面上，量车体20、信号处理车体25、电源转换车体36、电池车体41和电磁定位车体45的横截面直径小于所述圆台形车头盘的后端面直径，量车体20、信号处理车体25、电源转换车体36、电池车体41和电磁定位车体45后端的车盖12后侧均设置有弧形中空结构的车尾座73，量车体20、信号处理车体25、电源转换车体36、电池车体41和电磁定位车体45的横截面直径不大于车尾座73的横截面直径，所述圆台形车头盘内固定安装有皮碗11；电池组43与电池车体41上安装的车盖12之间设置有橡胶垫44，电磁定位模块与电磁定位车体上安装的车盖12之间设置有第二缓冲垫48。

需要说明的是，测量车体20、信号处理车体25、电源转换车体36、电池车体41和电磁定位车体45的前后两端均设置有车盖12，便于对第一测量车1、第二测量车2、第一信号处理车3、第二信号处理车4、第三测量车5、电源转换车6、电池车7和电磁定位车8进行密封，量车体20、信号处理车体25、电源转换车体36、电池车体41和电磁定位车体45前端的车盖12前侧均设置有车头盘72，实现行进过程中对第一测量车1、第二测量车2、第一信号处理车3、第二信号处理车4、第三测量车5、电源转换车6、电池车7和电磁定位车8进行障碍物排查，减少障碍物直接作用于第一测量车1上，对第一测量车1造成损坏，车头盘72为中空结构的圆台形车头盘且所述圆台形车头盘的前端面直径小于所述圆台形车头盘的后端面直径，减少车体前进的阻力，量车体20、信号处理车体25、电源转换车体36、电池车体41和电磁定位车体45的横截面直径小于所述圆台形车头盘的后端面直径，为第一测量车1、第二测量车2和第三测量车5探测至小口径管道63距离留有距离余量，增大第一测量车1、第二测量车2和第三测量车5的探测精度，避免距离太近，造成探测失效；量车体20、信号处理车体25、电源转换车体36、电池车体41和电磁定位车体45后端的车盖12后侧均设置有弧形中空结构的车尾座73，各个车尾座73与各个车头盘72配合，支撑整个车体的同时，减少车体的行进阻力；所述圆台形车头盘内固定安装有皮碗11，实现对各个车头盘72的密封，同时可减少车体的质量，便于车体的快速行进。

如图7所示，本实施例中，所述里程计量机构10包括与电磁定位车8连接的固定底座50以及设置在固定底座50上的第一行程计量轮51、第二行程计量轮52和支撑轮53，固定底座50上设置有与第一行程计量轮51配合的第一环座、与第二行程计量轮52配合的第二环座和与支撑轮53配合的第三环座，第一行程计量轮51通过第一轮轴54与第一环座配合，第二行程计量轮52通过第二轮轴55与第二环座配合，支撑轮53通过第三轮轴56与第三环座配合，第一轮轴54上套设有与第一行程计量轮51连接的第一扭簧60和用于封锁第一扭簧60的第一自锁螺母57，第二轮轴55上套设有与第二行程计量轮52连接的第二扭簧61和用于封锁第二扭簧61的第二自锁螺母58，第三轮轴56上套设有与支撑轮53连接的第三扭簧62和用于封锁第三扭簧62的第三自锁螺母59，第一行程计量轮51和第二行程计量轮52上均安装有与微处理器模块69连接里程编码模块70。

需要说明的是，固定底座50上设置第一行程计量轮51和第二行程计量轮52，两个行程计量轮同时对车体的行进里程进行记录，确保里程记录可靠有效，第一行程计量轮51通过第一轮轴54与第一环座配合，第二行程计量轮52通过第二轮轴55与第二环座配合，支撑轮53通过第三轮轴54与第三环座配合，实现第一行程计量轮51、第二行程计量轮52和支撑轮53的转动，可与多尺寸口径管道配合，第一轮轴54上套设有与第一行程计量轮51连接的第一扭簧60，第二轮轴55上套设有与第二行程计量轮52连接的第二扭簧61，第三轮轴56上套设有与支撑轮53连接的第三扭簧62，可提供对管道内壁一定的压力，防止行进过程中第一行程计量轮51、第二行程计量轮52和支撑轮53与管道内壁打滑，精确测量距离。

如图7所示，本实施例中，所述第一环座的几何中心点、所述第二环座的几何中心点和所述第三环座的几何中心点的相互连线形成正三角形。

需要说明的是，第一环座的几何中心点、所述第二环座的几何中心点和所述第三环座的几何中心点的相互连线形成正三角形的目的是保证第一行程计量轮51、第二行程计量轮52和支撑轮53均匀的分布在固定底座50，形成对称结构，避免车体行进过程的不平衡，稳定可靠。

实际安装中，激光传感器14通过第一螺钉16固定在传感器座15上，测量车体20的两端使用第二螺钉18与车盖12连接，车盖12外侧通过螺钉与皮碗11连接，传感器座15通过第三螺钉21固定在测量车体20上，电磁放大器27通过第四螺钉34安装在放大器支架26上，放大器支架26通过第五螺钉35安装在信号处理车体25内侧。

本发明使用时，首先将电源开关37和复位开关38打开，再按照第一测量车1、第二测量车2、第一信号处理车3、第二信号处理车4、第三测量车5、电源转换车6、电池车7、电磁定位车8和里程计量机构10的顺序将车体完全推入小口径管道63内，然后将连接着高压气源的法兰盘64安装在小口径管道63上，开启高压气源，通入一定流量的压缩空气，压缩空气推动车体在管道内行进，第一测量车1、第二测量车2和第三测量车5可对管道周向上的三个位置(相距120°)进行精确测量，第一测量车1、第二测量车2和第三测量车5内的激光传感器14和涡流传感器17均布置在整个车体与轴线平行的同一水平线上，第一测量车1、第二测量车2和第三测量车5内的激光传感器14用来测量到管壁内涂层的距离，涡流传感器17用来测量到金属管壁的距离，利用里程计量机构10记录的距离以及每个测量车内的激光传感器14和涡流传感器17两个测量值的差值，能得出该位置涂层的厚度，整个管线的测量数据记录到SD卡存储模块71上，待检测完毕后，取出车体，将SD卡存储模块71读取到计算机上，对管道现状进行分析、评估，获得整个被测管线内壁涂层厚度的数据。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：包括由前至后依次同轴连接在小口径管道(63)内的第一测量车(1)、第二测量车(2)、第一信号处理车(3)、第二信号处理车(4)、第三测量车(5)、电源转换车(6)、电池车(7)和电磁定位车(8)，相邻的两个车体之间通过软管(9)连接，电磁定位车(8)远离电池车(7)的一端设置有里程计量机构(10)，小口径管道(63)的输入端口上安装有法兰盘(64)，法兰盘(64)远离小口径管道(63)的一端安装有与小口径管道(63)连通的高压气管(65)，第一测量车(1)、第二测量车(2)和第三测量车(5)均包括中空结构的测量车体(20)以及设置在测量车体(20)内用于安装激光传感器(14)和涡流传感器(17)的传感器座(15)，激光传感器(14)的检测面外侧设置有安装在测量车体(20)上的激光护罩(13)，涡流传感器(17)的检测面外侧设有安装在测量车体(20)上的涡流保护罩，激光护罩(13)和所述涡流保护罩形成测量车体(20)的铣扁面，激光传感器(14)的检测面和涡流传感器(17)的检测面相平行且均朝向测量车体(20)的铣扁面，激光传感器(14)的激光检测线与涡流传感器(17)的中轴线所形成的平面穿过测量车体(20)的中轴线；

激光传感器(14)为第一激光传感器(14-1)、第二激光传感器(14-2)或第三激光传感器(14-3)，涡流传感器(17)为第一涡流传感器(17-1)、第二涡流传感器(17-2)或第三涡流传感器(17-3)，第一激光传感器(14-1)和第一涡流传感器(17-1)均设置在第一测量车(1)的测量车体(20)内，第二激光传感器(14-2)和第二涡流传感器(17-2)均设置在第二测量车(2)的测量车体(20)内，第三激光传感器(14-3)和第三涡流传感器(17-3)均设置在第三测量车(3)的测量车体(20)内，第一激光传感器(14-1)的激光检测线与第一涡流传感器(17-1)的中轴线形成的第一平面，第二激光传感器(14-2)的激光检测线与第二涡流传感器(17-2)的中轴线形成的第二平面，第三激光传感器(14-3)的激光检测线与第三涡流传感器(17-3)的中轴线形成的第三平面，所述第一平面、所述第二平面和所述第三平面互成120°。

2.按照权利要求1所述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述第一信号处理车(3)和第二信号处理车(4)均包括中空结构的信号处理车体(25)以及设置在信号处理车体(25)内用于安装电磁放大器(27)的放大器支架(26)和用于安装信号处理电路板(29)的信号处理电路板支架(28)，信号处理车体(25)上开设有与信号处理电路板(29)信号输出端连接的USB接口(30)，第一信号处理车(3)内的电磁放大器(27)与第一涡流传感器(17-1)和第二涡流传感器(17-2)连接，第二信号处理车(4)内的电磁放大器(27)与第三涡流传感器(17-3)连接，第一信号处理车(3)内的信号处理电路板(29)上集成有用于调理第一激光传感器(14-1)和第一涡流传感器(17-1)采集的信号的第一信号调理模块(66)，以及用于调理第二激光传感器(14-2)和第二涡流传感器(17-2)采集的信号的第二信号调理模块(67)，第二信号处理车(4)内的信号处理电路板(29)上集成有微处理器模块(69)以及用于调理第三激光传感器(14-3)和第三涡流传感器(17-3)采集的信号的第三信号调理模块(68)，第一涡流传感器(17-1)通过第一信号处理车(3)内的电磁放大器(27)与第一信号调理模块(66)连接，第二涡流传感器(17-2)通过第一信号处理车(3)内的电磁放大器(27)与第二信号调理模块(67)连接，第三涡流传感器(17-3)通过第二信号处理车(4)内的电磁放大器(27)与第三信号调理模块(68)连接，第一信号调理模块(66)、第二信号调理模块(67)和第三信号调理模块(68)均与微处理器模块(69)连接，微处理器模块(69)上连接有SD卡存储模块(71)。

3.按照权利要求2所述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述电池车(7)包括电池车体(41)和设置在电池车体(41)内的电池组(43)，电池组(43)与电池车体(41)之间设置有第一缓冲垫(42)。

4.按照权利要求3所述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述电源转换车(6)包括电源转换车体(36)和设置在电源转换车体(36)内用于安装电源转换模块(40)的电源转换模块支架(39)，电源转换车体(36)上设置有电源开关(37)和复位开关(38)，电源开关(37)串联在电池组(43)和电源转换模块(40)之间的供电回路中，电池组(43)为24V直流电源，电源转换模块(40)包括24V直流电转12V直流电模块、12V直流电转5V直流电模块和5V直流电转3.3V直流电模块，激光传感器(14)和涡流传感器(17)均通过12V直流电供电，第一信号调理模块(66)、第二信号调理模块(67)和第三信号调理模块(68)均通过5V直流电供电，微处理器模块(69)通过3.3V直流电供电，微处理器模块(69)为STM32F103微处理器模块，复位开关(38)串联在3.3V直流电为STM32F103微处理器模块供电的供电回路中。

5.按照权利要求4所述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述电磁定位车(8)包括电磁定位车体(45)和设置在电磁定位车体(45)内的电磁定位模块(47)，电磁定位模块(47)和电磁定位车体(45)之间设置有缓冲槽(46)，电磁定位模块(47)通过3.3V直流电供电。

6.按照权利要求5所述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述测量车体(20)、信号处理车体(25)、电源转换车体(36)、电池车体(41)和电磁定位车体(45)的前后两端均设置有车盖(12)，量车体(20)、信号处理车体(25)、电源转换车体(36)、电池车体(41)和电磁定位车体(45)前端的车盖(12)前侧均设置有车头盘(72)，车头盘(72)为中空结构的圆台形车头盘，所述圆台形车头盘的前端面直径小于所述圆台形车头盘的后端面直径，量车体(20)、信号处理车体(25)、电源转换车体(36)、电池车体(41)和电磁定位车体(45)前端的车盖(12)均安装在所述圆台形车头盘的后端面上，量车体(20)、信号处理车体(25)、电源转换车体(36)、电池车体(41)和电磁定位车体(45)的横截面直径小于所述圆台形车头盘的后端面直径，量车体(20)、信号处理车体(25)、电源转换车体(36)、电池车体(41)和电磁定位车体(45)后端的车盖(12)后侧均设置有弧形中空结构的车尾座(73)，量车体(20)、信号处理车体(25)、电源转换车体(36)、电池车体(41)和电磁定位车体(45)的横截面直径不大于车尾座(73)的横截面直径，所述圆台形车头盘内固定安装有皮碗(11)；电池组(43)与电池车体(41)上安装的车盖(12)之间设置有橡胶垫(44)，电磁定位模块与电磁定位车体上安装的车盖(12)之间设置有第二缓冲垫(48)。

7.按照权利要求4所述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述里程计量机构(10)包括与电磁定位车(8)连接的固定底座(50)以及设置在固定底座(50)上的第一行程计量轮(51)、第二行程计量轮(52)和支撑轮(53)，固定底座(50)上设置有与第一行程计量轮(51)配合的第一环座、与第二行程计量轮(52)配合的第二环座和与支撑轮(53)配合的第三环座，第一行程计量轮(51)通过第一轮轴(54)与第一环座配合，第二行程计量轮(52)通过第二轮轴(55)与第二环座配合，支撑轮(53)通过第三轮轴(56)与第三环座配合，第一轮轴(54)上套设有与第一行程计量轮(51)连接的第一扭簧(60)和用于封锁第一扭簧(60)的第一自锁螺母(57)，第二轮轴(55)上套设有与第二行程计量轮(52)连接的第二扭簧(61)和用于封锁第二扭簧(61)的第二自锁螺母(58)，第三轮轴(56)上套设有与支撑轮(53)连接的第三扭簧(62)和用于封锁第三扭簧(62)的第三自锁螺母(59)，第一行程计量轮(51)和第二行程计量轮(52)上均安装有与微处理器模块(69)连接里程编码模块(70)。

8.按照权利要求7所述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述第一环座的几何中心点、所述第二环座的几何中心点和所述第三环座的几何中心点的相互连线形成正三角形。

9.按照权利要求2所述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述第一信号调理模块(66)、第二信号调理模块(67)和第三信号调理模块(68)均为模数转换模块。

10.按照权利要求6所述的一种小口径管道内壁防腐涂层厚度测量系统，其特征在于：所述缓冲槽(46)为EVA缓冲槽，第一缓冲垫(42)为珍珠棉缓冲垫，第二缓冲垫(48)为EVA缓冲垫。