CN109765171A - 一种自动式埋地管道腐蚀外检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动式埋地管道腐蚀外检测装置，该装置包括：可拼接滑轨、可拼接丝杠、多组合传感器、步进电机。可拼接滑轨通过对锁扣相拼接，可拼接丝杠用丝杠拼接头拼接，通过联轴器与步进电机相连，多组合传感器安装在滑块的正上方。工作时，检测人员可使用该装置，对信号异常区域自动化地进行精准的管道维护细查作业。与现有技术相比，本发明通过添加平稳便捷的拼接滑轨、精准制动的丝杠传动、多置线槽的传感器、优质尼龙塑胶材质、自动化检测方法等方式，不仅克服坑洼地形检测不稳定的问题提高了细查检测精度，而且提高了检测自动化程度，极大降低复杂地形管道维护细查作业成本。

Description

一种自动式埋地管道腐蚀外检测装置

技术领域

本发明属于非开挖埋地管道腐蚀外检测领域，特别涉及一种自动式埋地管道腐蚀外检测装置。

背景技术

国内外检测埋地管道管壁厚度的主要工作流程仍然是：开挖—剥去防腐(保温)层—超声测厚仪测量—包覆—回填。显然，这是一种破坏性检测方法，而且检测数据的代表性、评估结论的可靠性受开挖(抽样)点数及其分布范围的影响。同时，开挖检测的成本和对环境造成的破坏往往也是难以接受的。

管内检测方法虽然较直观，但它不仅对管道的建设条件以及管径大小和管路平直程度有严格要求，还需要被检测管道预先设置有发射—回收探头的装置并已经做过清管处理，而且也不可能做到“不影响管道正常运行作业”。因此，对于大多数已建成并且需要检测的地下管道，管内检测手段难易实施。

目前，各种已知的非开挖管体腐蚀检测技术都存在着各种缺陷和不足，金属管道管壁厚度TEM检测方法提供了又一种非开挖管道壁厚检测的方法和途径。

国内非开挖检测埋地管道装置研究处于探索阶段。GBH管道腐蚀智能检测仪是应用金属管道管壁厚度TEM检测方法设计制造的专用管道腐蚀检测系统装置。它是一套虚拟仪器，在地面检测评价埋地管道腐蚀状况，不影响管道正常运行，不需要开挖或剥覆防腐层即可检测管道平均管壁厚度，并可在现场对埋地管道进行实时评价，但是它无论是普查还是细查作业都存在检测精度不足、自动化程度不足、复杂地形检测困难等问题，因此，一直未进入工程实际阶段，仍停留在理论阶段。

自动式埋地管道腐蚀外检测装置作为一种新型的非开挖管道腐蚀外检测装置，其具有如下特点：1)精确测量，对普查信号异常区域进行精确测量从而为后续评价提供可靠依据；2)平稳性，利用滑轨自身平整的特性，可克服地面坑洼造成的测量波动，提高测量精度，为精确测量奠定基础；3)可拼接性，采用1m一截的可拼接式滑轨，克服由于滑轨长度较长，导致运输测量均不方便的问题；4)精准制动性，由中控上位机控制步进电机驱动器从而控制步进电机的旋转与停止，达到对传感器精准制动的效果；5)抗干扰性，整体装置材质均采用优质尼龙橡胶，可反复拆装，对检测信号干扰性极小；6)多组合传感器，本装置传感器采用多凹槽组合，可针对不同管径的检测管道匹配不同的传感器参数组合，方便快捷；7)全自动化性，一旦拼接安装完成，整个装置均可通过中控上位机实现全自动化测量，达到精确便捷的效果。

管道腐蚀的问题深受人们重视，因此，腐蚀检测的方法及装置也各种各样，由于瞬变电磁检测方法在非开挖检测领域具有广阔的前景，但是该检测方法的检测装置十分不成熟，因而每次检测都会存在一些困扰人们的问题。例如存在以下问题：1)检测信号波动较大，由于检测地形的复杂性，导致装置无法平稳放置存在较大信号波动；2)测点位置偏差较大，由于传感器需要人手动移动，测点位置与精确测量位置存在偏移量，导致测点信号对应出现偏差；3)无法实现异常区域精确测量，由于装置无法平稳放置与测点存在偏差等问题，导致各点测量结果误差较大不能实现精确测量；4)传感器更换过程繁琐，由于检测不同管径管道需匹配相对应的传感器，存在传感器的更换耗时较长的问题；5)自动化程度低，由于所有测量过程均需要检测员手动完成，耗时长、效率低、精度低，导致检测成本较高。

埋地管道腐蚀外检测具有重要意义，然而，关于管道腐蚀的瞬变电磁检测方法及装置的专利较少，专利号“200810007495.5”公布了一种管道壁厚TEM检测方法和GBH管道腐蚀智能检测仪，该方法是一种非开挖外检测管道壁厚的技术，相对内检测技术来说，具有检测用时短，成本低，操作简便的特点。但是该检测仪的缺点是：(1)自动化程度低，不能实现自动测量、自动记录等功能；(2)无法实现复杂地形准确检测，坑洼地形可能导致检测信号的较大波动；(3)测点位置存在偏差，检测员手动挪移传感器无法达到测点准确的要求，这些都可能导致采集信号出现极大的偏差。专利号“201710872279.6”公布了一种瞬变电磁管道缺陷扫查方法及装置，该专利同上述专利使用了相同的检测方法，但是没有针对该方法提供适应现场检测具体化的设备，偏向于理论化的工作原理创新。因此，在理论检测可行性的基础上，研究一种具体化的检测装置对于工程实际的需求显得更加迫切。

发明内容

为了改善埋地管道腐蚀外检测装置的现有问题，本发明的目的：在于提供一种自动式埋地管道腐蚀外检测装置，该装置均采用优质尼龙橡胶制作，传感器多组合凹槽设计，整体质量较轻，携带组装便捷，适应多种复杂地形，防止因地形复杂而无法平稳检测现象发生；采用了丝杠滑轨机构，实现测点准确与平稳测量，提高测量精度，为异常区域精确测量奠定基础；多组合传感器，针对检测不同管径的管道可以快速选择与之相匹配的传感器，节省大量时间；自动化测量，实现传感器行进、制动、检测、上位机记录、评价一体化的自动化测量过程。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

1.一种自动式埋地管道腐蚀外检测装置包括保护帽1、丝杠支撑座2、可拼接滑轨3、可拼接丝杠4、丝杠拼接头5、多组合传感器6、滑块7、联轴器8、步进电机9，其特征为：保护帽1通过一对锁扣套在可拼接滑轨3尾端，两截可拼接滑轨3用一对锁扣进行拼接，两截可拼接丝杠4通过丝杠拼接头5进行拼接，可拼接滑轨3上安装有滑块7，滑块7上方设置有连接板，多组合传感器6通过内六角螺栓17安装在连接板正上方，可拼接丝杠4安装在丝杠支撑座2上，可拼接丝杠4通过联轴器8与步进电机9相连；

所述保护帽1呈长方体状，其两侧面通过螺栓安装有锁扣10，其正端面设置了3个50mm圆柱状滑轨拼接校准孔11；

所述可拼接滑轨2呈上表面有凹陷的长方体状，其长度为1m，分为前端和后端两部分，前端两外侧面通过螺栓安装有锁扣10，前端正面设置了3个50mm圆柱状滑轨拼接校准孔11，后端两外侧面通过螺栓安装有锁扣勾13，后端正面设置了3个50mm圆柱状滑轨拼接校准杆12；

所述可拼接丝杠4呈附有螺纹的圆柱体状，其长度为0.8m，可分为前端和后端，前端面为光滑平面，设置有50mm长方体状丝杠拼接校准孔15，后端设置一阶梯圆柱体14，安装于丝杠支撑座2的安装孔内；

所述丝杠拼接头5呈附有螺纹的圆柱体状，其长度为0.2m，两端各设置一个50mm长方体状丝杠拼接校准杆16，丝杠拼接头5与两端的可拼接丝杠4相连；

所述多组合传感器6呈1.2m×1.2m×0.2m正方体状，其表面分别设置有200mm×200mm×15mm、400mm×400mm×15mm、500mm×500mm×15mm、800mm×800mm×15mm、1000mm×1000mm×15mm五处正方体状置线槽18，表面还设置有贯通五处置线槽18的理线槽19，其整体通过五个内六角螺栓17与滑块7上方的连接板相连。

附图说明

图1为本发明工作原理示意图

图2为本发明三维示意图

图3为保护帽三维示意图

图4为可拼接滑轨三维示意图

图5为可拼接丝杠三维示意图

图6为丝杠拼接头三维示意图

图7为多组合传感器三维示意图

图中，1.保护帽，2.丝杠支撑座，3.可拼接滑轨，4.可拼接丝杠，5.丝杠拼接头，6.多组合传感器，7.滑块，8.联轴器，9.步进电机，10.锁扣，11.滑轨拼接校准孔，12.滑轨拼接校准杆，13.锁扣勾，14.阶梯圆柱体，15.丝杠拼接校准孔，16.丝杠拼接校准杆，17.内六角螺栓，18.置线槽，19.理线槽

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步详细描述

参照图1，一种自动式埋地管道腐蚀外检测装置包括滑轨控制系统和TEM检测控制系统两部分，均由中控上位机进行统一协调控制。

参照图2，一种自动式埋地管道腐蚀外检测装置包括保护帽1、丝杠支撑座2、可拼接滑轨3、可拼接丝杠4、丝杠拼接头5、多组合传感器6、滑块7、联轴器8、步进电机9，其特征为：保护帽1通过一对锁扣套在可拼接滑轨3尾端，两截可拼接滑轨3通过一对锁扣进行拼接，两截可拼接丝杠4通过丝杠拼接头5进行拼接，可拼接滑轨3上安装有滑块7，滑块7上方设置有连接板，多组合传感器6通过内六角螺栓17安装在其正上方，可拼接丝杠4安装在丝杠支撑座2上，通过联轴器8与步进电机9相连。

该装置的工作原理为：一种自动式埋地管道腐蚀外检测装置包括滑轨控制系统和TEM检测控制系统两部分，由中控上位机进行统一协调控制。检测前通过中控上位机的控制软件设置好测线及测点信息，并根据这些信息计算出滑轨行进速度和对应位移。开始检测时，首先上位机给步进电机驱动器发出启动指令，驱动器驱动步进电机9，多组合传感器6沿测线轨道以计算确定的速度前进，当多组合传感器6到达指定测点时，上位机发出停止指令，步进电机9停转，使多组合传感器6停在指定测点，同时上位机给TEM检测系统发出开始检测指令，检测系统在该测点完成指定次数的检测后，将检测数据返回给上位机，上位机将检测数据与测点信息(如测点坐标等)，合并记录存储；完成该测点的检测工作后，上位机给滑轨控制系统发出启动指令，多组合传感器6行进到下一个测点开始测量，重复此过程直到整条测线检测完毕，待整条检测线检测完毕后，针对已储存数据进行管体腐蚀情况的量化分析与评价。

参照图3，所述保护帽1呈长方体状，其两侧窄面通过螺栓安装有锁扣10，其一侧宽面设置了3个50mm圆柱状滑轨拼接校准孔11；保护帽1对可拼接滑轨3后端设置的3个圆柱状滑轨拼接校准杆12起保护作用；

参照图4，所述可拼接滑轨3呈上表面有凹陷的长方体状，拼接特性使其携带组装便捷，其长度为1m，可分为前端和后端两部分，前端两外侧面通过螺栓安装有锁扣10，前端正面设置了3个50mm圆柱状滑轨拼接校准孔11，后端两外侧面通过螺栓安装有锁扣勾13，后端正面设置了3个50mm圆柱状滑轨拼接校准杆12；

参照图5，所述可拼接丝杠4呈附有螺纹的圆柱体状，拼接特性使其携带组装便捷，其长度为0.8m，可分为前端和后端，前端面为光滑平面，设置有50mm长方体状丝杠拼接校准孔15，后端设置一阶梯圆柱体14，安装于丝杠支撑座2的安装孔内；

参照图6，所述丝杠拼接头5呈附有螺纹的圆柱体状，其长度为0.2m，两端各设置一个50mm长方体状丝杠拼接校准杆16，其与两端可拼接丝杠4相连；

参照图7，所述多组合传感器6呈1.2m×1.2m×0.2m正方体状，其表面分别设置有200mm×200mm×15mm、400mm×400mm×15mm、500mm×500mm×15mm、800mm×800mm×15mm、1000mm×1000mm×15mm五处正方体状的置线槽18，可应对不同管径的检测管道，表面还设置有贯通五处置线槽18的理线槽19，其整体通过五个内六角螺栓17与滑块7上方的连接板相连。

Claims (6)

1.一种自动式埋地管道腐蚀外检测装置包括保护帽(1)、丝杠支撑座(2)、可拼接滑轨(3)、可拼接丝杠(4)、丝杠拼接头(5)、多组合传感器(6)、滑块(7)、联轴器(8)、步进电机(9)，其特征为：保护帽(1)通过一对锁扣套在可拼接滑轨(3)尾端，两截可拼接滑轨(3)通过一对锁扣进行拼接，两截可拼接丝杠(4)用丝杠拼接头(5)进行拼接，可拼接滑轨(3)上安装有滑块(7)，滑块(7)上方设置有连接板，多组合传感器(6)通过内六角螺栓(17)安装在滑块(7)正上方，可拼接丝杠(4)安装在丝杠支撑座(2)上，通过联轴器(8)与步进电机(9)相连。

2.根据权利要求1所述的自动式埋地管道腐蚀外检测装置，所述保护帽(1)呈长方体状，其两侧面通过螺栓安装有锁扣(10)，其正端面设置了3个50mm圆柱状滑轨拼接校准孔(11)。

3.根据权利要求1所述的自动式埋地管道腐蚀外检测装置，所述可拼接滑轨(3)呈上表面有凹陷的长方体状，其长度为1m，可分为前端和后端两部分，前端两外侧面通过螺栓安装有锁扣(10)，前端正面设置了3个50mm圆柱状滑轨拼接校准孔(11)，后端两外侧面通过螺栓安装有锁扣勾(13)，后端正面设置了3个50mm圆柱状滑轨拼接校准杆(12)。

4.根据权利要求1所述的自动式埋地管道腐蚀外检测装置，所述可拼接丝杠(4)呈附有螺纹的圆柱体状，其长度为0.8m，可分为前端和后端，前端面为光滑平面，设置有50mm长方体状丝杠拼接校准孔(15)，后端设置一阶梯圆柱体(14)，安装于丝杠支撑座(2)的安装孔内。

5.根据权利要求1所述的自动式埋地管道腐蚀外检测装置，所述丝杠拼接头(5)呈附有螺纹的圆柱体状，其长度为0.2m，两端各设置一个50mm长方体状丝杠拼接校准杆(16)，丝杠拼接头(5)与两端的可拼接丝杠(4)相连。

6.根据权利要求1所述的自动式埋地管道腐蚀外检测装置，所述多组合传感器(6)呈1.2m×1.2m×0.2m正方体状，其表面分别设置有200mm×200mm×15mm、400mm×400mm×15mm、500mm×500mm×15mm、800mm×800mm×15mm、1000mm×1000mm×15mm五处正方体状置线槽(18)，表面还设置有贯通五处置线槽(18)的理线槽(19)，其整体通过五个内六角螺栓(17)与滑块(7)上方的连接板相连。