CN110023791B - 用于确定管道线路的位置的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于确定管道线路的位置的系统，该系统具有至少一个几何清管器，该几何清管器被引入到管道线路中，在其中向前移动并且具有用于产生磁场的磁源，其中，设置至少一个无人飞行器（UAV），其具有磁场传感器（MFS）和方位确定装置，并且其中设置控制装置，用于确定磁场（MF）的场强走向并且用于以与几何清管器（GM）的经限定的间距来定位无人飞行器（UAV），并且其中设置用于由无人飞行器（UAV）的方位和由在几何清管器（GM）和无人飞行器（UAV）之间的经限定的间距来确定几何清管器（GM）的位置的装置。

Description

用于确定管道线路的位置的系统

技术领域

本发明涉及一种用于确定管道线路的位置的系统，该系统具有至少一个几何清管器（Geomolch），该几何清管器被引入到管道线路中，在管道线路中向前移动并且具有用于产生磁场的磁源。

背景技术

地下管道线路、例如用于气、油、水等的管道线的位置必须对于检查任务而言是高度精确地已知的，这些管道线以及尤其是其上棱边的位置通常在敷设并且将土地重新修复之后不再能够从外部看到。

在新敷设管道线时，所述管道线在敷设期间、也即在土地重新填土之前借助合乎时势的方法以地籍精度的方式来被测量。相反，在过去，较旧的管道线存货则在敷设时并没有以足够的精度来被检测。此外，可能由于不稳定的地基、诸如沼泽、沙漠等而发生：嵌入地基中的管道线的位置改变。

由现有技术中已知在土地中定位管道线或其金属结构的方法。

这例如借助手动测量设备、例如由CORROCONT Group所销售的手动测量设备（http://www.corrocont.com/surveys/pipeline-locating-and-depth-measurement）以接近地表的方式来进行，这有利于耦入的测量信号的传输并且因此有利于测量的灵敏度。

此外已知的用于管道线的内部检查的方法利用所谓的几何清管器，其被引入到管道线中并且通过所输送的介质流而在管道线中向前移动。该几何清管器的方位的确定通过惯性测量系统来进行。

这些系统具有如下缺陷：所述系统具有测量结果的偏差，也即由于增量的进给确定而引起的误差传播。

所述错误行为可能由于缺乏与外部世界的联系而并不能够平常地通过外部的并且因此绝对的测量来被均衡，其中尤其是管道线的大多为金属的结构构成如下阻碍，所述阻碍干扰无线电信号（电场）的传输（法拉第笼）。

由现有技术中、诸如由https://en.wikipedia.org/wiki/Pigging已知被安置在管道线的外壳上的声学的、磁性的或者基于无线电技术的定位装置，所述定位装置能够探测到几何清管器的通过。

但是，这种传感机构的形式恰好在难以校正的旧存货中并不存在。

发明内容

本发明基于如下任务：对现有技术进一步开发并且尤其是改善用于测量管道线的几何清管器的使用。

所述任务利用根据权利要求1所述的系统得以解决。有利的构型方案由从属权利要求得出。

附图说明

本发明根据附图来进一步被阐述。其中示例性地：

图1以示意性的并且侧面的示图来示出根据本发明的系统的使用；

图2以俯视图示出根据本发明的系统的使用。

具体实施方式

这些示图示出用于确定管道线路RL的位置的几何清管器GM的使用。

该几何清管器GM装备有磁源MQ，所述磁源产生磁场MF。该磁场的场强走向利用被安置在无人飞行器UAV上的磁场传感器MFS来被探测并且在空间上被分配。

无人飞行器UAV在预给定的飞行高度上跟随磁信号的最大值并且分别以与几何清管器GM的经限定的间距来定位，例如直接在其上方。

由于几何清管器GM在管道线路RL中的移动，因此无人飞行器UAV也跟随该管道线路RL的走向。

由借助卫星导航连续地确定的无人飞行器UAV的方位以及由在几何清管器GM和无人飞行器UAV之间的间距来确定管道线路RL的位置和走向，其中所述间距是能够由磁场MF的场强走向来确定的。

在此适宜的是：借助惯性测量系统所获得的关于几何清管器的方位的信息同样地被采用到对管道线路RL的走向和位置的确定当中。

作为磁源，例如能够设想永久磁铁或磁线圈。

有利地，将以交变电流加载的线圈使用作为用于产生具有所表现的频率签名的交变磁场MF的磁源MQ，从而实现与干扰信号的区分。

对此适宜的是：磁场MF的场强和频率如此适配于管道线路RL的特性，使得其在相同的感生的涡流中成为最小值。

有利的也可以是作为由交变场所叠加的恒定场的、磁场MF的构型方案，因为磁性材料的交变场渗透性能够通过恒定场的叠加而被改善，其中该恒定场在相应位置上使所述材料磁性饱和。

为了避免清管器以磁性的方式粘贴到周围的管道上，应该进一步地使该磁性的恒定场尽可能对称地在管道之内延伸。

在确定几何清管器GM的方位的情况下适宜的是，对此不仅方位。

也可以有利的是，无人飞行器UAV装备有多个磁场传感器MFS并且其以交叉形的方式来布置，就如在图2中示出的那样。因此，几何清管器GM的定位并且因此管道线路RL的定位在横向上通过最大值的探测而得以改善。

本发明的另一有利的构型方案规定：磁场也同时被用于探测管道线路外壳中的薄弱点或者探测位于其上的土地中的不规则性（例如通过安置排出管而进行的“illegalTapping（非法分接）”）。

能够设想的也可以是双向测量，其方式为：将通过磁场探头MFS所测量的信号例如在另一更低频率上发送回给几何清管器GM。由此，可以以适合的编码随着信号的运行时间来确定在无人飞行器UAV和几何清管器GM之间的间距。

可替代地，也能够设想的是通过比较信号的相位来进行间距测量。

利用根据本发明的系统所实现的优点尤其在于：尤其是在比较长的管道线路RL的情况下，通过消除借助惰性测量系统进行的增量测量的偏差行为而引起的几何清管器GM的方位确定的高精度。

因此也可以在几何清管器GM中使用比较简单的并且低成本的测量系统。

所述系统此外实现：测量过程的完全自动化。

附图标记列表

GM 几何清管器

UAV 无人飞行器

RL 管道线路

MF 磁场

MFS 磁场传感器

MQ 磁源。

Claims (6)

1.用于确定管道线路（RL）的位置的系统，所述系统具有至少一个几何清管器（GM），所述几何清管器被引入到管道线路（RL）中，在所述管道线路中向前移动并且具有用于产生磁场（MF）的磁源（MQ），其特征在于，

设置至少一个无人飞行器（UAV），所述无人飞行器具有磁场传感器（MFS）和方位确定装置，

设置控制装置，所述控制装置用于确定所述磁场（MF）的场强走向并且用于以与所述几何清管器（GM）的经限定的间距来定位所述无人飞行器（UAV），

设置用于由所述无人飞行器（UAV）的方位以及由在所述几何清管器（GM）和所述无人飞行器（UAV）之间的所述经限定的间距来确定所述几何清管器（GM）的位置的装置，并且

所述磁场（MF）尽可能对称地在所述管道线路（RL）之内连续延伸。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无人飞行器（UAV）的所述方位确定装置包括用于卫星导航的装置。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个几何清管器（GM）通过所输送的介质流而在所述管道线路中向前移动。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，由移动的所述几何清管器（GM）的所确定的方位的序列来确定所述管道的位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，将以交变电流加载的线圈设置为磁源（MQ），并且所述交变电流具有典型的并且能够区分的频率模式。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，将由交变场所叠加的恒定场设置为磁场（MF）。

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