CN112178358A - 一种三维超高清管道漏磁内检测器 - Google Patents

一种三维超高清管道漏磁内检测器 Download PDF

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杨理践
阙永彬
陈勇
慕进良
金大庆
贾海东
张贺
罗宁
徐春燕
李坤
高涛
许光达
田野
高富超
陈翠翠
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Abstract

本发明公开了一种三维超高清管道漏磁内检测器，包括励磁检测机构，所述励磁检测机构与探头检测机构相连接，所述励磁检测机构上设有两个皮碗；所述励磁检测机构上设有支承轮；所述励磁检测机构设有检测单元和励磁单元支承轮，且检测单元和励磁单元支承轮设置在两个皮碗之间；所述励磁检测机构内设有数据处理装置；通过设置能够紧贴待测管道内壁的皮碗结构，使得内检测器能够在油压的推动下活动在非直线管道中，从而实现对于管道的精准检测效果，并通过速度调节机构的配合，调整励磁检测机构左右两侧的压差。这样油液推动皮碗的压力就将发生变化，方便调整装置在管道内的行进速度，以实现瞬态速度控制和平稳运行下的速度控制。

Description

一种三维超高清管道漏磁内检测器
技术领域
本发明涉及输气管道检测技术领域，具体为一种利用管道内压力进行三维漏磁检测的装置。
背景技术
输气管道运行压力高，任何微小的管道泄漏、破坏故障都将是灾难性的。为保证管道的安全运行，实现管道的完整性管理。现有的三维高清管道内检测装置，无法对管道进行周向励磁，并在同时采集管道三轴的漏磁信号。因此难以进行对于管道缺陷、管壁变化、管壁材质变化、缺陷内外分辨、管道特征识别的检测。这样缺陷面积、程度、方位、位置等全面信息也就无法得知。难以管道完全没有泄漏的情况下，对管道的维护、安全运行提供科学依据。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种三维超高清管道漏磁内检测器，以解决对输气管道缺陷、管壁变化、管壁材质变化和缺陷内外分辨等管道特征的三维内检测。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三维超高清管道漏磁内检测器，包括励磁检测机构，所述励磁检测机构与探头检测机构相连接，所述励磁检测机构上设有两个皮碗；所述励磁检测机构上设有支承轮；
所述励磁检测机构设有检测单元和励磁单元支承轮，且检测单元和励磁单元支承轮设置在两个皮碗之间；所述励磁检测机构内设有数据处理装置；
所述探头检测机构内设有供电机构，所述探头检测机构上设有里程记录装置和探头，且探头与检测单元电信号连接。
优选的，所述励磁检测机构和探头检测机构通过万向连接器相连。
优选的，所述励磁检测机构设有速度调节机构，且速度调节机构接通励磁检测机构的左右两侧，所述速度调节机构上设有电磁阀。
优选的，所述励磁检测机构设有低频定位装置。
优选的，所述里程记录装置包括：
支架，所述支架对称设置在探头检测机构上；
里程轮，所述里程轮设置在支架最外端；
三路陀螺仪、三路加速度计和三路里程计，所述三路陀螺仪、三路加速度计和三路里程计安装于支架，且三路陀螺仪、三路加速度计以及三路里程计电连接里程轮。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置能够紧贴待测管道内壁的皮碗结构，使得内检测器能够在油压的推动下活动在非直线管道中，从而实现对于管道的精准检测，并通过速度调节机构的配合，调整励磁检测机构左右两侧的压差。这样油液推动皮碗的压力就将发生变化，方便调整装置在管道内的行进速度，以实现瞬态速度控制和平稳运行下的速度控制。
通过低频定位装置以及里程记录装置的配合使用，方便确定内检测器在管道内的具体位置以及其活动距离，用于事后离线解算，结合管道故障检测信号，对管道故障点进行精确定位。
通过设置相互电信号连接的探头、检测单元和数据处理装置，方便探测管道内壁具体情况。在检测结束后，再将检测单元测回的数据输入到数据处理装置中进行处理，以列表、绘图等方式给出管道泄漏的位置，从而达到三维高清管道内壁漏磁检测的效果。
附图说明
图1为本发明三维超高清管道漏磁内检测器的结构示意图。
图2为本发明三维超高清管道漏磁内检测器的低频定位原理图。
1、励磁检测机构；2、探头检测机构；3、皮碗；4、支承轮；5、检测单元；6、励磁单元支承轮；7、数据处理装置；8、供电机构；9、里程记录装置；10、万向连接器；11、速度调节机构；12、电磁阀；13、探头；14、低频定位装置；15、支架；16、里程轮。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种三维超高清管道漏磁内检测器，包括励磁检测机构1，励磁检测机构1与探头检测机构2通过万向连接器10相连，由于管道具有一定的弯曲，通过万向连接器10保证两者之间能够任意摆动。励磁检测机构1上设有两个皮碗3，皮碗3一般由耐油橡胶或聚氨酯制成，形状象碗一样，其外径略大于管内径，可以紧紧地撑在管壁上，隔离前后两端的油，使其产生压差，从而推动检测装置前行。皮碗3将检测器各个部分支撑在管道内，从而保证了检测单元5的提离值高度。由于皮碗有一定的弹性，即使在弯头处时，也会产生变形，使装置平稳通过。同时励磁检测机构1上设有支承轮4；支承轮4实现内检测器的重力支撑，以保证装置位于管道内的中心。
励磁检测机构1设有检测单元5和励磁单元支承轮6，且检测单元5和励磁单元支承轮6设置在两个皮碗3之间，由于两侧皮碗3的隔离效果，减少油液对检测单元5造成的直接影响。同时磁单元支承轮6的设置保证检测单元5不会直接接触管壁；励磁检测机构1内设有数据处理装置7；
探头检测机构2内设有供电机构8，为装置内电器原件进行供电，探头检测机构2上设有里程记录装置9和探头13，且探头13与检测单元5电信号连接，通过探头13测量管壁泄漏而产生的漏磁信号，测量数据经压缩后存放在检测单元5的存储设备中。同时将探头13设置在远离检测单元5的一侧，减少对检测单元5产生的电信号干扰。在检测结束后，将检测单元5测回的数据输入到数据处理装置7中进行再处理，以列表、绘图等方式给出管道泄漏的位置。数据处理装置7以FPGA芯片为中心控制器，完成前端多通道A/D数据采集，SPI总线传输，CPU读取后实时压缩，压缩后通过IDE接口存储到ATA硬盘。实现探头探伤数据的采集、存储。
励磁检测机构1设有速度调节机构11，且速度调节机构11接通励磁检测机构1的左右两侧，保证推动装置整体进行活动的油液能够正常通过励磁检测机构1。速度调节机构11上设有电磁阀12，通过改变电磁阀12开启的大小，从而实现在待测管路内充满油液时，调整励磁检测机构1左右两侧的压差。这样油液推动皮碗3的压力就将发生变化，方便调整装置在管道内的行进速度，以实现瞬态速度控制和平稳运行下的速度控制。
励磁检测机构1设有低频定位装置14，通过低频定位装置14发射低频脉冲信号进行地面检测，以实现位置的确定，或在卡堵状态下作为寻找内检测器的信号。低频定位装置14的发射器和接收器之间存在一定间隔，高频信号很难穿透这一厚层，但低频信号有很好的穿透能力，通过低频振荡磁场才能进行内检测器的定位。
里程记录装置9包括：
支架15，支架15对称设置在探头检测机构2上；
里程轮16，里程轮16设置在支架15最外端；
三路陀螺仪、三路加速度计和三路里程计，三路陀螺仪、三路加速度计以及三路里程计安装于支架15，且三路陀螺仪、三路加速度计以及三路里程计电连接里程轮16。通过里程轮16测量内检测器在管道中的行走距离，配合地标记录形成管道缺陷位置数据。同时数据处理装置7以一定的频率采集三路陀螺仪、三路加速度计以及三路里程计的数据，并保存在存储设备中，用于事后离线解算，结合管道故障检测信号，对管道故障点进行精确定位。
工作原理：将励磁检测机构1与探头检测机构2整体置于待测管道中，并将待测管道填充油液，作为推动内检测器活动的动力。油液将直接作用在紧贴管内壁的皮碗3上，这样油压的大小将直接决定内检测器的推进速度。当速度调节机构11上的电磁阀12调整开启的大小时，调整励磁检测机构1左右两侧油压差发生变化。这样油液推动皮碗3的压力就将发生变化，方便调整装置在管道内的行进速度，以实现瞬态速度控制和平稳运行下的速度控制。
在内检测器在管道内活动的过程中，低频定位装置14发射低频脉冲信号进行地面检测，以实现位置的确定，或在卡堵状态下作为寻找内检测器的信号。同时通过里程轮16与三路陀螺仪、三路加速度计和三路里程计的配合，测量内检测器在管道中的行走距离，配合地标记录形成管道缺陷位置数据，以便数据处理装置7以一定的频率采集三路陀螺仪、三路加速度计以及三路里程计的数据，用于事后离线解算，结合管道故障检测信号，对管道故障点进行精确定位。
当探头13探测到管道内壁具体数据后，测量数据经压缩后存放在检测单元5的存储设备中。在检测结束后，将检测单元5测回的数据输入到数据处理装置7中进行再处理，以列表、绘图等方式给出管道泄漏的位置。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种三维超高清管道漏磁内检测器，其特征在于：包括励磁检测机构(1)，所述励磁检测机构(1)与探头检测机构(2)相连接，所述励磁检测机构(1)上设有两个皮碗(3)；所述励磁检测机构(1)上设有支承轮(4)；
所述励磁检测机构(1)设有检测单元(5)和励磁单元支承轮(6)，且检测单元(5)和励磁单元支承轮(6)设置在两个皮碗(3)之间；所述励磁检测机构(1)内设有数据处理装置(7)；
所述探头检测机构(2)内设有供电机构(8)，所述探头检测机构(2)上设有里程记录装置(9)和探头(13)，且探头(13)与检测单元(5)电信号连接。
2.根据权利要求1所述的三维超高清管道漏磁内检测器，其特征在于：所述励磁检测机构(1)和探头检测机构(2)通过万向连接器(10)相连。
3.根据权利要求1所述的三维超高清管道漏磁内检测器，其特征在于：所述励磁检测机构(1)设有速度调节机构(11)，且速度调节机构(11)接通励磁检测机构(1)的左右两侧，所述速度调节机构(11)上设有电磁阀(12)。
4.根据权利要求1所述的三维超高清管道漏磁内检测器，其特征在于：所述励磁检测机构(1)设有低频定位装置(14)。
5.根据权利要求1所述的三维超高清管道漏磁内检测器，其特征在于：所述里程记录装置(9)包括：
支架(15)，所述支架(15)对称设置在探头检测机构(2)上；
里程轮(16)，所述里程轮(16)设置在支架(15)最外端；
三路陀螺仪、三路加速度计和三路里程计，所述三路陀螺仪、三路加速度计和三路里程计安装于支架(15)，且三路陀螺仪、三路加速度计以及三路里程计电连接里程轮(16)。
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