CN113588774A - 一种声磁结合的管道内检测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种声磁结合的管道内检测器,包括支撑轴、用于磁化待检测管道的磁化器、光纤声波传感器、驱动支撑轴沿管道的轴线方向运动的密封驱动组件、信号采集处理组件以及若干个用于检测漏磁场的探头,光纤声波传感器和探头均与信号采集处理组件信号连接;密封驱动组件连接于支撑轴的两端,光纤声波传感器通过传感器支座连接于支撑轴的一端,若干个探头通过探头支撑杆均匀连接于支撑轴的外周部,探头均与管道的内壁面贴合且探头可阵列分布于管道的横截面内。由于结合了管道漏磁检测和声波检测技术,检测精度高、漏检率低,适用于管道复杂缺陷的检测。
Description
技术领域
本发明涉及管道缺陷检测技术领域,更具体地说,涉及一种声磁结合的管道内检测器。
背景技术
为保证管道运输安全,油气管道实施强制性检验,管道漏磁检测技术为管道缺陷检测和量化分析的主要手段。
由于油气管道的复杂缺陷检测精度低,管道环焊缝、螺旋焊缝、轴向沟槽、微泄漏或渗漏无法同时检测,缺陷尤其是微渗漏的漏检率高。因此,单一检测原理的检测仪器无法满足当前管道复杂缺陷检测的要求。
综上所述,如何提高一种检测精度高、漏检率低的管道内检测器,是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种声磁结合的管道内检测器,结合管道漏磁检测和声波检测技术,检测精度高、漏检率低,适用于管道复杂缺陷的检测。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种声磁结合的管道内检测器,包括支撑轴、用于磁化待检测管道的磁化器、光纤声波传感器、驱动所述支撑轴沿所述管道的轴线方向运动的密封驱动组件、信号采集处理组件以及若干个用于检测漏磁场的探头,所述光纤声波传感器和所述探头均与所述信号采集处理组件信号连接;
所述密封驱动组件连接于所述支撑轴的两端,所述光纤声波传感器通过传感器支座连接于所述支撑轴的一端,若干个所述探头通过探头支撑杆均匀连接于所述支撑轴的外周部,所述探头均与所述管道的内壁面贴合且所述探头可阵列分布于所述管道的横截面内。
优选的,所述探头支撑杆与所述支撑轴的外周部滑动连接,所述探头可阵列分布于所述管道的横截面或螺旋分布于所述管道的外周部。
优选的,所述支撑轴的表面设有若干条互不连通的滑道,所述探头支撑杆的底面设有与所述滑道可滑动且可固定连接的滑块,所述滑道与所述探头支撑杆一一对应。
优选的,所述探头包括超高清三轴数字霍尔传感器。
优选的,所述探头的探头通道间距小于或等于1mm。
优选的,所述信息采集处理组件包括信号管理单元、用于采集管道信息的管道走向测绘单元和数据采集储存单元,所述探头、所述光纤声波传感器均与所述信号管理单元连接,所述信号管理单元用于控制所述探头和所述光纤声波传感器工作并接收采集到的漏磁信号和声波信号;
所述信号管理单元和所述管道走向测绘单元均与所述数据采集储存单元信号连接。
优选的,光纤声波传感器包括磁致伸缩的光纤次声传感器。
本发明提供的声磁结合的管道内检测器在密封驱动组件的驱动下沿管道的轴线方向运动,对管道各处的缺陷进行检测;检测过程中,磁化器磁化待检测管壁,阵列分布于管道的内壁面上的探头对管道的轴向缺陷进行检测,同时光纤声波传感器利用声波对管道的微泄漏或渗漏进行检测。
因此,本发明提供的声磁结合的管道内检测器可同时对管道轴向缺陷和微渗漏进行检测,实现了轴向缺陷和微渗漏的一次性检测,检测精度高、漏检率低,适用于管道复杂缺陷的检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的声磁结合的管道内检测器的具体实施例的结构示意图;
图2为光纤次声传感器的工作原理示意图。
图1-图2中:
01为管道、1为支撑轴、2为探头支撑杆、3为探头、4为密封驱动组件、5为光纤声波传感器、51为激光器、52为耦合器、53为振动硅膜、54为磁致伸缩敏感元件、55为光探头、56为信号处理器。
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。
本发明的核心是提供一种声磁结合的管道内检测器,结合管道漏磁检测和声波检测技术,检测精度高、漏检率低,适用于管道复杂缺陷的检测。
请参考图1-图2,图1为本发明所提供的声磁结合的管道内检测器的具体实施例的结构示意图,图2。
本发明提供的声磁结合的管道内检测器,包括支撑轴1、用于磁化待检测管道的磁化器、光纤声波传感器5、驱动支撑轴1沿管道01的轴线方向运动的密封驱动组件4、信号采集处理组件以及若干个用于检测漏磁场的探头3,光纤声波传感器5和探头3均与信号采集处理组件信号连接;密封驱动组件4连接于支撑轴1的两端,光纤声波传感器5通过传感器支座连接于支撑轴1的一端,若干个探头3通过探头支撑杆2均匀连接于支撑轴1的外周部,探头3均与管道01的内壁面贴合且探头3可阵列分布于管道01的横截面内。
其中,磁化器用于磁化待检测管道01,磁化后的管道01在管道01缺陷处形成漏磁场,探头3与管道01的内壁面抵接以探测管道01的漏磁场;光纤声波传感器5则利用声波对管道01的微泄漏或渗漏进行检测。
优选的,为了提高检测精度,探头3包括超高清三轴数字霍尔式传感器,检测精度高,可实现对管道01的超高清检测。
除探头3自身的检测精度外,探头3的数量也会影响管道内检测器的检测能力和检测精度,优选的,可以设置探头3的探头通道间距小于或等于1mm,通过紧密阵列分布的探头3对漏磁场进行精确检测。
探头3的具体数量、种类、型号和尺寸根据实际检测中支撑轴1的外径、管道01的内径等因素确定。
探头3通过探头支撑杆2均匀连接于支撑轴1的外周部,探头支撑杆2的长度取决于管道01的内径和支撑轴1的外径。
光纤声波传感器5主要用于对管道裂纹缝的微泄漏或渗漏进行检测,其可对小于管道正常输送流量的1.2%的管道泄漏流量或直径1-5mm的管道渗漏孔进行检测和定位。
请参考图1,光纤声波传感器5通过传感器支座连接于支撑轴1的一端,光纤声波传感器5的具体型号、尺寸以及安装方式根据实际检测要求参考现有确定,在此不再赘述。
优选的,光纤声波传感器5包括磁致伸缩的光纤次声传感器,灵敏度高,提高了其对管道微泄漏或渗漏的检测能力。
请参考图2,光纤声波传感器5包括激光器51、耦合器52、振动硅膜53、磁致伸缩敏感元件54和光探头55,耦合器52、振动硅膜53、磁致伸缩敏感元件54和光探头55通过光纤连接。
检测时,激光器51发出检测光线,管道01泄漏或渗漏处的次声信号通过光纤传递至振动硅膜53,振动硅膜53的振动改变发射光线的特征,光探头55接收反射光线,信号处理器将光信号转化为电信号;同时,管道01渗漏或泄露处的漏磁场施加于磁致伸缩敏感元件54,磁致伸缩敏感元件54的应变带动光纤伸缩进而引起光纤信号的变化,信号处理器55将其转化为磁感应强度,从而建立起次声信号与缺陷形状、大小的量化关系,进而提高数据量化分析的精度。
当然,光纤声波传感器5也可利用超声信号等。
密封驱动组件4设置于支撑轴1的两端,可利用管道01内的压差驱动管道内检测器沿管道01的轴线方向运动。
管道内检测器在密封驱动组件4的驱动下沿管道01的轴线方向运动,对管道01各处的缺陷进行检测;检测过程中,磁化器磁化待检测管壁,阵列分布于管道01的内壁面上的探头3对管道01的轴向缺陷进行检测,同时光纤声波传感器5利用声波对管道01的微泄漏或渗漏进行检测。
在本实施例中,声磁结合的管道内检测器可同时对管道01轴向缺陷和微渗漏进行检测,实现了轴向缺陷和微渗漏的一次性检测,检测精度高、漏检率低,适用于管道01复杂缺陷的检测。
在上述实施例的基础上,为了进一步增强复杂缺陷检测能力,探头支撑杆2与支撑轴1的外周部滑动连接,探头3可阵列分布于管道01的横截面或螺旋分布于管道01的外周部。
当探头3阵列分布于管道01的横截面内时,探头3对管道01进行环向励磁检测,探头3可对管道01的轴向缺陷进行检测;当探头3螺旋分布于管道01的外周部时,探头3对对管道01进行螺旋励磁,探头3可对管道01的环焊缝缺陷和螺旋焊缝缺陷进行检测。
优选的,支撑轴1的表面设有若干条互不连通的滑道,探头支撑杆2的底面设有与滑道可滑动且可固定连接的滑块,滑道与探头支撑杆2一一对应。
在本实施例中,通过设置探头支撑杆2与支撑轴1滑动连接,实现了管道内检测器的可变向励磁,克服了单一轴向励磁或环向励磁结构无法对老旧管道环焊缝缺陷和螺旋焊缝缺陷进行检测的难题,适用范围广、复杂缺陷检测强力强。
需要进行说明的是,为了实现可变向励磁,磁化器内的励磁单元与支撑轴1的外周部滑动连接,励磁单元可阵列分布于管道01的横截面或螺旋分布于管道01的外周部。励磁单元与支撑轴1的滑动连接方式,请参考上述探头3,在此不再赘述。
在上述实施例的基础上,信息采集处理组件包括信号管理单元、用于采集管道信息的管道走向测绘单元和数据采集储存单元,探头3、光纤声波传感器5均与信号管理单元连接,信号管理单元用于控制探头3和光纤声波传感器5工作并接收采集到的漏磁信号和声波信号;信号管理单元和管道走向测绘单元均与数据采集储存单元信号连接。
工作时,信号管理单元向探头3和光纤声波传感器5传递工作信号,探头3拾取管道01的漏磁信号并将其传递至信号管理单元,光纤声波传感器5检测管道01的声波信号并将其传递至信号管理单元;与此同时,管道走向测绘单元对管道走向进行测绘,对管道里程等管道信息进行记录并将其传递至数据采集储存单元;数据采集储存单元接收管道信息和信号管理单元处的传感器数据,并将管道信息和传感器数据相对应。
为了提高管道内检测器的数据传输速度,优选的,信息采集处理组件内设有通信模块,通信模块可采用5G+MEC技术,以提高管道内检测器与地面基站的通讯频率,实现异地多台管道内检测器的海量数据传输。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的声磁结合的管道内检测器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种声磁结合的管道内检测器,其特征在于,包括支撑轴(1)、用于磁化待检测管道的磁化器、光纤声波传感器(5)、驱动所述支撑轴(1)沿管道(01)的轴线方向运动的密封驱动组件(4)、信号采集处理组件以及若干个用于检测漏磁场的探头(3),所述光纤声波传感器(5)和所述探头(3)均与所述信号采集处理组件信号连接;
所述密封驱动组件(4)连接于所述支撑轴(1)的两端,所述光纤声波传感器(5)通过传感器支座连接于所述支撑轴(1)的一端,若干个所述探头(3)通过探头支撑杆(2)均匀连接于所述支撑轴(1)的外周部,所述探头(3)均与所述管道(01)的内壁面贴合且所述探头(3)可阵列分布于所述管道(01)的横截面内。
2.根据权利要求1所述的声磁结合的管道内检测器,其特征在于,所述探头支撑杆(2)与所述支撑轴(1)的外周部滑动连接,所述探头(3)可阵列分布于所述管道(01)的横截面或螺旋分布于所述管道(01)的外周部。
3.根据权利要求2所述的声磁结合的管道内检测器,其特征在于,所述支撑轴(1)的表面设有若干条互不连通的滑道,所述探头支撑杆(2)的底面设有与所述滑道可滑动且可固定连接的滑块,所述滑道与所述探头支撑杆(2)一一对应。
4.根据权利要求1-3任一项所述的声磁结合的管道内检测器,其特征在于,所述探头(3)包括超高清三轴数字霍尔传感器。
5.根据权利要求4所述的声磁结合的管道内检测器,其特征在于,所述探头(3)的探头通道间距小于或等于1mm。
6.根据权利要求1-3任一项所述的声磁结合的管道内检测器,其特征在于,所述信息采集处理组件包括信号管理单元、用于采集管道信息的管道走向测绘单元和数据采集储存单元,所述探头(3)、所述光纤声波传感器(5)均与所述信号管理单元连接,所述信号管理单元用于控制所述探头(3)和所述光纤声波传感器(5)工作并接收采集到的漏磁信号和声波信号;
所述信号管理单元和所述管道走向测绘单元均与所述数据采集储存单元信号连接。
7.根据权利要求1-3任一项所述的声磁结合的管道内检测器,其特征在于,所述光纤声波传感器(5)包括磁致伸缩的光纤次声传感器。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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