CN1138143C - 一种石油输送管线的超声检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石油输送管线的超声检测装置，特别是长距离石油输送管线的超声检测装置。由电机仓、仪器仓、电源仓、计程、清管仓、皮碗、万向节、探头盘、温度和超声探头组成。当检测中探头盘转动，探头先发出超声信号，再先后接收由管壁的内、外表面反射回的信号，该信号经处理、存储，待检测完对存储的信号分析可得知管壁腐蚀状况。本装置的优点是：减少超声探头的数量、降低造价，提高装置的性能/价格比。

Description

一种石油输送管线的超声检测装置
本发明涉及一种石油输送管线的超声检测装置，特别是长距离石油输送管线的超声检测装置。
石油输送管线经长期使用，其管壁受冲刷、腐蚀以致减薄，常常发生泄漏事故。一旦发生泄漏事故，不仅造成经济上的巨大损失，且会污染环境、影响生态。为防止泄漏事故的发生，需对输送管线作定期的在线检测。现行的方法之一为超声法检测，即利用超声探头对管壁发出一个超声脉冲后，先后接收由管壁内表面和外表面反射回的脉冲波，这两个脉冲波之间的间距值就反映了管壁的厚度信息，再经信号处理则可获得管壁厚度的实际状况。利用该方法研制的超声检测装置，如美国专利4964059公开的一种超声检测装置，它包括阵列式探头体、仪器仓、电源仓、计程器，阵列式探头体的四周装有诸多超声探头，仪器仓内装有用于发射、接收超声信号的超声信号处理仪、检测数据处理仪以及数据存储器，电源仓内装电池作供电之用，计程器记录检测装置行进的距离，仪器仓与电源仓之间通过万向节连接。该装置的不足之处是探头盘在石油输送管线内随装置作直线移动，则需装在阵列式探头体上的超声探头数目较多，使设备成本高。
本发明的目的是提供一种石油输送管线的超声检测装置，采用探头盘旋转的方式进行检测，以减少超声探头的数量、降低装置造价，提高装置的性能/价格比。
为实现上述目的，本发明包括仪器仓、电源仓、计程、清管仓、皮碗、万向节、探头盘、温度探头和超声探头，仪器仓内装有用于发射、接收超声信号的超声信号处理仪、检测数据处理仪以及数据存储器，电源仓内装有供各仪器使用的电池，计程、清管仓的仓内装有低频电磁收/发仪，以接收管道外发射的定位信号，在仓外装有带霍尔传感器的里程轮，温度探头和超声探头分别装在探头盘上，其特征在于：还包括电机仓和电源仓，电机仓装有电机，探头盘连接在电机的输出轴上，电源仓内装有供驱动电机的电池，电机仓、电源仓、仪器仓、电源仓和计程、清管仓依次分别由万向节和装有导线的导线管相互连接，在每个仓的两端分别装有皮碗。使用时，本装置放在被测管道内，在皮碗的作用下支撑起本装置，同时在被测管道内油压的作用下带动本装置向前移动。当检测时，探头盘在电机输出轴的驱动下带动超声探头做旋转运动，超声探头对管壁发出一个超声脉冲后，超声探头首先接收到由管壁的内表面反射回的脉冲波，然后又会接收到由管壁的外表面反射回的脉冲波，这两个脉冲之间的间距值即反映了管壁厚度的超声信号，该超声信号经超声信号处理仪和检测数据处理仪处理后存入数据存储器，待检测完毕对存入数据存储器内的信号分析即可得知管壁实际状况。
本发明由于比原有的超声检测装置增加了电机仓和电源仓，使连接在电机输出轴上的探头盘带动超声探头做旋转运动，一个超声探头运行的轨迹是一条螺旋线，多个探头就形成了一个螺旋带，调节检测装置在管道内的行进速度及探头盘的旋转速度，就能使螺旋状的扫描带覆盖整个被测管道的内表面，解决了因超声探头直线运动而引起的数量较多、成本高的问题，提高装置的性能/价格比。
下面给出本发明的实施例及附图，并作进一步说明：
图1为本发明的主视图；
图2为本发明电机仓和探头盘的剖示视图。
按图1所示，仪器仓8、9内装有用于发射、接收超声信号的超声信号处理仪、检测数据处理仪以及数据存储器。电源仓11内装有供各仪器使用的电池。计程、清管仓13的仓内装有低频电磁收/发仪，以接收管道外发射的定位信号，在仓外装有带霍尔传感器的里程轮12。四个超声探头3和一个温度探头1装在探头盘2上，电机仓5内装有电机，探头盘2固定在电机的输出轴上，电机的输出轴与电机仓5的仓体之间装有密封件4。电源仓6内装有供驱动电机的电池。电机仓5、电源仓6、仪器仓8、9、电源仓11和计程、清管仓13依次分别由万向节10和装有导线的导线管7相互连接，万向节10可避免装置通过具有一定曲率的管道时被卡住的现象发生，导线管7内的导线输送电源和信号。在每个仓的两端分别装有皮碗14。使用时，本装置放在被测管道内，计程、清管仓13处于前面，皮碗14既可支撑起本装置又可刮去管壁上的油垢，同时又能在被测管道内油压的作用下带动本装置向前移动。当检测时，探头盘2在电机输出轴的驱动下带动超声探头3做旋转运动，超声信号处理仪通过超声探头3对管壁发出一个超声脉冲后，超声探头3首先接收到由管壁的内表面反射回的脉冲波，然后又会接收到由管壁的外表面反射回的脉冲波，这两个脉冲之间的间距值即反映了管壁的厚度，并经超声探头3送入超声信号处理仪，由超声信号处理仪作放大和整形处理，再送入检测数据处理仪作A/D处理，最后存入数据存储器。温度探头1，用于测量管道内的油温，以便在数据分析中排除温度的影响。待检测完毕后，对存入数据存储器内的数据进行分析，便可得知管壁的腐蚀情况。计程、清管仓13的仓内装有低频电磁收/发仪，可接收地面操作人员发出的控制指令，若当本装置被卡在管道内即里程轮停止转动时，也可向地面操作人员发出信号，以便确定装置所处的位置并排除故障。
按图2所示，电机仓由仓体114、电机113、导线112、电机架111、导电滑环110、滑环安装盘109、仓体盖108、轴承107、输出轴106、压板105、皮碗14、密封件4组成。在仓体114的两端分别装有压板105、皮碗14、仓体盖108。电机113固定在位于仓体114内的电机架111上，电机架111固定在仓体114一端的仓体盖108上，在电机架111内的输出轴106上装有由内、外套构成的导电滑环110和滑环安装盘109，导电滑环110起信号耦合作用，其内套通过螺钉固定在滑环安装盘109上，滑环安装盘109通过键与输出轴106相连接，外套通过螺钉固定在电机架111上。当输出轴106旋转时，导电滑环110的内套也随其旋转，信号可从外套与内套之间的电刷由内套传至外套，然后由连接外套的导线送至仪器仓，同时信号也可从外套传至内套。在仓体盖108与输出轴106之间以及电机架111与输出轴106之间分别装有轴承107，以支承输出轴106。密封件4装在压板105和输出轴106上，以防管道内的油液进入仓体114内。探头盘2安装在输出轴106上，在探头盘2上分别装有四个超声探头3和一个温度探头1。输出轴106中间开有孔，并装有连接超声探头3和温度探头1的信号线。检测时，本装置向前行进，电机113驱动输出轴106使探头盘2转动，装在探头盘2上每个超声探头3的运行轨迹都是一条螺旋线，四个超声探头3就构成一个螺旋带，合理地调节本装置行进速度及探头盘2的旋转速度，就能使螺旋状的扫描带覆盖整个被测管道的内表面，即可完成对整段管线的检测。

Claims (2)

1、一种石油输送管线的超声检测装置，包括仪器仓(8)、(9)、电源仓(11)、计程、清管仓(13)、皮碗(14)、万向节(10)、探头盘(2)、温度探头(1)和超声探头(3)，仪器仓(8)、(9)内装有用于发射、接收超声信号的超声信号处理仪、检测数据处理仪以及数据存储器，电源仓(11)内装有供各仪器使用的电池，计程、清管仓(13)的仓内装有低频电磁收/发仪，在仓外装有带霍尔传感器的里程轮(12)，温度探头(1)和超声探头(3)分别装在探头盘(2)上，其特征在于：还包括电机仓(5)和电源仓(6)，电机仓(5)装有电机，探头盘(2)连接在电机的输出轴上，电源仓(6)内装有供驱动电机的电池，电机仓(5)、电源仓(6)、仪器仓(8)、(9)、电源仓(11)和计程、清管仓(13)依次分别由万向节(10)和导线管(7)相互连接，在每个仓的两端均分别装有皮碗(14)。
2、据权利要求1所述的一种石油输送管线的超声检测装置，其特征在于：电机仓由仓体(114)、电机(113)、导线(112)、电机架(111)、导电滑环(110)、滑环安装盘(109)、仓体盖(108)、轴承(107)、输出轴(106)、压板(105)、皮碗(14)、密封件(4)组成，在仓体(114)的两端分别装有压板(105)、皮碗(14)、仓体盖(108)，电机(113)固定在位于仓体(114)内的电机架(111)上，电机架(111)固定在仓体(114)一端的仓体盖(108)上，在电机架(111)内的输出轴(106)上装有由内、外套构成的导电滑环(110)和滑环安装盘(109)，导电滑环(110)的内套通过螺钉固定在滑环安装盘(109)上，滑环安装盘(109)通过键与输出轴(106)相连接，外套通过螺钉固定在电机架(111)上，在仓体盖(108)与输出轴(106)之间以及电机架(111)与输出轴(106)之间分别装有轴承(107)，密封件(4)装在压板(105)和输出轴(106)上，探头盘(2)安装在输出轴(106)上，在探头盘(2)上分别装有四个超声探头(3)和一个温度探头(1)，输出轴(106)中间开有孔，并装有连接超声探头(3)和温度探头(1)的信号线。
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