CN114923131B - 一种检测管道淤积的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种检测管道淤积的方法及装置,适用于塑料或者橡胶管道。通过将待检测管道进行分段，并分别检测并找出每个检测分段上的磁粒淤积位置，能够将待检测管道内发生淤积的位置进行准确定位并找出。以便后续针对性进行处理。避免造成管道的堵塞，发生安全事故。通过本申请能了解运输管道内部的流场情况，将反馈信息第一时间获得，可以有效防止因淤积位置无法找到影响了生活或者生产的问题，减少了很多寻找淤积位置的时间，因此占用不了很多的社会资源，从而减少经济损失。本申请结构简单，操作方便，适合于推广使用。

Description

一种检测管道淤积的方法及装置

技术领域

本申请涉及管道检测技术领域，具体涉及到关于检测管道堵塞位置的方法。

背景技术

管道运输在国民经济中，具体在实际日常生活中发挥着举足轻重的作用，但是管道运输经常出现问题，具有很多不确定性因素，例如堵塞。堵塞一般不会突然形成，是一个缓慢日积月累形成的，因此需要在发生堵塞前，找出管道内淤积位置。若不能迅速找到管道淤积位置，不仅会使整个生产和生活系统产生瘫痪，而且对经济也会产生不可低估的损失。

综上所述，要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本申请实施例的第一目的在于提供一种检测管道淤积的方法，解决泥沙管道寻找不到淤积位置的问题。

本申请的实施例的第二目的在于还供一种检测管道淤积的装置。

本申请第一方面提供了一种检测管道淤积的方法，包括以下步骤：

S1、在预定时间段内投掷磁粒至待检测管道中；

S2、在所述待检测管道上设置多个磁粒个数检测点，获取流经每个所述磁粒个数检测点的磁粒个数并记录，计算每两个相邻的所述磁粒个数检测点的磁粒个数的差值，所述差值大于等于阈值的分段设为检测分段，并确定所述检测分段内发生淤积；

S3、检测并找出所述待检测管道的检测分段上的磁粒淤积位置，根据所述磁粒淤积位置确定所述待检测管道上的淤积位置。

在一种实施方式中，在步骤S3中，所述检测并找出所述待检测管道的检测分段上的磁粒淤积位置包括：

在所述待检测管道的检测分段上设置电线圈，通过所述电线圈获取所述待检测管道内的磁粒产生的电动势；在所述待检测管道上某一位置处通过所述电线圈检测到感应电动势时，确定该位置为磁粒淤积位置。

在一种实施方式中，将所述电线圈产生的电动势进行放大处理后输入单片机；所述单片机将每次接收到的电动势信号计数并累加后，并转换成数字信号发出。

在一种实施方式中，将所述单片机与显示屏通信连接，所述数字信号通过所述显示屏进行显示。

在一种实施方式中，将所述单片机与警报器通信连接，在所述数字信号大于设定值时，通过所述警报器发出警报信号。

在一种实施方式中，将所述电线圈沿所述待检测管道的长度方向进行匀速滑动，以检测出磁粒淤积位置。

在一种实施方式中，在步骤S1中，所述投掷磁粒至待检测管道内包括：

在所述待检测管道上沿液体流动方向上的流入端设置磁粒通入机构；所述磁粒通入机构与所述待检测管道连通，通过所述磁粒通入机构投掷磁粒至待检测管道内，并持续通入所述预定时间段。

本申请的第二方面还提供了一种检测管道淤积的装置，包括：

磁粒通入机构，设于待检测管道的流入端，包括与待检测管道连通的口，用于将磁粒投入待检测管道内；

磁粒个数检测机构，设于待检测管道的各检测点处，用于获取每个所述检测点处的流经的磁粒个数；

磁粒密度检测机构，包括电线圈，滑动连接于待检测管道上，用于获取所在管道内的磁粒产生的电势能，以得到管道内的磁粒密度。

在一种实施方式中，所述磁粒通入机构包括磁粒储存漏斗、定时器及约束带，所述磁粒储存漏斗的出口与所述待检测管道连通，所述磁粒储存漏斗与磁粒储存机构连接；所述磁粒储存漏斗的出口包括弹性收缩孔，所述弹性收缩孔与所述定时器通讯连接，所述弹性收缩孔在预定时间段内保持打开状态，在预定时间段外保持关闭状态；所述约束带用于将所述磁粒通入机构与管道固定连接。

在一种实施方式中，投入管道内的所述磁粒包括设于磁芯、设于所述磁芯外部的磁性复合层及设于外层的保护层。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

根据本申请提供的检测管道淤积的方法，适用于塑料或者橡胶管道。通过将待检测管道进行分段，并分别检测并找出每个检测分段上的磁粒淤积位置，能够将待检测管道内发生淤积的位置进行准确定位并找出。以便后续针对性进行处理。避免造成管道的堵塞，发生安全事故。通过本申请能了解运输管道内部的流场情况，将反馈信息第一时间获得，可以有效防止因淤积位置无法找到影响了生活或者生产的问题，减少了很多寻找淤积位置的时间，因此占用不了很多的社会资源，从而减少经济损失。本申请省时省力，提高了检测效率。一次投资可以永久使用，结构简单，操作方便，非常适合于实际工作和市场推广使用，解决了填海造陆短时间内找不到管道堵塞位置的难题，保证了管道不受其他破坏影响，有效缩短了工期。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为根据本实施例提供的检测管道淤积的方法的流程图；

图2为根据本实施例提供的检测管道淤积的装置的立体结构示意图；

图3为根据本实施例提供的检测管道淤积的装置的磁粒通入机构的立体结构示意图；

图4为根据本实施例提供的检测管道淤积的装置的磁粒个数检测机构的立体结构示意图；

图5为根据本实施例提供的检测管道淤积的装置的磁粒密度检测机构的安装结构示意图；

图6为根据本实施例提供的检测管道淤积的装置的磁粒密度检测机构的结构示意图；

图7为根据本实施例提供的检测管道淤积的装置的磁粒密度检测机构的立体结构示意图；

图8为根据本实施例提供的检测管道淤积的装置的电池组的立体结构示意图；

图9为根据本实施例提供的检测管道淤积的装置的从动爬行部的结构示意图；

图10为根据本实施例提供的检测管道淤积的装置的传动机构的结构示意图；

图11为根据本实施例提供的检测管道淤积的装置的磁粒的剖面图。

附图标记：

1、待检测管道；2、磁粒通入机构；21、磁粒储存漏斗；22、约束带；3、磁粒个数检测机构；31、LCD数字显示屏；32、固定环绕带；33、抗氧化防爆保护壳；4、磁粒密度检测机构；41、检测部；42、固定部；43、主动爬行部；44、从动爬行部；45、电池组；46、主动斜锥齿轮；47、一级斜锥齿轮组；48、二级斜锥齿轮组；49、从动斜锥齿轮；51、磁芯；52、磁性复合层；53、保护层。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

根据本申请的具体实施例，参见图1，本申请首先提供一种检测管道淤积的方法，包括以下步骤：

S1、在预定时间段内投掷磁粒至待检测管道1中。

S2、在待检测管道1上设置多个磁粒个数检测点，获取流经每个磁粒个数检测点的磁粒个数并记录，计算每两个相邻的磁粒个数检测点的磁粒个数的差值，差值大于等于阈值的分段设为检测分段，并确定检测分段内发生淤积。

S3、检测并找出待检测管道1的检测分段上的磁粒淤积位置，根据磁粒淤积位置确定待检测管道1上的淤积位置。

根据本申请提供的检测管道淤积的方法，适用于塑料或者橡胶管道。通过将待检测管道1进行分段，并分别检测并找出每个检测分段上的磁粒淤积位置，能够将待检测管道1内发生淤积的位置进行准确定位并找出。以便后续针对性进行处理。避免造成管道的堵塞，发生安全事故。通过本申请能了解运输管道内部的流场情况，将反馈信息第一时间获得，可以有效防止因淤积位置无法找到影响了生活或者生产的问题，减少了很多寻找淤积位置的时间，因此占用不了很多的社会资源，从而减少经济损失。本申请省时省力，提高了检测效率。一次投资可以永久使用，结构简单，操作方便，非常适合于实际工作和市场推广使用，解决了填海造陆短时间内找不到管道堵塞位置的难题，保证了管道不受其他破坏影响，有效缩短了工期。

在一种实施方式中，在步骤S3中，检测并找出待检测管道1的检测分段上的磁粒淤积位置包括：在待检测管道1的检测分段上设置电线圈，通过电线圈获取待检测管道1内的磁粒产生的电动势。在待检测管道1上某一位置处通过电线圈检测到感应电动势时，确定该位置为磁粒淤积位置。

在一种实施方式中，将电线圈产生的电动势进行放大处理后输入单片机。单片机将每次接收到的电动势信号计数并累加后，并转换成数字信号发出。

在一种实施方式中，将单片机与显示屏通信连接，数字信号通过显示屏进行显示。

在一种实施方式中，将单片机与警报器通信连接，在数字信号大于设定值时，通过警报器发出警报信号。

在一种实施方式中，将电线圈沿待检测管道1的长度方向进行匀速滑动，以检测出磁粒淤积位置。

在一种实施方式中，在步骤S1中，投掷磁粒至待检测管道1内包括：在待检测管道1上沿液体流动方向上的流入端投掷磁粒至待检测管道1内，并持续通入预定时间段。

本申请的第二方面还提供了一种检测管道淤积的装置，如图2所示，包括：

磁粒通入机构2，设于待检测管道1的流入端，包括与待检测管道1连通的磁粒储存漏斗21，通过磁粒储存漏斗21将磁粒投入待检测管道1内。

磁粒个数检测机构3，设于待检测管道1的各检测点处，用于获取每个检测点处的流经的磁粒个数。

磁粒密度检测机构4，包括电线圈，滑动连接于待检测管道1上，用于获取所在管道内的磁粒产生的电势能，以得到管道内的磁粒密度。

具体的，在通常应用在城市排污或者工业排污的管道输送工作中，在输送管道开始工作的同时，启动磁粒通入机构2，磁粒在待检测管道1中随着泥沙污水流动，会陆续通过预先均匀设置在管道周围的磁粒个数检测机构3，磁粒个数检测机构3可以记录此时通过管道磁粒个数检测点的磁粒数目，在填海造陆工作中出现淤堵工程问题时，就可以观察某两端磁粒个数检测机构3之间的磁粒数目差最大，就可以大概把淤堵位置定位到某一段待检测管道上。然后通过磁粒密度检测机构4开始在某一段待检测管道上进行滑动检测，通过检测一个长度范围内的磁粒个数，即磁粒密度，在检测到的磁粒密度大于预定值时，则判断所在位置处为管道淤积位置，以便后续针对性进行处理。避免造成管道的堵塞，发生安全事故。

在一种实施方式中，如图3所示，磁粒通入机构2包括磁粒储存漏斗21、定时器及约束带22，磁粒储存漏斗21的出口与待检测管道1连通，磁粒储存漏斗21与磁粒储存机构连接。磁粒储存漏斗21的出口包括弹性收缩孔，弹性收缩孔与定时器通讯连接，弹性收缩孔在预定时间段内保持打开状态，在预定时间段外保持关闭状态。约束带22用于将磁粒通入机构2与管道固定连接。在磁粒储存漏斗中放满磁粒球，并在定时器设定预定时间段后控制打开弹性收缩孔，以启动磁粒通入机构2。

在一种实施方式中，如图4所示，磁粒个数检测机构3设于待检测管道1的上方，包括多匝铜线圈和电路板，在电路板上焊有单片机，所述单片机用于将铜线圈两端产生的电势能信号经电路板上的放大电路放大后，通过LCD数字显示屏31进行显示，在多匝铜线圈和电路板外部罩设抗氧化防爆保护壳33，使磁粒个数检测机构3具有良好的防水性能，抗氧化防爆保护壳33通过固定环绕带32固定连接于管道的预定位置处，以对流经预定位置处的磁粒的个数进行统计并显示。

在磁粒通入管道后，紧接着观察磁粒个数检测机构3上LCD数字显示屏31上的数字，若在某一段管道两端的磁粒个数检测机构3上的数字出现很大的差值，即某一段管道入口位置的磁粒个数检测机构3上的数字要远大于出口位置的磁粒个数检测机构3上的数字，就可以定位到淤堵位置出现在其中某一段管道。

磁粒随着水流在管道中流动，当磁粒快速通过紧贴在管道外侧的磁粒个数检测机构3时，由法拉第电磁感应原理可知，铜线圈两端会产生感应电动势信号，通过信号滤波、放大电路，将感应的微弱电动势进行放大处理，放大后的信号被送入单片机，单片机对每次接收到的信号计数累加，并将累加信号转换成数字信号通过串口发送出去和显示在与单片机相连的LCD数字显示屏31上。

在一种实施方式中，如图5至图8所示，磁粒密度检测机构4包括检测部41、固定部42及主动爬行部43。

检测部41包括多匝电线圈及用于固定电线圈的外壳，电线圈设于外壳内，电线圈的两端连接放大器，放大器用于将在电线圈两端产生的电动势进行放大，放大器与单片机通信连接，单片机用于将每个接收到的信号计数累加，以获取所在待检测管道1内的磁粒产生的电势能。检测部41还包括内置的电池组45，电池组45用于为步进电动机提供电力，考虑检测部41能够方便操作，避免电源线影响检测部41工作。

固定部42包括卡设于待检测管道1周向的卡箍，卡箍滑动连接于待检测管道1上，卡箍通过连接件与外壳固定连接。

主动爬行部43设于卡箍上，主动爬行部43的内侧与待检测管道1的外表面连接，包括机壳、步进电动机及多个滚轮。步进电动机与滚轮传动连接，步进电动机用于通过控制滚轮转动后，控制检测部41沿待检测管道1长度方向匀速移动，以使电线圈对待检测管道1内的磁力密度进行检测。

外壳的外部设置LCD数字显示屏，LCD数字显示屏与单片机通讯连接，以将单片机接收到的信号进行显示。LCD数字显示屏上设有可操作控制界面。外壳外部设置声光报警器，在单片机接收到的信号超出阈值时，声光报警器发出警报信号。在检测部41滑动通过待检测管道1中磁粒密度大的位置时，能够准确快速定位到堵塞位置。

主动爬行部43的步进电动机与滚轮之间通过传动机构传动连接，如图10所示，传动机构包括主动斜锥齿轮46、一级斜锥齿轮组47、二级斜锥齿轮组48及从动斜锥齿轮49。主动斜锥齿轮46与步进电动机的输出轴连接。一级斜锥齿轮组47包括一级主动齿轮和一级从动齿轮，一级主动齿轮与主动斜锥齿轮46啮合传动，一级主动齿轮和一级从动齿轮之间的齿轮轴上设置水平轴承，水平轴承与外壳固定连接。二级斜锥齿轮组48包括二级主动齿轮和二级从动齿轮，二级主动齿轮与一级从动齿轮啮合传动，二级主动齿轮和二级从动齿轮之间的齿轮轴上设置垂直轴承，垂直轴承与外壳固定连接。在二级斜锥齿轮组48暴露在外壳以外的部分包裹有保护套筒。从动斜锥齿轮49与二级从动齿轮啮合传动，从动斜锥齿轮49通过传动轴与滚轮传动连接，将步进电动机产生的动力传输至滚轮处。考虑节约空间等因素，将步进电动机与滚轮传动连接。

还包括设于卡箍两侧的从动爬行部44，每个从动爬行部44在主动爬行部43的带动下沿待检测管道1进行爬行，每个从动爬行部44包括多个滚轮。

在每个爬行部的多个滚轮外侧设置步履带，通过多个滚轮的同向转动控制步履带在待检测管道1的外壁进行移动，考虑增加爬行部与待检测管道1外壁之间的摩擦力。

具体的，如图9所示，每个爬行部包括4个滚轮，包括设于步履带顶部的2个托带滚轮及设于底部的2个负重滚轮，4个滚轮的轴向两侧通过加固板固定连接。

从动爬行部44的步履带的上部罩设保护壳，保护壳上方连接有可调节长度的孔位板，孔位板沿长度方向布置多个定位孔。

具体的，卡箍的端部通过档位板与孔位板连接，档位板上设有固定孔，通过在固定块及其中一个定位孔内设置根长螺栓，将档位板与孔位板固定连接，并通过选择不同的定位孔进行固定，以调节卡箍两端部之间的距离，以适用于不同的待检测管道1直径。

在一种实施方式中，包括两个对称设于卡箍内侧的检测部，同时进行磁力密度的检测，并根据两个检测部的检测值得出平均值，以提高检测精度。

工作期间当城市排污或者工业排污管道出现堵塞时，设备管理员可以先关闭磁粒通入机构2，随后启动磁粒密度检测机构4，将磁粒密度检测机构4放置于管道，通过挡位板调节孔位板长度，将磁粒密度检测机构4调节至可以适应待检测管道的直径，最后顺着待检测管道运动，当某一个位置出现堵塞时，通入的磁粒就会在此处淤积，磁粒密度检测机构4会检测出此处比别处的磁粒密度大并且通过声光报警器发出警报信号，即准确快速定位到淤积位置。

检测部内部的采用磁致材料来监测管道空间中磁感应强度大小，磁场的强弱变化会导致ARM电阻值发生变化。利用惠斯通电桥监测电阻值的变化从而得出电压的变化。通过集成电路将磁力计及其外围电路集成到一起形成一个总体的磁力监测模块，该模块可通过I2C总线与外界的单片机处理器进行通信，从而监测周围磁场强度。

在一种实施方式中，如图11所示，投入管道内的磁粒包括设于磁芯51、设于磁芯51外部的磁性复合层52及设于外层的保护层53。

需要说明的是，因为磁粒是一次性消耗品，故对磁粒用料就要更加廉价和环保。并且，可以设置对磁粒进行回收的装置，将磁粒加以回收清洗，进一步减少使用成本。

在一种实施方式中，对磁力检测设备和磁力密度检测设备结构在优化，更加趋向轻便，快捷，质量也不易损坏。其次，加入物联网的模式，可以快速反馈检测信号，这样大大节省人力物力，减少了相应的成本。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种检测管道淤积的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在预定时间段内投掷磁粒至待检测管道中；

S2、在所述待检测管道上设置多个磁粒个数检测点，获取流经每个所述磁粒个数检测点的磁粒个数并记录，计算每两个相邻的所述磁粒个数检测点的磁粒个数的差值，所述差值大于等于阈值的分段设为检测分段，并确定所述检测分段内发生淤积；

S3、检测并找出所述待检测管道的检测分段上的磁粒淤积位置：在所述待检测管道的检测分段上设置磁粒密度检测机构；通过所述磁粒密度检测机构获取所述待检测管道内的磁粒产生的电动势；在所述待检测管道上某一位置处通过所述磁粒密度检测机构检测到感应电动势时，确定该位置为磁粒淤积位置；

所述磁粒密度检测机构包括检测部、固定部及主动爬行部；

所述检测部包括多匝电线圈及用于固定电线圈的外壳，电线圈设于外壳内，电线圈的两端连接放大器，放大器用于将在电线圈两端产生的电动势进行放大，放大器与单片机通信连接，单片机用于将每个接收到的信号计数累加，以获取所在待检测管道内的磁粒产生的电势能；

所述固定部包括卡设于待检测管道周向的卡箍，所述卡箍滑动连接于待检测管道上，所述卡箍通过连接件与外壳固定连接；

所述主动爬行部设于所述卡箍上，所述主动爬行部的内侧与待检测管道的外表面连接，包括机壳、步进电动机及多个滚轮；步进电动机与滚轮传动连接，步进电动机用于通过控制滚轮转动后，控制所述检测部沿待检测管道长度方向匀速移动，以使电线圈对待检测管道内的磁力密度进行检测。

2.根据权利要求1所述的检测管道淤积的方法，其特征在于，将所述电线圈产生的电动势进行放大处理后输入单片机；所述单片机将每次接收到的电动势信号计数并累加后，并转换成数字信号发出。

3.根据权利要求2所述的检测管道淤积的方法，其特征在于，将所述单片机与显示屏通信连接，所述数字信号通过所述显示屏进行显示。

4.根据权利要求2所述的检测管道淤积的方法，其特征在于，将所述单片机与警报器通信连接，在所述数字信号大于设定值时，通过所述警报器发出警报信号。

5.根据权利要求1所述的检测管道淤积的方法，其特征在于，将所述电线圈沿所述待检测管道的长度方向进行匀速滑动，以检测出磁粒淤积位置。

6.根据权利要求1所述的检测管道淤积的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述投掷磁粒至待检测管道内包括：

在所述待检测管道上沿液体流动方向上的流入端设置磁粒通入机构；所述磁粒通入机构与所述待检测管道连通，通过所述磁粒通入机构投掷磁粒至待检测管道内，并持续通入所述预定时间段。

7.一种检测管道淤积的装置，其特征在于，用于实现权利要求1-6中任一项所述检测管道淤积的方法，包括：

磁粒通入机构，设于待检测管道的流入端，包括与待检测管道连通的口，用于将磁粒投入待检测管道内；

磁粒个数检测机构，设于待检测管道的各检测点处，用于获取每个所述检测点处的流经的磁粒个数；

磁粒密度检测机构，包括电线圈，滑动连接于待检测管道上，用于获取所在管道内的磁粒产生的电势能，以得到管道内的磁粒密度；

所述磁粒密度检测机构包括检测部、固定部及主动爬行部；

所述检测部包括多匝电线圈及用于固定电线圈的外壳，电线圈设于外壳内，电线圈的两端连接放大器，放大器用于将在电线圈两端产生的电动势进行放大，放大器与单片机通信连接，单片机用于将每个接收到的信号计数累加，以获取所在待检测管道内的磁粒产生的电势能；

所述固定部包括卡设于待检测管道周向的卡箍，所述卡箍滑动连接于待检测管道上，所述卡箍通过连接件与外壳固定连接；

所述主动爬行部设于所述卡箍上，所述主动爬行部的内侧与待检测管道的外表面连接，包括机壳、步进电动机及多个滚轮；步进电动机与滚轮传动连接，步进电动机用于通过控制滚轮转动后，控制所述检测部沿待检测管道长度方向匀速移动，以使电线圈对待检测管道内的磁力密度进行检测。

8.根据权利要求7所述检测管道淤积的装置，其特征在于，所述磁粒通入机构包括磁粒储存漏斗、定时器及约束带，所述磁粒储存漏斗的出口与所述待检测管道连通，所述磁粒储存漏斗与磁粒储存机构连接；所述磁粒储存漏斗的出口包括弹性收缩孔，所述弹性收缩孔与所述定时器通讯连接，所述弹性收缩孔在预定时间段内保持打开状态，在预定时间段外保持关闭状态；所述约束带用于将所述磁粒通入机构与管道固定连接。

9.根据权利要求7所述检测管道淤积的装置，其特征在于，投入管道内的所述磁粒包括设于磁芯、设于所述磁芯外部的磁性复合层及设于外层的保护层。