CN114965672A - 一种管道多节球形内检测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气管道检测领域，公开一种管道多节球形内检测器，包括至少两个并排设置的球形结构，球形结构的直径等于管道的直径，任意相邻两个球形结构之间均通过柔性连接件连接；缺陷检测装置，缺陷检测装置设置于球形结构内部，缺陷检测装置用于检测管道的缺陷；缺陷定位装置，缺陷定位装置设置于球形结构内部，缺陷定位装置用于确定缺陷的位置；供电装置，供电装置设置于球形结构内部，缺陷检测装置和缺陷定位装置均与供电装置电连接。本发明提供的管道多节球形内检测器能够在城镇燃气管道中具有良好通过性、且能够实现管道缺陷内检测。

Description

一种管道多节球形内检测器

技术领域

本发明涉及燃气管道检测领域，特别是涉及一种管道多节球形内检测器。

背景技术

随着天然气在能源结构转型过程中扮演着越来越重要的角色，天然气在城镇居民、工业生产的用户端需求量持续攀升，作为燃气输送的最重要方式之一，城镇燃气管网的规模不断增长。然而由于城镇燃气管网所处的人员密集、建筑物密集的高后果区，一旦发生泄露爆炸事故，对人民生命财产、社会经济所带来的危害难以估计。而据应急管理部统计，我国已有近10万公里的城镇燃气管道进入老化阶段，按国家安委会部署要求，需要对城镇燃气管道开展整治排查工作，确保管道安全稳定运行。

目前市场上尚无面向城镇燃气管网内检测设备，但在长输管道及城市燃气管网的高压管道中内检测设备较为成熟。如图3所示，高压管道的内检测设备一般为柱形，且管道弯头曲率半径的设计有相关标准的明确要求，一定程度上确保了柱形检测器的通过性，但在城镇燃气管道中弯头设计没有明确标准，往往弯头的曲率半径很小，传统的柱形检测器在通过弯头时会出现干涉现象，最终卡堵在弯头处。而一旦出现卡堵情况，由于城镇燃气管道输送压力为中压或次高压管道，对检测无法提供能够解卡的驱动压差，不具备足够的驱动力脱离卡堵位置。

因此，在城镇燃气管道弯头曲率半径小易发生卡堵、管道压力较低发生卡堵时无法提供足够驱动力的现有难题下，需要设计研发一种能够在城镇燃气管道中具有良好通过性、且能够实现管道缺陷内检测的一种内检测装置，为城镇燃气管道的缺陷诊断提供保障。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种能够在城镇燃气管道中具有良好通过性、且能够实现管道缺陷内检测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种管道多节球形内检测器，包括至少两个并排设置的球形结构，所述球形结构的直径等于管道的直径，任意相邻两个所述球形结构之间均通过柔性连接件连接；缺陷检测装置，所述缺陷检测装置设置于所述球形结构内部，所述缺陷检测装置用于检测所述管道的结构缺陷；缺陷定位装置，所述缺陷定位装置设置于所述球形结构内部，所述缺陷定位装置用于确定所述结构缺陷的位置；供电装置，所述供电装置设置于所述球形结构内部，所述缺陷检测装置和所述缺陷定位装置均与所述供电装置电连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的管道多节球形内检测器包括至少两个并排设置的球形结构，球形结构的直径等于管道的直径，任意相邻两个球形结构之间均通过柔性连接件连接；缺陷检测装置，缺陷检测装置设置于球形结构内部，缺陷检测装置用于检测管道的缺陷；缺陷定位装置，缺陷定位装置设置于球形结构内部，缺陷定位装置用于确定缺陷的位置；供电装置，供电装置设置于球形结构内部，缺陷检测装置和缺陷定位装置均与供电装置电连接。

本发明提供的管道多节球形内检测器通过设置至少两个球形结构，且任意相邻两个球形结构之间均通过柔性连接件连接实现了内检测器可以通过任何弯头，与柱形检测器相比，本发明提供的管道多节球形内检测器通过性更好。另外，具体使用过程中，缺陷检测装置能够有效识别城镇燃气管道的结构性缺陷，并通过缺陷定位装置精准确定缺陷位置。如此，本发明提供的管道多节球形内检测器能够在城镇燃气管道中具有良好通过性、且能够实现管道缺陷内检测。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的管道多节球形内检测器的结构示意图；

图2为本发明实施例中管道多节球形内检测器与管道的配合方式示意图；

图3为柱形检测器与管道的配合方式示意图。

图1-图3附图标记说明：100、管道多节球形内检测器；1、球形结构；2、缺陷定位装置；3、供电装置；4、数据存储装置；5、激励线圈；6、低频电磁探头；7、裂纹检测机构；8、柔性连接件；9、管道；10、柱形检测器。

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。

本发明的目的是提供一种能够在城镇燃气管道中具有良好通过性、且能够实现管道缺陷内检测的城镇燃气管道内检测装置。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1-图2所示，本实施提供的管道多节球形内检测器100，包括至少两个并排设置的球形结构1，球形结构1的直径等于管道9的直径，任意相邻两个球形结构1之间均通过柔性连接件8连接；缺陷检测装置，缺陷检测装置设置于球形结构1内部，缺陷检测装置用于检测管道9的结构缺陷；缺陷定位装置2，缺陷定位装置2设置于球形结构1内部，缺陷定位装置2用于确定结构缺陷的位置；供电装置3，供电装置3设置于球形结构1内部，缺陷检测装置和缺陷定位装置2均与供电装置3电连接。本实施提供的管道多节球形内检测器100能够在城镇燃气管道中具有良好通过性、且能够实现管道9缺陷内检测。

具体使用过程中，将本实施提供的管道多节球形内检测器100置于管道9中，本实施例中管道9具体指城镇燃气管道，由于球形结构1的直径等于管道9的直径，当置于管道9中后，本实施提供的管道多节球形内检测器100将燃气管道分隔为两个独立的空间，且通过调整两个独立空间的压力使管道多节球形内检测器100的两端形成压差，在压差的作用下，本实施提供的管道多节球形内检测器100能够沿着管道9的管道9方向在管道9内移动，随着管道多节球形内检测器100的移动，管道多节球形内检测器100能够对管道9的任意位置进行检测。

于本实施例中，管道多节球形内检测器100还包括数据存储装置4，数据存储装置4用于存储缺陷检测装置检测到的结构缺陷信息以及缺陷定位装置2检测到的位置信息，数据存储装置4与供电装置3电连接。

于本实施例中，如图1-图2所示，球形结构1的数量为三个，缺陷检测装置包括用于检测管道9管壁体积缺陷的体积缺陷检测机构和用于检测管道9管壁裂纹的裂纹检测机构7，体积缺陷检测机构和裂纹检测机构7均与供电装置3电连接，体积缺陷检测机构和裂纹检测机构7均与数据存储装置4通信连接，体积缺陷检测机构、裂纹检测机构7以及供电装置3分别设置于三个球形结构1内，且裂纹检测机构7和数据存储装置4设置于同一球形结构1内，缺陷定位装置2和供电装置3设置于同一球形结构1内。数据存储装置4用于存储体积缺陷检测机构检测到的体积缺陷信息、裂纹检测机构7检测到的管壁裂纹信息以及缺陷定位装置2检测到的位置信息。

需要说明的是设置至少两个球形结构1的目的是为了方便布置电子元器件，在本实施例中电子元器件具体指缺陷检测装置、缺陷定位装置2以及供电装置3，且球形结构1的数量并不仅限于为三个，根据实际需要而定，只要能够将电子元器件全部容纳于球形结构1内部即可。

于本实施例中，如图1所示，体积缺陷检测机构包括激励线圈5和多个沿激励线圈5的周向均匀设置的低频电磁探头6，多个激励线圈5同时沿球形结构1的周向均匀设置，各低频电磁探头6均用于检测管道9的体积缺陷，裂纹检测机构7包括多个沿数据存储装置4的周向均匀设置的平衡电磁检测装置，多个平衡电磁检测装置同时沿球形结构1的周向均匀设置，各平衡电磁检测装置均用于检测管道9的裂纹，激励线圈5、数据存储装置4以及柔性连接件8三者同轴设置，且激励线圈5的轴线依次经过三个球形结构1的球心。具体使用过程中，通过对激励线圈5施加交变电流，产生磁场，当被测管道9管壁表面存在体积缺陷时，在体积缺陷处的空间磁场将会发生变化，使置于低频电磁探头6内的磁信号接收线圈对空间磁场进行拾取，实现对管壁体积缺陷的检测和分析。平衡电磁检测装置利用平衡电磁技术对管道9裂纹进行检测，平衡电磁检测装置的具体结构属于现有技术，例如论文“基于平衡电磁技术的钢板裂纹缺陷检测方法_杨理践”中公开的平衡电磁检测系统。低频电磁探头6利用低频电磁检测技术对管道9的体积缺陷进行检测，低频电磁探头6的具体结构同样属于现有技术，在此不再赘述。另外，相对于传统漏磁检测技术(MFL)设备沉重、运行阻力大的特点，低频电磁技术具有设备体积小、重量轻盈、检测范围更大等优点，在低压城镇燃气管道环境进行检测作业十分有优势。

于本实施例中，数据存储装置4包括处理器和存储器，缺陷检测装置、缺陷定位装置2以及存储器均与处理器通信连接。缺陷检测装置检测到的结构缺陷信息以及缺陷定位装置2检测到的位置信息经处理器处理后存储于存储器内。

于本实施例中，缺陷定位装置2为惯性测量单元。具体使用过程中对惯性测量单元测量的信息进行处理后能够确定缺陷的位置。至于具体如何对惯性测量单元测量的信息进行处理，以确定缺陷的位置属于现有技术，在此不再赘述。

于本实施例中，柔性连接件8为柔性万向节。

于本实施例中，各球形结构1均与管道9过盈配合。通过使球形结构1与管道9过盈配合能够增加球形结构1与管道9内部之间的摩擦力，能够减慢球形结构1的运动速度，进而能够更好地对管道9进行检测。

于本实施例中，各球形结构1的外层均为聚氨酯层。聚氨酯层采用聚氨酯材料制成，聚氨酯材料具有质轻、绝热性能优越、耐磨、耐老化、硬度高等优点，这些特性使得设备整体更加轻盈，在管道9运行过程中有良好的耐磨性，可在管道9运行过程中遭受撞击时保证设备的完整性，有效保护内部电子元器件。至于各球形结构1的内层既可以同样为聚氨酯层，也可以为其它材料层，根据实际需要而定，例如可为金属层。

需要说明的是本实施例提供的管道多节球形内检测器100并不仅适用于对城镇燃气管道进行检测，还适用于对其它管道9进行检测。

本说明书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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种管道多节球形内检测器，其特征在于，包括

至少两个并排设置的球形结构，所述球形结构的直径等于管道的直径，任意相邻两个所述球形结构之间均通过柔性连接件连接；

缺陷检测装置，所述缺陷检测装置设置于所述球形结构内部，所述缺陷检测装置用于检测所述管道的结构缺陷；

缺陷定位装置，所述缺陷定位装置设置于所述球形结构内部，所述缺陷定位装置用于确定所述结构缺陷的位置；

供电装置，所述供电装置设置于所述球形结构内部，所述缺陷检测装置和所述缺陷定位装置均与所述供电装置电连接。

2.根据权利要求1所述的管道多节球形内检测器，其特征在于，还包括数据存储装置，所述数据存储装置用于存储所述缺陷检测装置检测到的结构缺陷信息以及所述缺陷定位装置检测到的位置信息，所述数据存储装置与所述供电装置电连接。

3.根据权利要求2所述的管道多节球形内检测器，其特征在于，所述球形结构的数量为三个，所述缺陷检测装置包括用于检测所述管道管壁体积缺陷的体积缺陷检测机构和用于检测所述管道管壁裂纹的裂纹检测机构，所述体积缺陷检测机构和所述裂纹检测机构均与所述供电装置电连接，所述体积缺陷检测机构和所述裂纹检测机构均与所述数据存储装置通信连接，所述体积缺陷检测机构、所述裂纹检测机构以及所述供电装置分别设置于三个所述球形结构内，且所述裂纹检测机构和所述数据存储装置设置于同一所述球形结构内，所述缺陷定位装置和所述供电装置设置于同一所述球形结构内。

4.根据权利要求3所述的管道多节球形内检测器，其特征在于，所述体积缺陷检测机构包括激励线圈和多个沿所述激励线圈的周向均匀设置的低频电磁探头，各所述低频电磁探头均用于检测所述管道的体积缺陷，所述裂纹检测机构包括多个沿所述数据存储装置的周向均匀设置的平衡电磁检测装置，各所述平衡电磁检测装置均用于检测所述管道的裂纹，所述激励线圈、所述数据存储装置以及所述柔性连接件三者同轴设置，且所述激励线圈的轴线依次经过三个所述球形结构的球心。

5.根据权利要求2所述的管道多节球形内检测器，其特征在于，所述数据存储装置包括处理器和存储器，所述缺陷检测装置、所述缺陷定位装置以及所述存储器均与所述处理器通信连接。

6.根据权利要求1所述的管道多节球形内检测器，其特征在于，所述缺陷定位装置为惯性测量单元。

7.根据权利要求1所述的管道多节球形内检测器，其特征在于，所述柔性连接件为柔性万向节。

8.根据权利要求1所述的管道多节球形内检测器，其特征在于，各所述球形结构均与所述管道过盈配合。

9.根据权利要求1所述的管道多节球形内检测器，其特征在于，各所述球形结构的外层均为聚氨酯层。

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