CN207998641U - 探测装置以及管道内检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种探测装置以及管道内检测装置。该探测装置包括框架、驱动部和电极组件，驱动部和电极组件被设置在框架上，驱动部被构造为用于驱动探测装置在管道内行进，电极组件包括支撑部和电极轮，支撑部与框架连接，电极轮与支撑部转动连接，电极轮由导体制作而成，电极轮通过支撑部与管道内壁弹性接触。该探测装置在管道的内部对管道的电流、电压等进行探测，从而不受地理条件的限制。

Description

探测装置以及管道内检测装置

技术领域

本实用新型涉及管道检测技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种探测装置以及管道内检测装置。

背景技术

储运管道为了防止电化学腐蚀的发生，通常采用牺牲阳极或者外加电流等阴极保护的方法进行保护。如图1所示，管道的电流流向保护阳极12，再由保护阳极12经由土壤等流至管道，以形成回路。现有的管道阴极保护检测方法主要包括密间隔电位法(CIPS)、直流电位梯度法(DCVG)等外检测方法。

这些检测方法都是从管道的外侧进行检测。然而，山区管道、海底管道以及大埋深或定向钻穿越段等人员无法到达或者外检测设备无法检测管段，难以实施外检测。

此外，在电线、铁路以及其他阴极保护设施附近，外检测无法避免外部干扰，并且判断杂散电流等。

此外，外检测方法需要检测土壤的电阻压降，检测过程会干扰阴极保护系统的正常工作。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是一种管道内检测装置的新技术方案。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种探测装置。该探测装置包括框架、驱动部和电极组件，所述驱动部和所述电极组件被设置在所述框架上，所述驱动部被构造为用于驱动探测装置在管道内行进，所述电极组件包括支撑部和电极轮，所述支撑部与所述框架连接，所述电极轮与所述支撑部转动连接，所述电极轮由导体制作而成，所述电极轮通过所述支撑部与管道内壁弹性接触。

可选地，所述支撑部包括第一弹性元件和第一支臂，所述第一支臂与所述框架枢接，所述第一弹性元件的一端与所述第一支臂连接并且另一端与所述框架连接，所述电极轮与所述第一支臂转动连接，所述第一弹性元件对所述第一支臂形成预弹力，以使所述电极轮与所述管道内壁弹性接触。

可选地，还包括滑环，所述滑环与所述电极轮的轴接触，以传导电信号。

可选地，在所述电极轮的外表面设置有凹槽。

可选地，还包括打磨组件，所述打磨组件包括刷头，所述刷头被设置在所述框架上，所述刷头位于所述电极轮的沿行进方向的前方，所述刷头被构造为用于清除管道内壁的附着物，以使所述电极轮与所述管道内壁能良好的接触。

可选地，所述刷头的接触面具有齿状结构，所述齿状结构的齿的走向垂直于行进方向。

可选地，所述打磨组件还包括第二支臂、第三支臂和第二弹性元件，所述刷头的连接面具有第一支点和第二支点，所述第三支臂的一端与所述第一支点枢接，并且另一端与框架枢接，所述第二支臂的一端与所述第二支点枢接，所述第二支臂中部与所述框架枢接，所述第三支臂、所述刷头、所述第二支臂的局部以及所述框架的局部围成四边形，所述第二弹性元件的一端与所述第三支臂的远离所述刷头的一端连接，并且另一端与所述第二支臂的远离刷头的一端连接，以拉紧所述第二支臂和所述第三支臂。

可选地，所述驱动部包括皮碗，所述皮碗包括连接部和围绕连接部设置的弧形翼部，所述连接部与所述框架连接，所述弧形翼部的内弧面被管道内的介质推动。

可选地，所述皮碗为两个，并且分别设置在所述框架的两个端面上，两个所述皮碗同向设置，所述电极组件为多个，多个所述电极组件位于两个所述皮碗之间，并且均匀分布在所述框架的周向。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种管道内检测装置。该检测装置包括处理装置和本实用新型提供的所述探测装置，所述探测装置为多个，多个所述探测装置均与所述处理装置连接。

本实用新型的一个技术效果在于，该探测装置在管道内部行进，这样对管道的阴极保护的探测不受外部地理环境的限制，适用性广泛。

此外，电极轮能够滚动，故在管道中的行进阻力小。

此外，电极轮与管道内壁弹性接触，这样既能保证与管道内壁接触良好，又能使探测装置能够进入不同管径的管道中。

此外，该探测装置的结构简单，维护容易。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本实用新型的一个实施例的管道内检测装置的使用时的示意图。

图2是图1的局部放大图。

图3是根据本实用新型的一个实施例的第一探测装置或者第二探测装置的结构示意图。

图4是根据本实用新型的一个实施例的转轮组件的分解图。

图5是根据本实用新型的一个实施例的刷头的装配图。

图6是图5另一个角度的示意图。

附图标记说明：

10：管道内检测装置；11：管道；12：保护阳极；13：框架；14：皮碗；14a：弧形翼部；15：第一弹簧；16：第二弹簧；17：第一支臂；18：第一电极轮；19：滑环；21：里程轮；22：第一刷头；23：第二支臂；24：连接轴；25：计算机单元；26：电源单元；27：发射机；28：第二电极轮；29：第二刷头；30：轴承；31：端盖；32：第三支臂；33：第一支点；34：第二支点。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本实用新型的一个实施例，提供了一种探测装置。如图3所示，该探测装置包括框架、驱动部和电极组件。例如，框架13包括多个板材。板材平行于行进方向设置。驱动部和电极组件被设置在框架(例如，框架的板材)上。驱动部被构造为用于驱动探测装置在管道内行进。电极组件包括支撑部和电极轮。支撑部与框架连接。电极轮与支撑部转动连接。电极轮由导体制作而成。电极轮为轮式的电极，能够沿管道内壁滚动。支撑部具有弹性。电极轮通过支撑部与管道内壁弹性接触。

例如，驱动部自身具有动力。驱动部能够对探测装置进行主动驱动。

还可以是，驱动部为被动驱动的形式。例如，驱动部具有垂直于介质流向的翼部。介质的流动对翼部形成推力。利用介质的推力推动探测装置行进。

例如，支撑部包括弹片、弹簧或者弹性橡胶件。支撑部通过自身的弹性使电极轮与管道内壁接触。

在本实用新型实施例中，该探测装置在管道内部行进，这样对管道的阴极保护的探测不受外部地理环境的限制，适用性广泛。

此外，由于探测装置在管道内部进行探测，故能够避免外部干扰，利于判断杂散电流。

此外，由于探测装置在管道内部进行探测，故不需要检测土壤的电阻压降，不会干扰阴极保护系统的正常工作。

此外，电极轮能够滚动，故在管道中的行进阻力小。

此外，电极轮与管道内壁弹性接触，这样既能保证与管道内壁接触良好，又能使探测装置能够进入不同管径的管道中。

此外，该探测装置的结构简单，维护容易。

在一个例子中，如图2-4所示，支撑部包括第一弹性元件和第一支臂。第一支臂与框架13枢接。第一弹性元件的一端与第一支臂连接并且另一端与框架13连接。电极轮与第一支臂转动连接。第一弹性元件对第一支臂形成预弹力，以使电极轮与管道内壁弹性接触。

例如，第一支臂17的中部具有折角。折角处与板材枢接，以形成支点。电极轮(例如，第一电极轮18或者第二电极轮28)与第一支臂17转动连接。第一弹性元件为第一弹簧15。第一弹簧15的一端与第一支臂17的与电极轮(例如，第一电极轮18或者第二电极轮28)相对的一端卡接。第一弹簧15的另一端与框架13卡接。电极轮(例如，第一电极轮18或者第二电极轮28)能够导电。当被放置到管道11中时，第一弹簧15的预弹力使电极轮(第一电极轮18或者第二电极轮28)向外压紧管道11的内壁。

在其他示例中，第一支臂的一端与框架枢接。第一电极轮或者第二电极轮被设置在第一支臂的另一端。第一弹簧为压簧。第一弹簧被固定在第一支臂的中部。这种方式同样能使电极轮向外压紧管道的内壁。

在该例子中，由于第一弹性元件的作用，故该电极组件与管道内壁的接触良好，提高了电流检测的准确度。

此外，该结构使得电极轮的伸出角度可调，从而适应不同管径的管道11的检测。

在一个例子中，如图4所示，电极组件还包括滑环19。滑环19与电极轮的轴接触，以传导电信号。例如，滑环19与电极轮的轴接触。滑环19的另一端通过导线与计算机单元25电连接。通过设置滑环19，电流的检测能够更准确。

在其他示例中，电极组件包括电刷。电极轮通过电刷传导电信号。

在一个例子中，在电极轮(例如，第一电极轮18或者第二电极轮28)的轴和第一支臂17之间还设置有轴承30。通过设置轴承30，能够减小第一支臂17与电极轮的摩擦，从而更有效地降低探测装置的行进阻力。

例如，第一支臂17成对设置，电极轮(例如，第一电极轮18或者第二电极轮28)被夹在两个第一支臂17之间。两个轴承30分别嵌入两个第一支臂17中。在两个第一支臂17的外端还设置有端盖31。这种方式使得电极组件的结构强度更高。

优选地，如图4所示，在电极轮(例如，第一电极轮18或者第二电极轮28)的外表面设置有凹槽。例如，凹槽为齿槽。齿槽均匀分布在电极轮的外表面。齿槽的走向平行于电极轮的周向或者轴向，或者是齿槽的走向与轴向呈任意夹角。通过在电极轮的外表面设置凹槽，能够增大外表面与管道内壁摩擦并且能保证电极轮与管道内壁接触良好。

在一些油气输送管道11中，管道内壁附着有石蜡等大分子有机物、铁锈、泥沙等。这些物质影响电极轮的探测，造成阴极保护电流检测不准。

在一个例子中，如图2-3所示，探测装置还包括打磨组件。打磨组件被设置在框架13上。打磨组件包括刷头(例如，第一刷头22或第二刷头29)。刷头(例如，第一刷头22或第二刷头29)位于电极轮的沿行进方向的前方。刷头(例如，第一刷头22或第二刷头29)被构造为用于清除管道内壁的附着物，以使电极轮(例如，第一电极轮18或第二电极轮28)与管道内壁能良好的接触。

打磨组件能够有效地打磨掉附着物，这使得电极轮(例如，第一电极轮18或者第二电极轮28)能够更有效地接触管道内壁，从而提高了阴极保护电流检测的精度。

优选地，刷头(例如，第一刷头22或第二刷头29)的接触面具有齿状结构。齿状结构的齿的走向垂直于行进方向。例如，接触面的整体呈长方形。长方形的长边平行于行进方向。齿状结构的齿的走向垂直于行进方向。齿状结构能够更有效地打磨掉附着物。

优选地，刷头的材质为20CrMnTi，这种材料的耐磨性良好。

在一个例子中，如图5-6所示，打磨组件还包括第二支臂23、第三支臂32和第二弹性元件。刷头的连接面具有第一支点33和第二支点34。连接面与接触面相背。第三支臂32的一端与第一支点33枢接，并且另一端与框架13枢接。第二支臂23的一端与第二支点34枢接，并且中部与框架13枢接。例如，第二支臂23的中部具有折角。折角处与框架13枢接。第三支臂32、刷头、第二支臂23的局部以及框架13的局部围成四边形。四边形具有变形性。第二弹性元件的一端与第三支臂32的远离刷头的一端连接，并且另一端与第二支臂23的远离刷头的一端连接，以拉紧第二支臂23和第三支臂32。例如，第二弹性元件为第二弹簧16。

第二弹簧16的弹力使得第二支臂23和第三支臂32对刷头的两个支点形成支撑，从而使刷头的接触面与管道内壁的贴合更紧密，打磨效果更好。

此外，该结构使得刷头向外凸出的距离能够调整，从而使该管道内检测装置10能适应不同管径的管道11的检测。

在一个例子中，如图2-3所示，驱动部包括皮碗14。皮碗14包括连接部和围绕连接部设置的弧形翼部14a。连接部与框架连接。弧形翼部14a的内弧面被管道内的介质推动。

例如，在使用时，皮碗14的外弧面朝向行进方向，内弧面对介质形成阻挡。优选地，皮碗14的外径与管道11的内径相当，以使皮碗14具有更大的驱动面积。油气等介质在管道11中行进，会对皮碗14形成推力。这使得管道内检测装置10在皮碗14的带动下行进。

例如，油气的流速为0.5-4m/s。探测装置的速度与该流速相当或者小于该流速。探测装置能够以1KHz的频率采集管道11上的阴极保护电流数据以及相关的杂散电流数据。根据采集数据的分析结果，可以识别油气管道11腐蚀防护工程中存在的故障特征。

优选地，如图2-3所示，皮碗为两个，并且分别设置在框架的两个端面上。两个皮碗同向设置。电极组件为多个。多个电极组件位于两个皮碗之间，并且均匀分布在框架的周向。

两个皮碗的设置使得探测装置的驱动力更大。

此外，两个皮碗位于框架两端，这样能够有效地保护位于中间的电极组件。

此外，多个电极组件使得探测装置与管道内壁之间的接触更均匀，并且探测精度更高。

根据本实用新型的另一个实施例，提供了一种管道内检测装置10。如图1-2所示，该管道内检测装置10包括处理装置和本实用新型提供的探测装置。探测装置为多个。多个探测装置均与处理装置连接。

例如，探测装置为2个，即第一探测装置和第二探测装置。第一探测装置、第二探测装置和处理装置串联在一起。处理装置包括计算机单元25和电源单元26。两个单元连接在一起。两个单元位于第一探测装置和第二探测装置之间。

或者，第一探测装置位于第二探测装置和处理装置之间。

也可以是，第二探测装置位于第一探测装置和处理装置之间。串联设置的方式使管道内检测装置10化整为零，这使得管道内检测装置的外径变小，以便于进入管道内以及在管道内转弯。

优选地，上述相邻的装置之间通过万向接头连接在一起，以便于管道内检测装置10在管道内转弯。还可以是，上述相邻的装置之间通过绳索连接在一起，这样同样便于管道内检测装置10在管道内的转弯。例如，在第一探测装置、第二探测装置、计算机单元以及电源单元的端部设置有连接轴24。相邻的连接轴24通过万向轮连接。

第一探测装置包括第一电极组件。第二探测装置包括第二电极组件。第一电极组件和第二电极组件均与管道内壁接触，以进行探测。两个电极组件分别作为管道内检测装置10的两个探测部。第一电极组件和第二电极组件均与处理装置连接。第一电极组件和第二电极组件在行进方向上具有设定的距离。

例如，第一电极组件和第二电极组件均通过导线与计算机单元25连接，以传递电信号。行进方向是指管道内检测装置10在管道内行进的方向。在通常情况下，行进方向平行于管道11的走向。

第一电极组件和第二电极组件被构造为用于获取该设定的距离的管道11的电压降。处理装置被构造为用于根据电压降以及该设定的距离的管道的电阻计算出该设定的距离的管道的电流。

需要说明的是，在阴极保护系统中，管道11的两端具有电势差，从而形成电流。该电流的流向如图1所示。管道11具有电阻，故在管道11沿走向的任意距离的两点之间形成电压降。两个电极组件具有设定的距离。通过测量设定距离的管道11的电压降，并根据该距离的管道11的电阻值能够计算得出流经该段管道11的电流的大小。

当管道11的任意段的电流大小相差不大时，表明管道11的阴极保护效果良好；当某段管道11的电流大小为零时，表明阴极保护系统处于开路状态，此时管道11的阴极保护系统失效；当某段管道11的电流大小波动较大甚至出现交流的时候，表明在该段的杂散电流较大，通过与正常电流的差值运算可以得出杂散电流的大小。

优选地，第一探测装置、第二探测装置和处理装置(例如，计算机单元25和电源单元26)的任意一个的两端均设置有皮碗14。多个皮碗14的设置能进一步提高管道内检测装置10的驱动力。

在一个例子中，管道内检测装置10还包括定位装置。定位装置被设置在第一探测装置、第二探测装置和处理装置中的任意一个上。定位装置被构造为用于发出信号，以定位管道内检测装置10。

例如，如图2-3所示，定位装置包括发射机27。发射机27用于发出定位信号，以供操作人员的接收设备接收。当管道内检测装置10发生故障，无法在管道11中行进时，操作人员通过接收设备来接收定位装置发出的定位信号，进而确定管道内检测装置10在管道11中的位置，以便于进一步采取措施。

在一个例子中，管道内检测装置10还包括位置获取装置。位置获取装置与处理装置连接。位置获取装置被构造为用于获取管道内检测装置10在管道11中的位置信息。处理装置还被构造为用于根据位置信息，以确定管道11的设定位置的电流。通过设置位置获取装置，处理装置可以根据实时获取的位置信息以及电流大小获取电流随管道11的不同位置变化的曲线，从而能够更准确地得出管道11各个位置的阴极保护的情况。

优选地，如图2所示，位置获取装置包括里程轮21。里程轮21与管道内壁接触，以获取管道11的起始端与管道内检测装置10所在位置的距离。例如，里程轮21被固定在第二探测装置上，并且通过导线将位置数据传输至计算单元中。里程轮21具有测量精度高，体积小的特点。

在本实用新型实施例中，管道内检测装置10被设置在管道11的内部。该管道内检测装置10从管道11的内部行进，这使得管道11的阴极保护的检测不受外部地理条件的限制。该管道内检测装置10的适用性良好。

此外，该管道内检测装置10能够通过差值运算计算出杂散电流的大小，从而使得对管道11的阴极保护的评估更准确，检测精度高。

此外，该管道内检测装置10不需要检测土壤的电阻压降，不会干扰阴极保护系统的正常工作，实现了在线检测。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种探测装置，其特征在于，包括框架、驱动部和电极组件，所述驱动部和所述电极组件被设置在所述框架上，所述驱动部被构造为用于驱动探测装置在管道内行进，所述电极组件包括支撑部和电极轮，所述支撑部与所述框架连接，所述电极轮与所述支撑部转动连接，所述电极轮由导体制作而成，所述电极轮通过所述支撑部与管道内壁弹性接触。

2.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述支撑部包括第一弹性元件和第一支臂，所述第一支臂与所述框架枢接，所述第一弹性元件的一端与所述第一支臂连接并且另一端与所述框架连接，所述电极轮与所述第一支臂转动连接，所述第一弹性元件对所述第一支臂形成预弹力，以使所述电极轮与所述管道内壁弹性接触。

3.根据权利要求2所述的探测装置，其特征在于，还包括滑环，所述滑环与所述电极轮的轴接触，以传导电信号。

4.根据权利要求2所述的探测装置，其特征在于，在所述电极轮的外表面设置有凹槽。

5.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，还包括打磨组件，所述打磨组件包括刷头，所述刷头被设置在所述框架上，所述刷头位于所述电极轮的沿行进方向的前方，所述刷头被构造为用于清除管道内壁的附着物，以使所述电极轮与所述管道内壁能良好的接触。

6.根据权利要求5所述的探测装置，其特征在于，所述刷头的接触面具有齿状结构，所述齿状结构的齿的走向垂直于行进方向。

7.根据权利要求5所述的探测装置，其特征在于，所述打磨组件还包括第二支臂、第三支臂和第二弹性元件，所述刷头的连接面具有第一支点和第二支点，所述第三支臂的一端与所述第一支点枢接，并且另一端与框架枢接，所述第二支臂的一端与所述第二支点枢接，所述第二支臂中部与所述框架枢接，所述第三支臂、所述刷头、所述第二支臂的局部以及所述框架的局部围成四边形，所述第二弹性元件的一端与所述第三支臂的远离所述刷头的一端连接，并且另一端与所述第二支臂的远离刷头的一端连接，以拉紧所述第二支臂和所述第三支臂。

8.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述驱动部包括皮碗，所述皮碗包括连接部和围绕连接部设置的弧形翼部，所述连接部与所述框架连接，所述弧形翼部的内弧面被管道内的介质推动。

9.根据权利要求8所述的探测装置，其特征在于，所述皮碗为两个，并且分别设置在所述框架的两个端面上，两个所述皮碗同向设置，所述电极组件为多个，多个所述电极组件位于两个所述皮碗之间，并且均匀分布在所述框架的周向。

10.一种管道内检测装置，其特征在于，包括处理装置和如权利要求1-9中的任意一项所述的探测装置，所述探测装置为多个，多个所述探测装置均与所述处理装置连接。