CN2731249Y - 一种长输管道缺陷的精密定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种长输管道缺陷检测的精密定位装置，它是将加速度计安装于智能清管器的水平轴心处来测量清管器沿管道轴心水平运动的加速度值，然后用计算机将加速度值对时间进行两次积分运算，得到清管器行走的精确距离。定位处理程序中引入误差理论，采用三种误差修正方法进行数据修正，提高了距离定位精度。由于加速度计与管壁之间没有可动部件，从而实现非接触式测量。本实用新型可广泛应用于管道储运行业在役长输管道的无损检测与探伤。

Description

一种长输管道缺陷的精密定位装置

技术领域：

本实用新型涉及一种长输管道无损检测装置，尤其是管道缺陷的精密定位装置。

背景技术：

目前长输管道的无损检测主要采用智能清管器，这种智能清管器是在普通清管器的基础上增加了管道智能检测设备，使用时将其放入管道中，依靠流体作用在清管器两端产生的压力差推动其随流体运动，在运动过程中实现对管道的检测。智能清管器主要由检测传感器、信号处理单元、数据采集与数据记录单元、定位装置、系统控制单元、电池电源系统和支撑皮碗所组成；其中定位装置用于管道缺陷的定位，定位方法基本采用与管内壁相接触的里程轮转数计数法，由于清管器在流体介质推动下会沿管道螺旋焊缝作缓慢旋转前进，因此里程轮实际测得的距离并不是水平管道的距离，而是螺旋线的长度；另外，里程轮在流体介质中与管内壁不可避免地会发生随机打滑情况，由此造成转数的计数误差。通常采用里程轮方法进行距离定位产生的误差为管道定标长度的±3％以上，如果定标长度为2Km，则定位误差在±60m，这为管道的开挖维修带来很大的不便，使维修成本大幅度地提高，为了减小定位误差产生的影响，只有缩短定标长度，但对于上百公里的管道检测意味着要大量地增加定标点，这在实际使用中难以达到。

发明内容：

本发明的目的是要提供一种长输管道缺陷检测的精密定位装置。

本发明的目的是这样实现的，采用一种电子惯性器件——高分辨率加速度计来提高定位精度，具体做法是将加速度计安装于智能清管器的水平轴心处来测量清管器沿管道轴心水平运动的加速度值，然后用计算机将加速度值对时间进行两次积分运算，得到清管器行走的精确距离。

附图说明：

图1为长输管道缺陷检测的精密定位装置的结构示意图。

图2为长输管道缺陷检测的精密定位装置的定位处理程序框图。

具体实施方式：

下面结合附图来详述本实用新型的具体结构。

图1中，1—电池组，2—信号处理单元，3—微型计算机，4—系统控制单元，5—长输管道，6—高压密封仓，7—清管器轴心钢板，8—高分辨率加速度计，9—里程轮，10—支撑皮碗。用螺丝将加速度计8水平安装于清管器轴心处的钢板7上，指向清管器的水平运动方向。信号处理单元2包括低漂移直流放大器、数据采集单元和时标发生器。由加速度计8得到的电信号首先送入信号处理单元2中的低漂移直流放大器进行信号放大，被放大的信号送入数据采集单元转换成数字信号，数据采集单元中的定时器产生的标准时钟信号送入时标发生器以产生0.1秒的累加时标信号，该时标信号与已转换成数字形式的加速度信号一起送入微型计算机3进行数据存储。当智能清管器由上游站行进到下游站检测完毕后，由智能清管器上的通信接口将存储在清管器微机中的检测信号、加速度信号和时标信号传输至外部计算机进行数据处理。清管器的行走距离由下式决定：

$S=\underset{0}{\overset{t}{\∫}}\underset{0}{\overset{t}{\∫}}a\left(t\right)d^{2}t=\underset{0}{\overset{\mathrm{nT}}{\∫}}\underset{0}{\overset{\mathrm{nT}}{\∫}}a\left(\mathrm{nT}\right)d^{2}T$

式中：S—清管器nT时刻行驶过的距离，T—采样周期，n—抽样数。为了抑制加速度计信号中包含的系统噪声和随机噪声，在定位处理程序中引入误差理论，采用加速度信号的阈值电平切割法、白噪声均值修正法、有色噪声的α系数修正法等三种误差修正方法进行数据修正，从而极大地提高了距离的定位精度，定位误差小于定标长度的0.5％。由于加速度计的测量方位与管轴平行，因此当清管器发生旋转时，加速度计测量值不受旋转的影响；另外，由于加速度计与管壁之间没有可动部件，从而实现非接触式测量。本发明可广泛应用于管道储运行业在役长输管道的无损检测与探伤。

本实用新型的优点：

①采用高分辨率加速度计测量清管器沿管道轴向行走过程中微小变化的加速度值，加速度值通过数字式采样记录，配合精确时标通过加速度值对时间的两次积分运算得到清管器的运行距离，不受清管器旋转的影响。

②与管道内壁无可动部件接触，实现非接触式测量。

③定位处理程序中引入误差理论，采用三种误差修正方法进行数据修正，提高了距离定位精度。

Claims (2)

1.一种长输管道缺陷检测的精密定位装置，由智能清管器和加速度计组成，其特征是将加速度计(8)水平安装于清管器轴心处的钢板(7)上，指向清管器的水平运动方向。

2.根据权利要求1所述的长输管道缺陷检测的精密定位装置，其特征是加速度计得到的加速度信号与检测信号、时标信号一起存储于智能清管器的微机中，到站后传输至外部计算机进行数据处理。