本發(fā)明專利技術(shù)具體涉及基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器，適用于石油天然氣傳輸管道中，包括動力節(jié)、記錄節(jié)、里程輪和萬向節(jié)，檢測節(jié)，包括檢測節(jié)本體、霍爾傳感器、傳感器支撐皮碗和磁鋼環(huán)，傳感器支撐皮碗由彈性材料制成，其碗口處設(shè)有用于埋設(shè)霍爾傳感器的傳感器埋設(shè)槽，其碗底設(shè)有用于套在檢測節(jié)本體上的通孔；磁鋼環(huán)位于傳感器支撐皮碗的碗口方向，沿檢測節(jié)本體的周向設(shè)置；傳感器支撐皮碗，碗口朝向與檢測節(jié)的前進方向相反，其碗口外壁直徑與待安裝的石油天然氣傳輸管道的內(nèi)壁直徑相等；霍爾傳感器，通過連接電纜與設(shè)置在記錄節(jié)中的采集電路連接。通過本發(fā)明專利技術(shù)的技術(shù)方案，能夠提高管道幾何變形檢測器的管道通過能力和檢測精度。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及幾何變形檢測器
，具體涉及基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器。
技術(shù)介紹
管道作為石油天然氣的長距離輸送設(shè)施，廣泛敷設(shè)與陸地及海洋。由于管道中輸送的介質(zhì)具有易燃易爆的特點，對于長輸管道的變形、腐蝕、裂紋等缺陷的及時檢測已成為國際及國內(nèi)法規(guī)的強制要求。目前主要應(yīng)用管道內(nèi)檢測技術(shù)，檢測設(shè)備主要包括管道幾何變形檢測器和管道缺陷檢測器。其中管道幾何變形檢測器的主要作用是檢測管道因積垢，外力等原因造成的管道凹陷，變形及橢圓度變化以獲得完整可靠的管道變形資料，同時其提供的數(shù)據(jù)可以用來判斷管道缺陷檢測器是否可以通過管道的依據(jù)。管道缺陷檢測器用以檢測管道的腐蝕，裂紋等缺陷。由于管道缺陷檢測的通過性較差，管道幾何變形檢測器的通過性及檢測的精度就顯得尤為重要。目前管道幾何變形檢測器主要采用傘型機械桿結(jié)構(gòu)形式，傘型機械桿結(jié)構(gòu)的管道幾何變形檢測器的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要由動力節(jié)1、檢測節(jié)2、記錄節(jié)3、里程輪4和萬向節(jié)5五部分組成，各部分之間通過萬向節(jié)5連接，各部分的組成及工作原理具體如下：動力節(jié)1包括動力節(jié)本體11和驅(qū)動皮碗12，在動力節(jié)本體11內(nèi)裝有電池。當(dāng)設(shè)備進入管道內(nèi)后，因驅(qū)動皮碗12的密封性使得管道內(nèi)流動介質(zhì)作用于驅(qū)動皮碗12產(chǎn)生前后壓差驅(qū)使檢測設(shè)備向前運行，動力節(jié)本體11內(nèi)裝有電池為后續(xù)采集系統(tǒng)提供電源。檢測節(jié)2包括檢測節(jié)本體21、檢測節(jié)支撐皮碗26、傘型機械桿27和角度傳感器(或直線位移傳感器)，其中傘型機械桿27通過彈簧作用使得機械桿27緊貼在管道內(nèi)壁。當(dāng)設(shè)備在管道中運行時，隨著管壁的變化帶動傘型機械桿27運動，并由相應(yīng)的角度傳感器或直線位移傳感器轉(zhuǎn)換為電信號。記錄節(jié)3包括記錄節(jié)本體31、記錄節(jié)支撐皮碗32及電路采集系統(tǒng)，其主要作用是采集并記錄角位移傳感器(或直線位移傳感器)的數(shù)據(jù)。里程輪4由里程輪本體41，支撐桿42，彈簧及觸發(fā)信號發(fā)生器，其主要作用為當(dāng)設(shè)備在管道中運行時，因支撐桿42的作用使得里程輪本體41緊貼管壁并旋轉(zhuǎn)，每當(dāng)里程輪本體41行進2-10毫米時產(chǎn)生觸發(fā)信號使得記錄節(jié)3中的采集記錄系統(tǒng)記錄檢測節(jié)中角度傳感器的數(shù)據(jù)。采集系統(tǒng)記錄里程輪本體41產(chǎn)生的觸發(fā)信號也可達到缺陷定位的功能。萬向節(jié)5功能為連接動力節(jié)1、檢測節(jié)2、記錄節(jié)3與里程輪4。當(dāng)設(shè)備運行完畢后通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)分析存儲于記錄節(jié)中的數(shù)據(jù)即可獲得管道的幾何變形數(shù)據(jù)。傘型機械桿沿圓周分布，各桿均貼緊在管道內(nèi)壁并隨著管道內(nèi)壁幾何變形而發(fā)生伸縮從而達到測量管道幾何變形的目的，但因受其自身結(jié)構(gòu)的限制存在三方面的不足：1)通過管道的能力有限(以國外較為先進的8英寸設(shè)備為例，管道變形后，管道通徑大于154毫米才能通過)。由于其通過性的限制導(dǎo)致目前大量的管道(尤其對于管道直徑小于等于12英寸)不能進行相應(yīng)的管道缺陷檢測，造成比較大的管道安全隱患。2)檢測精度有限，以8英寸設(shè)備為例，其傘型機械桿的數(shù)量只有16-24個，其檢測誤差達到管道直徑的10％-15％。3)傘型機械桿易損壞，因為傘型機械桿需要緊貼管壁，其在通過管道閥門，三通等位置時易造成損壞。傘型機械桿結(jié)構(gòu)的管道幾何變形檢測器由于檢測節(jié)較為復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)形式造成其管道的通過性差，檢測精度不高及易損壞性制約了其應(yīng)用范圍。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器，以提高管道幾何變形檢測器的管道通過能力和檢測精度。為實現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器，適用于石油天然氣傳輸管道中，包括動力節(jié)、記錄節(jié)、里程輪和萬向節(jié)，還包括檢測節(jié)，所述檢測節(jié)包括檢測節(jié)本體、霍爾傳感器、傳感器支撐皮碗和磁鋼環(huán)，其中，所述傳感器支撐皮碗由彈性材料制成，其碗口處設(shè)有用于埋設(shè)霍爾傳感器的傳感器埋設(shè)槽，其碗身內(nèi)設(shè)有用于容納霍爾傳感器連接電纜的空腔，其碗底設(shè)有用于套在所述檢測節(jié)本體上的通孔；所述磁鋼環(huán)位于所述傳感器支撐皮碗的碗口方向，沿所述檢測節(jié)本體的周向設(shè)置；其中，所述傳感器支撐皮碗，碗口朝向與所述檢測節(jié)的前進方向相反，其碗口外壁直徑與待安裝的石油天然氣傳輸管道的內(nèi)壁直徑相等或碗口外壁直徑大于待安裝的石油天然氣傳輸管道的內(nèi)壁直徑預(yù)設(shè)幅度；所述霍爾傳感器，通過所述連接電纜與設(shè)置在所述記錄節(jié)中的采集電路連接。優(yōu)選地，所述磁鋼環(huán)為兩個，所述檢測節(jié)還包括位于相鄰兩個磁鋼環(huán)之間的沿所述檢測節(jié)本體周向設(shè)置的軟鐵環(huán)。優(yōu)選地，所述檢測節(jié)還包括由彈性材料制成的檢測節(jié)支撐皮碗，所述檢測節(jié)支撐皮碗通過底部的通孔套在所述檢測節(jié)本體上，與所述傳感器支撐皮碗間隔預(yù)設(shè)距離；所述檢測節(jié)支撐皮碗，碗口朝向與所述檢測節(jié)的前進方向相反，碗口外壁直徑與待安裝的石油天然氣傳輸管道的內(nèi)壁直徑相等或碗口外壁直徑大于待安裝的石油天然氣傳輸管道的內(nèi)壁直徑預(yù)設(shè)幅度。優(yōu)選地，所述檢測節(jié)支撐皮碗26為兩個：第一檢測節(jié)支撐皮碗設(shè)置在所述檢測節(jié)與所述動力節(jié)相連的一端；第二檢測節(jié)支撐皮碗設(shè)置在所述檢測節(jié)與所述記錄節(jié)相連的一端。優(yōu)選地，若待安裝的石油天然氣傳輸管道的內(nèi)壁直徑大于第一預(yù)設(shè)值，則將所述動力節(jié)與所述檢測節(jié)合并，所述第一檢測節(jié)支撐皮碗用作動力節(jié)的驅(qū)動皮碗，所述動力節(jié)的電池安裝在檢測節(jié)本體內(nèi)。優(yōu)選地，若待安裝的石油天然氣傳輸管道的內(nèi)壁直徑大于第二預(yù)設(shè)值，則將所述動力節(jié)、記錄節(jié)與所述檢測節(jié)合并，所述第一檢測節(jié)支撐皮碗用作動力節(jié)的驅(qū)動皮碗，所述動力節(jié)的電池及記錄節(jié)的采集電路皆安裝在檢測節(jié)本體內(nèi)。優(yōu)選地，所述傳感器支撐皮碗的碗口邊緣處包覆有耐磨層。優(yōu)選地，所述霍爾傳感器為三維霍爾傳感器；所述磁鋼環(huán)由稀土永磁材料制成。本專利技術(shù)采用以上技術(shù)方案，至少具備以下有益效果：由上述技術(shù)方案可知，本專利技術(shù)提供的這種基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器，檢測節(jié)的磁鋼環(huán)產(chǎn)生空間磁場，傳感器支撐皮碗緊貼傳輸管道的管壁，當(dāng)傳輸管道變形時，傳感器支撐皮碗同時變形帶動霍爾傳感器移動，霍爾傳感器檢測到的空間磁場強度大小也會發(fā)生變化，霍爾傳感器將空間磁場強度變化轉(zhuǎn)換為電壓變化，輸出給記錄節(jié)中的采集電路，從而實現(xiàn)對石油天然氣傳輸管道的變形檢測。本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案自帶磁場源產(chǎn)生空間磁場，依靠電磁轉(zhuǎn)換原理實現(xiàn)對傳輸管道變形的檢測，相比現(xiàn)有技術(shù)中依靠傘型機械桿結(jié)構(gòu)對傳輸管道變形進行檢測，給用戶提供了更多選擇，同時由于用傳感器支撐皮碗代替了復(fù)雜的傘型機械桿結(jié)構(gòu)，使得管道幾何變形檢測器的通過性能有了很大程度的提升，在保證通過性的前提下，可安裝的傳感器數(shù)量也大幅增加，提升了檢測精度。附圖說明圖1為本專利技術(shù)
技術(shù)介紹
提供的一種基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)一實施例提供的一種基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)一實施例提供的傳感器支撐皮碗的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)另一實施例提供的一種基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本專利技術(shù)另一實施例提供的一種基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面通過附圖和實施例，對本專利技術(shù)的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。參見圖2，本專利技術(shù)一實施例提供的基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器，適用于石油天然氣傳輸管道中，包括動力節(jié)1、記錄節(jié)3、里程輪4和萬本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器，適用于石油天然氣傳輸管道中，包括動力節(jié)、記錄節(jié)、里程輪和萬向節(jié)，其特征在于，還包括檢測節(jié)，所述檢測節(jié)包括檢測節(jié)本體、霍爾傳感器、傳感器支撐皮碗和磁鋼環(huán)，其中，所述傳感器支撐皮碗由彈性材料制成，其碗口處設(shè)有用于埋設(shè)霍爾傳感器的傳感器埋設(shè)槽，其碗身內(nèi)設(shè)有用于容納霍爾傳感器連接電纜的空腔，其碗底設(shè)有用于套在所述檢測節(jié)本體上的通孔；所述磁鋼環(huán)位于所述傳感器支撐皮碗的碗口方向，沿所述檢測節(jié)本體的周向設(shè)置；其中，所述傳感器支撐皮碗，碗口朝向與所述檢測節(jié)的前進方向相反，其碗口外壁直徑與待安裝的石油天然氣傳輸管道的內(nèi)壁直徑相等或碗口外壁直徑大于待安裝的石油天然氣傳輸管道的內(nèi)壁直徑預(yù)設(shè)幅度；所述霍爾傳感器，通過所述連接電纜與設(shè)置在所述記錄節(jié)中的采集電路連接。
【技術(shù)特征摘要】
1.基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器，適用于石油天然氣傳輸管道中，包括動力節(jié)、記錄節(jié)、里程輪和萬向節(jié)，其特征在于，還包括檢測節(jié)，所述檢測節(jié)包括檢測節(jié)本體、霍爾傳感器、傳感器支撐皮碗和磁鋼環(huán)，其中，所述傳感器支撐皮碗由彈性材料制成，其碗口處設(shè)有用于埋設(shè)霍爾傳感器的傳感器埋設(shè)槽，其碗身內(nèi)設(shè)有用于容納霍爾傳感器連接電纜的空腔，其碗底設(shè)有用于套在所述檢測節(jié)本體上的通孔；所述磁鋼環(huán)位于所述傳感器支撐皮碗的碗口方向，沿所述檢測節(jié)本體的周向設(shè)置；其中，所述傳感器支撐皮碗，碗口朝向與所述檢測節(jié)的前進方向相反，其碗口外壁直徑與待安裝的石油天然氣傳輸管道的內(nèi)壁直徑相等或碗口外壁直徑大于待安裝的石油天然氣傳輸管道的內(nèi)壁直徑預(yù)設(shè)幅度；所述霍爾傳感器，通過所述連接電纜與設(shè)置在所述記錄節(jié)中的采集電路連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器，其特征在于，所述磁鋼環(huán)為兩個，所述檢測節(jié)還包括位于相鄰兩個磁鋼環(huán)之間的沿所述檢測節(jié)本體周向設(shè)置的軟鐵環(huán)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于空間磁場測量的高性能管道幾何變形檢測器，其特征在于，所述檢測節(jié)還包括由彈性材料制成的檢測節(jié)支撐皮碗，所述檢測節(jié)支撐皮碗通過底部的通孔套在所述檢測節(jié)本體上，與所述傳感器支撐皮碗間隔預(yù)設(shè)距離；所述檢測節(jié)支撐皮碗，碗口朝向與所述檢測節(jié)的前進方向相反...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何仕剛，
申請(專利權(quán))人：何仕剛，
類型：發(fā)明
國別省市：天津;12
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