一種長輸管道缺陷的精密定位裝置的製作方法
2023-10-26 04:15:42 4
專利名稱：一種長輸管道缺陷的精密定位裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種長輸管道無損檢測裝置，尤其是管道缺陷的精密定位裝置。
背景技術：
目前長輸管道的無損檢測主要採用智能清管器，這種智能清管器是在普通清管器的基礎上增加了管道智能檢測設備，使用時將其放入管道中，依靠流體作用在清管器兩端產生的壓力差推動其隨流體運動，在運動過程中實現對管道的檢測。智能清管器主要由檢測傳感器、信號處理單元、數據採集與數據記錄單元、定位裝置、系統控制單元、電池電源系統和支撐皮碗所組成；其中定位裝置用於管道缺陷的定位，定位方法基本採用與管內壁相接觸的裡程輪轉數計數法，由於清管器在流體介質推動下會沿管道螺旋焊縫作緩慢旋轉前進，因此裡程輪實際測得的距離並不是水平管道的距離，而是螺旋線的長度；另外，裡程輪在流體介質中與管內壁不可避免地會發生隨機打滑情況，由此造成轉數的計數誤差。通常採用裡程輪方法進行距離定位產生的誤差為管道定標長度的±3％以上，如果定標長度為2Km，則定位誤差在±60m，這為管道的開挖維修帶來很大的不便，使維修成本大幅度地提高，為了減小定位誤差產生的影響，只有縮短定標長度，但對於上百公裡的管道檢測意味著要大量地增加定標點，這在實際使用中難以達到。
發明內容
本發明的目的是要提供一種長輸管道缺陷檢測的精密定位裝置。
本發明的目的是這樣實現的，採用一種電子慣性器件——高解析度加速度計來提高定位精度，具體做法是將加速度計安裝於智能清管器的水平軸心處來測量清管器沿管道軸心水平運動的加速度值，然後用計算機將加速度值對時間進行兩次積分運算，得到清管器行走的精確距離。
圖1為長輸管道缺陷檢測的精密定位裝置的結構示意圖。
圖2為長輸管道缺陷檢測的精密定位裝置的定位處理程序框圖。
具體實施方式
以下結合附圖來詳述本實用新型的具體結構。
圖1中，1—電池組，2—信號處理單元，3—微型計算機，4—系統控制單元，5—長輸管道，6—高壓密封倉，7—清管器軸心鋼板，8—高解析度加速度計，9—裡程輪，10—支撐皮碗。用螺絲將加速度計8水平安裝於清管器軸心處的鋼板7上，指向清管器的水平運動方向。信號處理單元2包括低漂移直流放大器、數據採集單元和時標發生器。由加速度計8得到的電信號首先送入信號處理單元2中的低漂移直流放大器進行信號放大，被放大的信號送入數據採集單元轉換成數位訊號，數據採集單元中的定時器產生的標準時鐘信號送入時標發生器以產生0.1秒的累加時標信號，該時標信號與已轉換成數字形式的加速度信號一起送入微型計算機3進行數據存儲。當智能清管器由上遊站行進到下遊站檢測完畢後，由智能清管器上的通信接口將存儲在清管器微機中的檢測信號、加速度信號和時標信號傳輸至外部計算機進行數據處理。清管器的行走距離由下式決定S=0t0ta(t)d2t=0nT0nTa(nT)d2T]]>式中S—清管器nT時刻行駛過的距離，T—採樣周期，n—抽樣數。為了抑制加速度計信號中包含的系統噪聲和隨機噪聲，在定位處理程序中引入誤差理論，採用加速度信號的閾值電平切割法、白噪聲均值修正法、有色噪聲的α係數修正法等三種誤差修正方法進行數據修正，從而極大地提高了距離的定位精度，定位誤差小於定標長度的0.5％。由於加速度計的測量方位與管軸平行，因此當清管器發生旋轉時，加速度計測量值不受旋轉的影響；另外，由於加速度計與管壁之間沒有可動部件，從而實現非接觸式測量。本發明可廣泛應用於管道儲運行業在役長輸管道的無損檢測與探傷。
本實用新型的優點①採用高解析度加速度計測量清管器沿管道軸向行走過程中微小變化的加速度值，加速度值通過數字式採樣記錄，配合精確時標通過加速度值對時間的兩次積分運算得到清管器的運行距離，不受清管器旋轉的影響。
②與管道內壁無可動部件接觸，實現非接觸式測量。
③定位處理程序中引入誤差理論，採用三種誤差修正方法進行數據修正，提高了距離定位精度。
權利要求1.一種長輸管道缺陷檢測的精密定位裝置，由智能清管器和加速度計組成，其特徵是將加速度計(8)水平安裝於清管器軸心處的鋼板(7)上，指向清管器的水平運動方向。
2.根據權利要求1所述的長輸管道缺陷檢測的精密定位裝置，其特徵是加速度計得到的加速度信號與檢測信號、時標信號一起存儲於智能清管器的微機中，到站後傳輸至外部計算機進行數據處理。
專利摘要本實用新型提供了一種長輸管道缺陷檢測的精密定位裝置，它是將加速度計安裝於智能清管器的水平軸心處來測量清管器沿管道軸心水平運動的加速度值，然後用計算機將加速度值對時間進行兩次積分運算，得到清管器行走的精確距離。定位處理程序中引入誤差理論，採用三種誤差修正方法進行數據修正，提高了距離定位精度。由於加速度計與管壁之間沒有可動部件，從而實現非接觸式測量。本實用新型可廣泛應用於管道儲運行業在役長輸管道的無損檢測與探傷。
文檔編號F17D5/02GK2731249SQ0325368
公開日2005年10月5日 申請日期2003年9月28日 優先權日2003年9月28日
發明者沈躍, 儲浚, 任蘭亭 申請人:石油大學(華東)