基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置製造方法

2023-05-01 19:41:21 2

基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，包括位於油氣管道內的內檢測器和位於油氣管道外的地面標記器，內檢測器包括驅動系統、漏磁檢測系統、速度控制系統、裡程測量系統和低頻發射系統，驅動系統、漏磁檢測系統、速度控制系統、裡程測量系統和低頻發射系統相對固定安裝在一起，地面標記器至少包括一個低頻接收系統；低頻發射系統用於將漏磁檢測系統獲得檢測結果發送到油氣管道外，低頻接收系統用於接收低頻發射系統發出的低頻電磁脈衝信號。本發明能夠及時獲得管道檢測器的檢測數據，且及時對檢測數據進行分析，從而更快地確定管道缺陷狀況。
【專利說明】基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種油氣管道缺陷檢測裝置，特別涉及一種基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置。
【背景技術】
[0002]油氣長輸管道在使用過程中由於腐蝕、裂紋及損壞等原因，會造成油氣洩露，洩露出來的油氣不僅會汙染長輸管道周圍環境，而且還有可能發生燃燒、爆炸等安全事故；因此，油氣長輸管道洩露會造成巨大的經濟損失，在實際工作中需要定期對油氣長輸管道進行檢測以確保油氣輸送管道的安全、可靠。
[0003]到目前為止，人們已經研究開發出超聲法、漏磁法、管內電視攝像法、遠場渦流法和彈性波法等不同技術原理的管道在線檢測器。在油氣長輸管道的檢測中，漏磁法是較為廣泛應用的一種管道缺陷檢測方面；其是藉助於高精度的漏磁、先進的信號處理和數據存儲系統，然後利用地面分析設備對檢測結果進行分心，得出管道內各種缺陷和損傷狀態參量的數據。管道漏磁檢測的基本原理是:利用磁體和鋼刷將磁力施加在管道上，鋼刷的自由端與管道內壁接觸，管道內壁在外磁場作用下被磁化，如果管道內壁沒有缺陷，則磁力線分布很規則；如果管道內壁有缺陷，則會導致磁阻發生變化，磁導率變化導致磁力線彎曲，原來管道內壁的一部分磁力線洩漏出管道壁形成漏磁；管道漏磁場內檢測傳感器探測到漏磁場之後會產生相應的感應信號，感應信號經處理後存儲起來，最後經過數據分析系統找出油氣長輸管道的缺陷位置和缺陷的嚴重程度，從而指導管道修復施工人員對管道進行開挖、修復作業。
[0004]現有的管道漏磁內檢測器已經廣泛應用於油氣長輸管道的檢測中。但是，現有技術中的管道漏磁內檢測器存在如下技術缺陷:1、功耗較大，對電源電池容量要求高，如果電源電池質量可靠性差，檢測過程中有可能發生斷電，這樣就不能繼續對管道進行檢測，需要從管道內取出之後重新更換電源電池，這會給管道檢測工作帶來很多麻煩；2、管道檢測器本身具有存儲功能，檢測器在管道內運行過程中，從管道外部無法獲得檢測數據，只有等到檢測結束後把檢測器從管道內取出來，才能獲得檢測數據，然後再對檢測數據進行分析。

【發明內容】

[0005]針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在於提供一種能夠及時獲得管道檢測器的檢測數據，且及時對檢測數據進行分析，從而更快地確定管道缺陷狀況的基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置。
[0006]本發明的技術方案是這樣實現的:基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，其特徵在於，包括位於油氣管道內的內檢測器和位於油氣管道外的地面標記器，內檢測器包括驅動系統、漏磁檢測系統、速度控制系統、裡程測量系統和低頻發射系統，驅動系統、漏磁檢測系統、速度控制系統、裡程測量系統和低頻發射系統相對固定安裝在一起，地面標記器包括一個低頻接收系統和一個多模組合定位系統；驅動系統依靠其兩側的油氣壓力差帶動漏磁檢測系統、速度控制系統、裡程測量系統和低頻發射系統一起在油氣管道內運行，漏磁檢測系統對油氣管道管壁進行磁化並測量漏磁通，速度控制系統用於調節內檢測器在油氣管道內的運行速度，裡程測量系統用於測量內檢測器在油氣管道內運行的距離，低頻發射系統用於將漏磁檢測系統獲得檢測結果發送到油氣管道外，低頻接收系統用於接收低頻發射系統發出的低頻電磁脈衝信號。
[0007]本發明基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置的有益效果是:
[0008]1、在鋼刷經過管道內壁上的附著物或者腐蝕點時，能夠有效地減小鋼刷前進的阻力，防止由於鋼刷上的鋼絲與管道內壁附著物或腐蝕點發生勾拉而導致鋼絲被拔出。
[0009]2、橡膠皮碗在經過接頭、管道壁厚變化以及閥門等處時能夠自動排除阻力而帶動檢測器繼續運行，避免管道停輸或發生爆管。
[0010]3、能夠有效地防止管道內雜物纏繞裡程輪，避免滾輪打滑，使得技術人員能夠更加精確地計算出檢測器前進的距離。
[0011]4、能夠大大降低滾輪磨損導致直徑變化以及行進過程中裡程輪發生打滑而帶來的裡程測量誤差，使得管道缺陷檢測人員能夠精確定位管道缺陷位置。
[0012]5、驅動系統的剛性高、機械強度大且能夠順利通過彎管或焊縫，驅動皮碗不容易打翻，並且驅動皮碗在通過彎管或焊縫時能夠比較容易地向碗口方向發生形變，可有效地避免管道漏磁場內檢測驅動裝置堵塞管道而導致的爆管事故發生。
[0013]6、速度控制系統能夠有效地降低管道漏磁內檢測器運行速度，防止管道漏磁內檢測器運行速度過快，避免出現管道壁磁化不充分、各種傳感器機械振動噪聲較大、信息處理和數據記錄速度跟不上等情況，減小檢測數據丟失及缺陷漏檢的機率，提高缺陷檢測精度，保證檢測效果。
[0014]7、能夠提高管道缺陷檢測的準確性、有效地避免發生漏檢。
[0015]8、能夠及時獲得管道檢測器的檢測數據，且及時對檢測數據進行分析，從而更快地確定管道缺陷狀況。
[0016]9、北鬥二代導航衛星信號不好的地方，可以自動切換到其他衛星系統進行導航定位，徹底僅僅依賴一種衛星導航系統對地面標記器進行精確定位；同時，由於首選利用北鬥二代導航衛星信號，也可以有效地避免我國長輸油氣管道數據過多地暴漏，符合長輸油氣管道的國家安全戰略。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1-1為本發明適用於管道漏磁內檢測的鋼刷的鋼束安裝在鋼束座上的結構示意圖；
[0018]圖1-2為本發明適用於管道漏磁內檢測的鋼刷的鋼絲的結構示意圖；
[0019]圖1-3為本發明適用於管道漏磁內檢測的鋼刷的鋼絲的另一種結構示意圖；
[0020]圖1-4為本發明適用於管道漏磁內檢測的鋼刷的結構示意圖。
[0021]圖中:1-1-鋼束，1-2-鋼束座，1-3-固定鋼板，1-4-鋼絲，1-41-直立段，1-42-彎曲導向段，1-43-管壁貼合接觸段，1-5-鋼刷。
[0022]圖2-1為本發明適用於管道漏磁內檢測的橡膠皮碗裝置的橡膠皮碗的結構示意圖；[0023]圖2-2為本發明適用於管道漏磁內檢測的橡膠皮碗裝置的結構示意圖。
[0024]圖中:2-1-橡膠皮碗，2-2-碗底，2-3-碗壁，2-4-碗沿，2-5-—級排阻凹槽，
2-6-二級排阻凹槽，2-7-排阻架，2-8-環形排阻盤，2-9-排阻壓縮彈簧，2-10-三級排阻凹槽。
[0025]圖3-1為本發明油氣管道缺陷檢測北鬥定位系統的裡程輪的結構示意圖；
[0026]圖3-2為本發明油氣管道缺陷檢測北鬥定位系統的裡程輪的滾輪的滾動面結構示意圖；
[0027]圖3-3為本發明油氣管道缺陷檢測北鬥定位系統的裡程輪的滾輪的剖面結構示意圖。
[0028]圖中:4-8-滾輪，4-9-滾輪安裝座，4-10-滾輪軸，4-11-軸承，3-5-環形凹槽，
3-6-左防纏繞蓋，3-7-右防纏繞蓋，4-12-左支撐臂，4-13-右支撐臂，3-10-V形凹槽。
[0029]圖4-1為本發明管道漏磁內檢測裡程測量裝置的原理結構示意圖；
[0030]圖4-2為本發明管道漏磁內檢測裡程測量裝置的裡程輪的結構示意圖；
[0031]圖4-3為圖4-2所示滾輪的左視結構示意圖；
[0032]圖4-4為本發明管道漏磁內檢測裡程測量裝置的裡程測量原理示意圖。
[0033]圖中:4-1-地面標記器；4-2_脈衝發生器；4-3_計數器；6_13_裡程輪；4_5_管道；4-6_磁鐵；4-7_霍爾傳感器；4-8_滾輪；4-9_滾輪安裝座；4-10_滾輪軸；4_11_軸承；
4-12-左支撐臂；4-13_右支撐臂；4-14_透磁孔；4_15_凹槽，4_16_螺栓，4_17_防護蓋，
4-18-管道漏磁內檢測器；4-19_管道缺陷位置。
[0034]圖5-1為本發明管道漏磁場內檢測驅動裝置的結構示意圖；
[0035]圖5-2為本發明管道漏磁場內檢測驅動裝置的前橡膠驅動皮碗和後橡膠驅動皮碗的結構示意圖；
[0036]圖5-3為圖5-2所示A部放大結構示意圖。
[0037]圖中:5-1-防撞頭；5-2_前橡膠驅動皮碗；5-3_前鋼刷；5_4_磁鐵芯；
[0038]5-5-探頭機構；5_6_磁鐵；5_7_後鋼刷；5_8_後橡膠驅動皮碗；5_9_安裝殼體；
5-10-碗底；5-11_碗壁；5-12_—級圓臺筒形碗壁；5-13_二級圓臺筒形碗壁；5_14_三級圓臺筒形碗壁；5-15_萬向節，5-16-環形橡膠刮板。
[0039]圖6-1為本發明管道漏磁內檢測速度控制裝置的結構示意圖；
[0040]圖6-2為本發明管道漏磁內檢測速度控制裝置的單向閥處於洩流狀態的結構示意圖；
[0041]圖6-3為本發明管道漏磁內檢測速度控制裝置的單向閥處於關閉狀態的結構示意圖。
[0042]圖中:6-1-驅動系統；6-2_高壓流體；6-3_低壓流體；6_4_閥體；6_5_彈性部件；
6-6-浮動封堵球；6-7_盲孔；6-8_洩流通道；6-9_開口端；6_10_發電機；6_11_電磁閥；
6-12-控制器，6-13-裡程輪，6-14-單向閥。
[0043]圖7-1為本發明管道漏磁內檢測傳感器的結構示意圖；
[0044]圖7-2為本發明管道漏磁內檢測傳感器的三向霍爾傳感器陣列布局圖；
[0045]圖7-3為本發明管道漏磁內檢測傳感器的控制單元電路板的結構示意圖。
[0046]圖中:7-1-安裝殼體，7-2-左磁鐵，7-3-右磁鐵，7-4-霍爾傳感器安裝基座，7-5-第一斜護板，7-6-第二斜護板，7-7-霍爾傳感器蓋板，7-8-霍爾傳感器安裝底板，
7-9-三向霍爾傳感器，7-10-控制單元電路板，7-11-模擬開關，7-12-電壓跟隨器，7_13_低通濾波器，7-14-A / D轉換器，7-15-DSP數據處理器，7-16-管道缺陷數據存儲器，X-第一組霍爾傳感器，Y-第二組霍爾傳感器，Z-第三組霍爾傳感器。
[0047]圖8-1為本發明管道漏磁內檢測低頻發射接收裝置的結構示意圖；
[0048]圖8-2為本發明管道漏磁內檢測低頻發射接收裝置的低頻電磁脈衝發射器和供電單元的原理框圖；
[0049]圖8-3為本發明管道漏磁內檢測低頻發射接收裝置的被測管道外部的原理框圖。
[0050]圖中:7-15_DSP數據處理器，8-2-低頻電磁脈衝發射器，8-3-磁感應接收天線，
8-4-數據解壓縮及數據分析單元，8-5-單片機，8-6-漏磁檢測系統，6-13-裡程輪，8-8-被測管道，8-9-功率放大器，8-10-數模轉換器，8-11-發射線圈，8-12-24V直流電源，8-13-—級直流-直流電壓轉換器，8-14- 二級直流-直流電壓轉換器，8-15-飛輪，8-16-直流發電機，8-17-外部電源模塊，8-18-報警控制電路，8-19-聲光報警器，8-20-校時通信單元，
8-21-放大電路，8-22-A/ D轉換器，8-23-數據存儲器，8-24-校時功放，8-25-校時變換。
[0051]圖9為本發明中多模組合定位系統的原理框圖。
[0052]圖中:9-1-天線，9-2-GPS射頻前端，9-3-Galileo 射頻前端，9-4-GL0NASS 射頻ill端，9_5_北鬥二代射頻如端，9_6_基帶晶片,9_7_處理器,9-8-存儲器，9-9-第-晶振，
9-10-第二晶振，9-11-第二晶振，9-12-第四晶振，9-13-/[目號評估模塊。
【具體實施方式】
[0053]本實施例基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置包括位於油氣管道內的內檢測器和位於油氣管道外的地面標記器4-1，內檢測器包括驅動系統、漏磁檢測系統、速度控制系統、裡程測量系統和低頻發射系統，驅動系統、漏磁檢測系統、速度控制系統、裡程測量系統和低頻發射系統相對固定安裝在一起，地面標記器4-1包括一個低頻接收系統和一個多模組合定位系統；驅動系統依靠其兩側的油氣壓力差帶動漏磁檢測系統、速度控制系統、裡程測量系統和低頻發射系統一起在油氣管道內運行，漏磁檢測系統對油氣管道管壁進行磁化並測量漏磁通，速度控制系統用於調節內檢測器在油氣管道內的運行速度，裡程測量系統用於測量內檢測器在油氣管道內運行的距離，低頻發射系統用於將漏磁檢測系統獲得檢測結果發送到油氣管道外，低頻接收系統用於接收低頻發射系統發出的低頻電磁脈衝信號。
[0054]如圖5-1所示，驅動系統包括防撞頭5-1、前橡膠驅動皮碗5-2、後橡膠驅動皮碗
5-8和安裝殼體5-9 ;防撞頭5-1固定安裝在安裝殼體5-9的首端，後橡膠驅動皮碗5_8安裝在安裝殼體5-9的尾端。
[0055]如圖5-2所示，前橡膠驅動皮碗5-2和後橡膠驅動皮碗5_8均由固定連接在一起的碗底5-10和碗壁5-11組成，碗壁5-11包括固定連接在一起的一級圓臺筒形碗壁5-12、二級圓臺筒形碗壁5-13和三級圓臺筒形碗壁5-14，碗底5-10、一級圓臺筒形碗壁5_12、二級圓臺筒形碗壁5-13和三級圓臺筒形碗壁5-14組成碗狀結構，一級圓臺筒形碗壁5-12位於碗底5-10與二級圓臺筒形碗壁5-13之間，二級圓臺筒形碗壁5-13位於一級圓臺筒形碗壁5-12與三級圓臺筒形碗壁5-14之間，碗底5-10的硬度、一級圓臺筒形碗壁5_12的硬度和三級圓臺筒形碗壁5-14的硬度均大於二級圓臺筒形碗壁5-13的硬度。碗底5-10的肖氏A硬度、一級圓臺筒形碗壁5-12的肖氏A硬度和三級圓臺筒形碗壁5-14的肖氏A硬度均為68°，二級圓臺筒形碗壁5-13的肖氏A硬度均為46°硬度；為了便於生產和加工製造，碗底5-10的肖氏A硬度和一級圓臺筒形碗壁5-12採用一體成型。由於二級圓臺筒形碗壁5-13的硬度較低，這樣在經過彎管、焊縫或管徑變小時，三級圓臺筒形碗壁5-14能夠非常容易地向碗口方向彎曲而使得本發明管道漏磁場內檢測驅動裝置順利通過，三級圓臺筒形碗壁5-14的硬度較大可以確保與管道內壁接觸時不會由於管道內徑的細小變化就發生形變，這樣可以有效地清除掉附著在管道內壁上的蠟狀物，避免管道漏磁場內檢測器的裡程輪發生打滑，確保裡程測量的準確性和可靠性；並且由於碗底5-10和一級圓臺筒形碗壁
5-12的硬度都比較大，這樣可以確保驅動皮碗具有較大的剛性、機械性能好，防止行進過程中被打翻；。
[0056]如圖5-3所示，在三級圓臺筒形碗壁5-14遠離二級圓臺筒形碗壁5-13的圓周邊緣上設置有環形橡膠刮板5-16，環形橡膠刮板5-16的橫截面與三級圓臺筒形碗壁5-14的橫截面平行，環形橡膠刮板5-16的硬度等於三級圓臺筒形碗壁5-14的硬度。環形橡膠刮板5-16沿三級圓臺筒形碗壁5-14的橫截面方向上的寬度為1-3毫米。環形橡膠刮板5-16的設置能夠更好地清除掉附著在管道內壁上的蠟狀物，而且由於環形橡膠刮板5-16沿三級圓臺筒形碗壁5-14的橫截面方向上的寬度較小，這樣也不會對管道漏磁場內檢測驅動裝置在管道內運行造成較大的阻礙。在實際生產中，為了便於生產和加工製造，本實施例中的環形橡膠刮板5-16與三級圓臺筒形碗壁5-14採用一體成型的方式製造。
[0057]如圖5-1所示，漏磁檢測系統包括前鋼刷5-3、磁鐵芯5-4、探頭機構5_5、磁鐵5_6和後鋼刷5-7，磁鐵芯5-4安裝在安裝殼體5-9上，前鋼刷5-3安裝在臨近防撞頭5_1的磁鐵芯5-4上，後鋼刷5-7安裝在臨近後橡膠驅動皮碗5-8的磁鐵芯5-4上，前橡膠驅動皮碗
5-2安裝在防撞頭5-1與前鋼刷5-3之間的安裝殼體5-9上，探頭機構5_5和磁鐵5_6分別安裝在前鋼刷5-3與後鋼刷5-7之間的磁鐵芯5-4上。
[0058]如圖1-1、圖1-2和圖1-4所不,前鋼刷5_3和後鋼刷5_7均包括鋼束1_1、鋼束座1-2和固定鋼板1-3，鋼束1-1固定安裝在鋼束座1-2上，鋼束座1-2固定安裝在固定鋼板1-3上，鋼束1-1由鋼絲1-4組成，每根鋼絲1-4在鋼束座1-2上間隔分布，每根鋼絲1_4遠離鋼束座1-2的一端向鋼刷1-5運動方向的反方向彎曲。
[0059]鋼絲1-4由直立段1-41、彎曲導向段1-42和管壁貼合接觸段1_43，直立段1_41的第一端固定安裝在鋼束座1-2上，直立段1-41的第二端與彎曲導向段1-42的第一端連接，彎曲導向段1-42的第二端與管壁貼合接觸段1-43的第一端連接，管壁貼合接觸段1-43的第二端為自由端且朝向鋼刷1-5運動方向的反方向。
[0060]本實施例中，鋼絲1-4的長度為200毫米，鋼絲1-4的直徑為0.65毫米。在本實施例中，如圖1-2所示，直立段1-41與管壁貼合接觸段1-43相互垂直，彎曲導向段1-42的弧度為0.5 π ;這種鋼絲設計適用於直線型管道，相比彎曲的管壁貼合接觸段，本實施例中的管壁貼合接觸段1-43能夠更好地與管道內壁接觸。
[0061]本實施例的鋼刷1-5在工作時，彎曲導向段1-42的設計能夠使得鋼刷1-5在管道內順利前進，減小管道內部附著物對鋼刷1-5的阻力；尤其適用於直線型管道。彎曲導向段
1-42和管壁貼合接觸段1-43組成一段弧度大於0.5 π且小於等於π的圓弧，這樣的鋼絲設計費用適用於管道彎曲變化較多的情況，管壁貼合接觸段1-43能夠更好地與管道內壁接觸。如圖1-3所示，彎曲導向段1-42和管壁貼合接觸段1-43組成一段弧度等於π的圓弧。
[0062]如圖6-1所示，速度控制系統包括安裝在驅動系統6-1上的第一單向洩流機構和第二單向洩流機構，驅動系統6-1的一側為高壓流體6-2、另一側為低壓流體6-3，單向洩流機構的流體入口與高壓流體6-2導通,單向洩流機構的流體出口與低壓流體6-3導通。由於長輸管道內部環境存在不可預知性，單向洩流機構在長距離使用過程中可能會發生故障，本實施例中單向洩流機構包括機械式單向洩流機構(第一單向洩流機構)和電子式單向洩流機構(第二單向洩流機構)兩種，在一種單向洩流機構損壞或不能正常工作的時候，另一種仍然能夠正常工作，提高管道漏磁內檢測器速度調節的可靠性。
[0063]如圖6-2和圖6-3所示，機械式單向洩流機構包括安裝在驅動系統6_1上的一個或多個單向閥，單向閥包括閥體6-4、彈性部件6-5和浮動封堵球6-6 (本實施例中彈性部件
6-5為壓縮彈簧)。閥體6-4上開設有盲孔6-7,彈性部件6-5和浮動封堵球6_6均位於盲孔6-7內，並且浮動封堵球6-6位於彈性部件6-5與盲孔6-7的開口端6_9之間,盲孔6_7的開口端6-9的直徑小於浮動封堵球6-6的直徑，閥體6-4上還設置有洩流通道6-8，洩流通道6-8的一端與臨近開口端6-9的盲孔6-7流體導通，洩流通道6-8的另一端延伸至閥體6-4遠離開口端6-9 —側的表面上。當高壓流體6-2的壓強超過設定數值的時候，浮動封堵球6-6在高壓流體6-2的作用下壓縮壓縮彈簧，使得洩流通道6-8與盲孔6-7的開口端6-9導通，高壓流體6-3可以從盲孔6-7的開口端6-9進入洩流通道6_8，從而使得驅動系統6-1兩側的高壓流體6-2與低壓流體6-3導通，這樣可以減小高壓流體6-2施加在驅動系統6-1上的壓力，從而實現管道漏磁內檢測器減速的目的。當高壓流體6-2的壓強低於設定數值的時候，浮動封堵球6-6在壓縮彈簧的作用下將洩流通道6-8與盲孔6-7的導通入口封閉，這樣可以將高壓流體6-2與低壓流體6-3隔離，確保高壓流體6-2施加在驅動系統6-1上的壓力驅動驅動系統6-1以一定的速度前進。
[0064]如圖6-1所示，在本實施例中電子式單向洩流機構包括發電機6-10、電磁閥6-11和控制器6-12，發電機6-10與裡程輪6-13驅動連接，發電機6-10的電流輸出端與控制器
6-12的電流輸入端電連接，控制器6-12的控制電流輸出端與電磁閥6-11的控制電流輸入端電連接；電磁閥6-11的一端與高壓流體6-2導通、另一端與低壓流體6-3導通。當管道漏磁內檢測器在管道內運行的速度較大時，裡程輪6-13的轉速較高,這樣發電機6-10的輸出電壓也較大，控制器6-12檢測到發電機6-10的輸出電壓超過設定數值的時候，控制器6-12向電磁閥6-11輸出控制電流而使得電磁閥6-11打開，這樣使得驅動系統6-1兩側的高壓流體6-2與低壓流體6-3通過電磁閥6-11導通，減小高壓流體6-2施加在驅動系統6_1上的壓力，從而實現管道漏磁內檢測器減速的目的。當管道漏磁內檢測器在管道內運行的速度較小時，裡程輪6-1 3的轉速較低，這樣發電機6-10的輸出電壓也較小，控制器6-12檢測到發電機6-10的輸出電壓低於設定數值的時候,控制器6-12不向電磁閥6-11輸出控制電流，此時電磁閥6-11關閉，這樣使得驅動系統6-1兩側的高壓流體6-2與低壓流體6-3不能通過電磁閥6-11導通，確保高壓流體6-2施加在驅動系統6-1上的壓力驅動驅動系統
6-1以一定的速度前進。
[0065]如圖4-1所示，裡程測量系統包括脈衝發生器4-2、計數器4-3和裡程輪6_13 ;地面標記器4-1為兩個或兩個以上並且在管道4-5沿線間隔設置；裡程輪6-13為四個並且沿管道4-5的同一個橫截面均勻分布。
[0066]如圖4-2所示，每個裡程輪6-13均包括滾輪4_8、滾輪安裝座4_9、滾輪軸4_10和軸承4-11，軸承4-11安裝在滾輪軸4-10上，滾輪4-8安裝在軸承4_11上，滾輪安裝座4_9具有左支撐臂4-12和右支撐臂4-13，滾輪軸4-10的左端固定安裝在左支撐臂4_12上，滾輪軸4-10的右端固定安裝在右支撐臂4-13上；每個裡程輪6-13上均安裝有一個脈衝發生器4-2和一個計數器4-3，脈衝發生器4-2包括霍爾傳感器4-7和十二個磁鐵4_6，磁鐵4-6固定安裝在滾輪4-8臨近左支撐臂4-12的側面上並且十二個磁鐵4-6沿滾輪4_8的圓周方向等間隔分布(如圖4-4所示)，霍爾傳感器4-7固定安裝在左支撐臂4-12臨近滾輪4-8的側面上，霍爾傳感器4-7的信號輸出端與計數器4-3的信號輸入端通信連接；地面標記器4-1與計數器4-3的時間基準相同。
[0067]滾輪4-8臨近左支撐臂4-12的側面上設置有與磁鐵4_6外形相吻合的凹槽4_15，磁鐵4-6固定安裝在凹槽4-15內，在滾輪4-8臨近左支撐臂4-12的側面上還固定安裝有防護蓋4-17，在防護蓋4-17對應凹槽4-15的位置開設有透磁孔4_14(減小防護蓋4_17對磁鐵4-6所產生的磁場的屏蔽，使得加裝防護蓋4-17並不會影響霍爾傳感器4-7在磁鐵
4-6所產生的磁場的作用下正常產生脈衝信號)，透磁孔4-14的橫截面積小於凹槽4-15的橫截面積。
[0068]如圖4-3所示，透磁孔4-14沿滾輪軸4_10軸向的投影位於凹槽4_15的中心部位，這樣能夠更好地將磁鐵4-6限制在凹槽4-15內，有效地防止裡程輪6-13在長輸管道內長時間運行的時候磁鐵4-6從凹槽4-15內脫落。
[0069]如圖4-4所不，假設相鄰兩個地面標記器4-1的位置分別為Sn和S (η+1),管道漏磁內檢測器4-18經過上述兩個相鄰地面標記器4-1的時間點分別為Tn和Τ(η+1)，然後找出時間點分別為Tn和Τ(η+1)對應的裡程輪6-13的計數值分別為Nn和Ν(η+1)，最後再找出管道漏磁內檢測器4-18經過管道缺陷位置4-19的時間點Tx對應的裡程輪6-13的計數值為Νχ。這樣就可以計算出管道缺陷位置4-19的具體位置Sx:
[0070]Sx=Sn+ (Νχ-Νη) X Δ S-S (n+1)-【Ν(η+1)_Νχ】X AS ;
[0071]其中:AS為裡程輪6-13每發出一個脈衝對應的滾輪4-8行進距離。
[0072]由於地面標記器4-1是沿管道4-5每隔一定的距離安裝設置，每個地面標記器4-1的具體位置是可以精確確定的，這樣就可以大大消除裡程輪6-13在管道4-5內長距離行進發生打滑而帶來的誤差。另外，即使滾輪4-8由於磨損導致直徑變化使得AS發生變化，但是(Nx-Nn)或【Ν(η+1)-Νχ】數值相對較小，相比僅僅使用裡程輪的計數值乘以AS，會使得計算出的管道缺陷位置4-19的具體位置Sx誤差大大減小。
[0073]如圖3-1至圖3-3所示，裡程輪6-13還包括左防纏繞蓋3_6和右防纏繞蓋3_7，左防纏繞蓋3-6和右防纏繞蓋3-7均為圓筒形，滾輪軸4-10的左端穿過左防纏繞蓋3-6的軸向中孔並固定安裝在左支撐臂4-12上，滾輪軸4-10的右端穿過右防纏繞蓋3-7的軸向中孔並固定安裝在右支撐臂4-13上，在滾輪4-8臨近左支撐臂4-12的一側面上設置有環形凹槽3-5，在滾輪4-8臨近右支撐臂4-13的另一側面上也設置有環形凹槽3-5，左防纏繞蓋3-6的一端固定安裝在左支撐臂4-12上、另一端伸入到滾輪4-8臨近左支撐臂4-12 —側面上的環形凹槽3-5內，右防纏繞蓋3-7的一端固定安裝在右支撐臂4-13上、另一端伸入到滾輪4-8臨近右支撐臂4-13 —側面上的環形凹槽3-5內。能夠有效地防止管道內雜物纏繞在滾輪軸4-10上而影響滾輪4-8的滾動，避免滾輪打滑，使得技術人員能夠更加精確地計算出檢測器前進的距離。
[0074]在本實施例中，左防纏繞蓋3-6和右防纏繞蓋3-7位於環形凹槽3_5內的一端與環形凹槽3-5內壁之間的距離為2.5mm。另外，本實施例的滾輪4_8的滾動面上設置有V形凹槽3-10，V形凹槽3-10的槽深為2.5毫米、槽寬為3毫米，相鄰兩個V形凹槽3_10之間的間距為18毫米；這樣可以有效地防止由於管道內壁附著蠟狀物而使滾輪打滑。
[0075]如圖7-1所示，探頭機構5-5包括霍爾傳感器安裝基座7-4、第一斜護板7-5、第二斜護板7-6、霍爾傳感器蓋板7-7、霍爾傳感器安裝底板7-8、三向霍爾傳感器7-9和控制單元電路板7-10，磁鐵5-6由左磁鐵7-2和右磁鐵7-3組成，左磁鐵7_2和右磁鐵7_3分別套裝在安裝殼體5-9的外圓周面上，霍爾傳感器安裝基座7-4固定安裝在左磁鐵7-2與右磁鐵7-3之間的安裝殼體5-9的外表面上，第一斜護板7-5和第二斜護板7-6分別固定安裝在霍爾傳感器安裝基座7-4上，並且第一斜護板7-5和第二斜護板7-6均自霍爾傳感器安裝基座7-4向管道漏磁內檢測傳感器運行方向A的反方向傾斜，霍爾傳感器蓋板7-7的左端和霍爾傳感器安裝底板7-8的左端分別與第一斜護板7-5遠離霍爾傳感器安裝基座7-4的一端固定連接，霍爾傳感器蓋板7-7的右端和霍爾傳感器安裝底板7-8的右端分別與第二斜護板7-6遠離霍爾傳感器安裝基座7-4的一端固定連接，三向霍爾傳感器7-9安裝在霍爾傳感器蓋板7-7和霍爾傳感器安裝底板7-8之間，控制單元電路板7-10安裝在第二斜護板7-6與右磁鐵7-3之間的安裝殼體5-9的外表面上，三向霍爾傳感器7-9與控制單元電路板7-10之間通過漏磁信號輸送線7-11連接。
[0076]如圖7-2所示，三向霍爾傳感器7-9包括用於探測管道軸向漏磁分量的第一組霍爾傳感器X、用於探測管道徑向漏磁分量的第二組霍爾傳感器Y和用於探測管道周向漏磁分量的第三組霍爾傳感器Z。管道軸向、管道徑向和管道周向相互垂直。由於傳感器對漏磁的敏感性和檢測軟體對三維曲線判定的需要，測量管道軸向、管道徑向和管道周向的傳感器數量不完全相同，本實施例中採取測量管道軸向和管道徑向漏磁的傳感器數量相同，測量管道周向漏磁的傳感器數量為測量管道軸向的數量的一半。
[0077]如圖7-3所示，控制單元電路板7-10包括模擬開關7_11、電壓跟隨器7_12、低通濾波器7-13、A / D轉換器7-14、DSP數據處理器7_15和管道缺陷數據存儲器7_16，三向霍爾傳感器7-9通過漏磁信號輸送線7-11與模擬開關7-11連接，模擬開關7-11的輸出端與電壓跟隨器7-12的輸入端連接，電壓跟隨器7-12的輸出端與低通濾波器7-13的輸入端連接，低通濾波器7-13的輸出端與A / D轉換器7-14的輸入端連接，A / D轉換器7_14的輸出端與DSP數據處理器7-15的輸入端連接，DSP數據處理器7-15的輸出端與管道缺陷數據存儲器7-16的輸入端連接。模擬開關7-11將三向霍爾傳感器7-9採集到的多路磁場信號轉換為單路磁場信號，以滿足A / D轉換器7-14要求輸入單路信號的需要。電壓跟隨器
7-12起到緩衝、隔離、提高帶載能力的作用，在實際應用中可以用運算放大器構成電壓跟隨器7-12。低通濾波器7-13用於濾除信號中的高頻噪聲。A / D轉換器7-14將輸入的模擬信號轉換為數位訊號並輸出到DSP數據處理器7-15進行處理，DSP數據處理器7-15將處理後得到的管道缺陷數據輸出到管道缺陷數據存儲器7-16中進行保存，這樣能夠減小存儲空間。[0078]相比現有技術中的單軸漏磁檢測器，本發明三向霍爾傳感器7-9可以實現測量管道內表面上任意一點的空間磁場，管道軸向為漏磁的主磁場方向，磁場強度較大；管道徑向和管道周向為漏磁的副磁場方向，磁場強度較小。漏磁的主磁場為檢測缺陷的主要依據，而副磁場能夠起著輔助作用，漏磁的主磁場和漏磁的副磁場相互結合，能夠更好地描述漏磁場形狀和完整還原缺陷形狀，從而大大提高了管道缺陷檢測精度，特別是對裂紋的檢測，減小了漏檢率。因此，本發明能夠提高管道缺陷檢測的準確性、減少盲目開挖，並且能夠有效地避免發生漏檢。
[0079]如圖8-1所示，低頻發射系統包括低頻電磁脈衝發射器8-2、供電單元和發電單元，低頻接收系統包括磁感應接收天線8-3和數據解壓縮及數據分析單元8-4 ;磁感應接收天線8-3和數據解壓縮及數據分析單元8-4均位於被測管道8-8外部；裡程輪6-13的輸出端分別與DSP數據處理器7-15的輸入端連接，DSP數據處理器7-15的輸出端與低頻電磁脈衝發射器8-2的輸入端連接；磁感應接收天線8-3的輸出端與數據解壓縮及數據分析單元8-4的輸入端連接。
[0080]如圖8-2所示，低頻電磁脈衝發射器8-2包括單片機8-5、功率放大器8_9、數模轉換器8-10和發射線圈8-11，DSP數據處理器7-15的輸出端與單片機8_5的輸入端連接，單片機8-5的輸出端與功率放大器8-9的輸入端連接，功率放大器8-9的輸出端與數模轉換器8-10的輸入端連接，數模轉換器8-10的輸出端與發射線圈8-11的輸入端連接。本實施例的管道漏磁內檢測低頻發射接收裝置還包括供電單元，供電單元包括24V直流電源8-12、一級直流-直流電壓轉換器8-13和二級直流-直流電壓轉換器8-14，24V直流電源8-12的電流輸出端與一級直流-直流電壓轉換器8-13的電流輸入端連接，一級直流-直流電壓轉換器8-13的電流輸出端分別與二級直流-直流電壓轉換器8-14的電流輸入端、單片機8-5的電流輸入端、功率放大器8-9的電流輸入端和數模轉換器8-10的電流輸入端連接，二級直流-直流電壓轉換器8-14的電流輸出端與DSP數據處理器7-15的電流輸入端連接。
[0081 ] 如圖8-1和圖8-2所示，發電單元由飛輪8-15和直流發電機8_16組成，飛輪8_15的外圓周面與被測管道8-8內壁接觸，飛輪8-15與直流發電機8-16驅動連接，直流發電機8-16的電流輸出端與24V直流電源8-12的電流輸入端連接。管道內的內檢測器在管道內運行過程中，飛輪8-15依靠與被測管道8-8內壁之間的摩擦力滾動，進而帶動直流發電機8-16發電，從而可以實現為24V直流電源8-12充電，這樣就會避免24V直流電源8_12的電量用盡而不能繼續進行檢測的情況出現，使得管道檢測器可以在長輸管道內持續運行幾百公裡，甚至至上千公裡。
[0082]如圖8-3所示，低頻接收系統還包括外部電源模塊8-17、聲光報警單元和校時通信單元8-20，外部電源模塊8-17的電流輸出端與數據解壓縮及數據分析單元8-4的電流輸入端連接，聲光報警單元包括報警控制電路8-18和聲光報警器8-19，數據解壓縮及數據分析單元8-4的輸出端分別與報警控制電路8-18的輸入端和校時通信單元8-20的輸入端連接，報警控制電路8-18的輸出端與聲光報警器8-19的輸入端連接。
[0083]漏磁檢測系統獲得的檢測信號和裡程輪6-13獲得的裡程計數信息分別輸入到DSP數據處理器7-15中進行處理(進行數據分類、壓縮和缺陷分析)，本實施例的DSP數據處理器7-15採用DSP數據處理器。DSP數據處理器7-15將處理後的數據輸出到單片機8-5，經過功率放大器8-9和數模轉換器8-10後輸出到發射線圈8-11，然後定時進行低頻電磁脈衝發射，這樣就可以及時獲得管道檢測器的檢測數據，及時對檢測數據進行分析，從而更快地確定管道缺陷狀況，安排施工人員及時進行開挖和修復。磁感應接收天線8-3將接收到的低頻電磁脈衝信號輸出到放大電路8-21，放大之後的信號輸出到A / D轉換器
8-22轉換為數位訊號，然後輸出到數據解壓縮及數據分析單元8-4進行數據解壓縮和數據分析；同時，數據解壓縮及數據分析單元8-4向報警控制電路8-18發出控制信號，報警控制電路8-18控制聲光報警器8-19進行聲光報警，以提示有管道檢測器通過。外部電源模塊
8-17向數據解壓縮及數據分析單元8-4提供工作所需電源，數據存儲器8-23用於暫存數據解壓縮及數據分析單元8-4解壓縮及分析產生的數據。校時通信單元8-20使得管道內外時鐘保持一致，這樣能夠精確地確定管道缺陷位置。
[0084]另外，本實施例中前橡膠驅動皮碗(5-2)和後橡膠驅動皮碗(5-8)的結構也可以如圖2-1和圖2-2所示的橡膠皮碗裝置，其包括具有碗底2-2、碗壁2-3和碗沿2_4的橡膠皮碗2-1，在臨近碗沿2-4的碗壁2-3內側面上設置有一級排阻凹槽2-5，一級排阻凹槽2-5在碗壁2-3內側面上沿碗沿2-4的圓周方向設置，並且一級排阻凹槽2-5的槽深為碗壁2-3厚度的二分之一至三分之二。這樣使得碗沿2-4遇到管道內壁上較小阻礙的時候即可使得碗沿2-4向內彎曲，從而使得檢測器順利通過障礙物。在碗底2-2與碗壁2-3鄰接處的碗壁2-3內側面上設置有二級排阻凹槽2-6，二級排阻凹槽2-6在碗壁2-3內側面上沿碗底2-2的圓周方向設置，並且二級排阻凹槽2-6的槽深為碗壁2-3厚度的三分之一至二分之一。在碗沿2-4遇到管道內壁上較大障礙物的時候，碗沿2-4依靠一級排阻凹槽2-5的空間向內彎曲不足以使得檢測器順利通過障礙物時，碗壁2-3可以整體發生向內彎曲，從而使得碗沿2-4向內彎曲的角度更大，便於檢測器順利通過較大的障礙物。另外，還包括排阻架2-7、環形排阻盤2-8和排阻壓縮彈簧2-9，在排阻架2-7的圓周面上且沿排阻架2_7的圓周方向設置有三級排阻凹槽2-10，環形排阻盤2-8的內側環形邊沿位於三級排阻凹槽
2-10內，並且環形排阻盤2-8的內側環形邊沿與三級排阻凹槽2-10內壁之間為間隙配合，排阻壓縮彈簧2-9的一端與環形排阻盤2-8的內側環形邊沿連接，排阻壓縮彈簧2-9的另一端固定安裝在三級排阻凹槽2-10的槽底，環形排阻盤2-8的外側邊沿與碗底2-2固定安裝在一起。在檢測器經過接頭或閥門時，即使碗壁2-3整體發生向內彎曲，也不能使得檢測器順利通過，這時管道內壁對橡膠皮碗2-1施加的作用力使得環形排阻盤2-8向三級排阻凹槽2-10的底部運動，這樣遇到管壁上較大障礙物的時候橡膠皮碗2-1可以向下運動，確保檢測器順利通過。當檢測器通過之後，排阻壓縮彈簧2-9的彈力使得環形排阻盤2-8向著遠離三級排阻凹槽2-10底部的方向運動，使得橡膠皮碗2-1仍舊與管道內壁緊密接觸，保證檢測器有足夠的前進動力。
[0085]如圖9所示，在多模組合定位系統中:天線9-1的輸出端和處理器9-7的輸出端分別與GPS射頻前端9-2的輸入端、Galileo射頻前端9_3的輸入端、GL0NASS射頻前端9_4的輸入端和北鬥二代射頻前端9-5的輸入端連接，GPS射頻前端9-2的輸出端、Galileo射頻前端9-3的輸出端、GL0NASS射頻前端9-4的輸出端和北鬥二代射頻前端9_5的輸出端分別與具有信號評估模塊9-13的基帶晶片9-6的輸入端連接，第一晶振9-9的輸出端與GPS射頻前端9-2的輸入端連接，第二晶振9-10的輸出端與Galileo射頻前端9_3的輸入端連接，第三晶振9-11的輸出端與GL0NASS射頻前端9-4的輸入端連接，第四晶振9_12的輸出端與北鬥二代射頻前端9-5的輸入端連接，處理器9-7的數據輸入輸出端與存儲器9-8的數據輸入輸出端連接，處理器9-7的控制信號輸入輸出端與具有信號評估模塊9-13的基帶晶片9-6的控制信號輸入輸出端連接，處理器9-7的使能信號輸出端與具有信號評估模塊
9-13的基帶晶片9-6的使能信號輸入端連接。多模組合定位系統在工作時，默認接收北鬥二代導航衛星信號，由第四晶振9-12給北鬥二代射頻前端9-5提供採樣時鐘；此時，GPS射頻前端9-2、Galileo射頻前端9_3和GLONASS射頻前端9_4均被系統自動設置為低功耗模式，這樣就不會干擾北鬥二代導航衛星信號。天線9-1將接收到的北鬥二代導航衛星信號輸出到北鬥二代射頻前端9-5中經處理後輸出到基帶晶片9-6。信號評估模塊9-13對接收到的北鬥二代導航衛星信號進行評估，當接收到的北鬥二代導航衛星信號質量良好時(適宜用來對地面標記器4-1進行精確定位)，基帶晶片9-6不向處理器9-7發出控制信號，多模組合定位系統持續接收北鬥二代導航衛星信號並對地面標記器4-1進行精確定位。當信號評估模塊9-13對接收到的北鬥二代導航衛星信號進行評估後發現:接收到的北鬥二代導航衛星信號質量較差(不適宜用來對地面標記器4-1進行精確定位)，基帶晶片9-6向處理器9-7發出控制信號，處理器9-7接收到來自基帶晶片9-6的控制信號後，處理器9-7根據預先設定的次序選擇向GPS射頻前端9-2、Galileo射頻前端9_3和GLONASS射頻前端
9-4三者中的任意一個發出使能信號以便使得它們中的任意一個處於正常工作模式，相應的晶振給射頻前端提供採樣時鐘；此時，處理器9-7還向北鬥二代射頻前端9-5發出使能信號使得北鬥二代射頻前端9-5處於低功耗模式；此外，處理器9-7向基帶晶片9-6發出控制信號和使能信號，進入另一種衛星系統導航的工作模式；從而實現了不同衛星系統導航的自動切換。存儲器9-8用於存儲多模組合定位系統上次衛星導航的數據，在多模組合定位系統下一次開機工作時，處理器9-7自動從存儲器9-8中調用上一次衛星導航數據，使得在多模組合定位系統快速完成系統首次定位；當然，如果對應的衛星系統導航信號太差，不適宜用來對地面標記器4-1進行精確定位，系統會自動切換到其他衛星系統進行導航定位。因此，北鬥二代導航衛星信號不好的地方，可以自動切換到其他衛星系統進行導航定位，徹底僅僅依賴一種衛星導航系統對地面標記器4-1進行精確定位；同時，由於首選利用北鬥二代導航衛星信號，也可以有效地避免我國長輸油氣管道數據過多地暴漏，符合長輸油氣管道的國家安全戰略。
[0086]上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明創造所作的舉例，而並非對本發明創造【具體實施方式】的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造權利要求的保護範圍之中。
【權利要求】
1.基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，其特徵在於，包括位於油氣管道內的內檢測器和位於油氣管道外的地面標記器(4-1)，所述內檢測器包括驅動系統、漏磁檢測系統、速度控制系統、裡程測量系統和低頻發射系統，所述驅動系統、所述漏磁檢測系統、所述速度控制系統、所述裡程測量系統和所述低頻發射系統相對固定安裝在一起，所述地面標記器(4-1)包括一個低頻接收系統和一個多模組合定位系統；所述驅動系統依靠其兩側的油氣壓力差帶動所述漏磁檢測系統、所述速度控制系統、所述裡程測量系統和所述低頻發射系統一起在油氣管道內運行，所述漏磁檢測系統對油氣管道管壁進行磁化並測量漏磁通，所述速度控制系統用於調節所述內檢測器在油氣管道內的運行速度，所述裡程測量系統用於測量所述內檢測器在油氣管道內運行的距離，所述低頻發射系統用於將所述漏磁檢測系統獲得檢測結果發送到油氣管道外，所述低頻接收系統用於接收所述低頻發射系統發出的低頻電磁脈衝信號。
2.根據權利要求1所述的基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，其特徵在於，所述驅動系統包括防撞頭(5-1)、前橡膠驅動皮碗(5-2)、後橡膠驅動皮碗(5-8)和安裝殼體(5-9);所述防撞頭(5-1)固定安裝在所述安裝殼體(5-9)的首端，所述後橡膠驅動皮碗(5-8)安裝在所述安裝殼體(5-9)的尾端；所述前橡膠驅動皮碗(5-2)和所述後橡膠驅動皮碗(5-8)均由固定連接在一起的碗底(5-10)和碗壁(5-11)組成，所述碗壁(5-11)包括固定連接在一起的一級圓臺筒形碗壁(5-12)、二級圓臺筒形碗壁(5-13)和三級圓臺筒形碗壁(5-14)，所述碗底(5-10)、所述一級圓臺筒形碗壁(5-12)、所述二級圓臺筒形碗壁(5-13)和所述三級圓臺筒形碗壁(5-14)組成碗狀結構，所述一級圓臺筒形碗壁(5-12)位於所述碗底(5-10)與所述二級圓臺筒形碗壁(5-13)之間，所述二級圓臺筒形碗壁(5-13)位於所述一級圓臺筒形碗壁(5-12)與所述三級圓臺筒形碗壁(5-14)之間，所述碗底(5-10)的硬度、所述一級圓臺筒形碗壁(5-12)的硬度和所述三級圓臺筒形碗壁(5-14)的硬度均大於所述二級圓臺筒形碗壁(5-13)的硬度；所述碗底(5-10)的肖氏A硬度、所述一級圓臺筒形碗壁(5-12)的肖氏A硬度和所述三級圓臺筒形碗壁(5-14)的肖氏A硬度均為68°~73°，所述二級圓臺筒形碗壁(5-13)的肖氏A硬度均為46°~50°硬度；在所述三級圓臺筒形碗壁(5-14)遠離所述二級圓臺筒形碗壁(5-13)的圓周邊緣上設置有環形橡膠刮板(5-16)，所述環形橡膠刮板(5-16)的橫截面與所述三級圓臺筒形碗壁(5-14)的橫截面平行，所述環形橡膠刮板(5-16)的硬度大於等於所述三級圓臺筒形碗壁(5-14)的硬度；所述環形橡膠刮板(5-16)沿所述三級圓臺筒形碗壁(5-14)的橫截面方向上的寬度為1-3毫米。
3.根據權利要求2所述的基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，其特徵在於，所述漏磁檢測系統包括前鋼刷(5-3)、磁鐵芯(5-4)、探頭機構(5-5)、磁鐵(5-6)和後鋼刷(5-7)，所述磁鐵芯(5-4)安裝在所述安裝殼體(5-9)上，所述前鋼刷(5-3)安裝在臨近所述防撞頭(5-1)的所述磁鐵芯(5-4)上，所述後鋼刷(5-7)安裝在臨近所述後橡膠驅動皮碗(5-8)的所述磁鐵芯(5-4)上，所述前橡膠驅動皮碗(5-2)安裝在所述防撞頭(5-1)與所述前鋼刷(5-3)之間的所述安裝殼體(5-9)，所述探頭機構(5-5)和所述磁鐵(5-6)分別安裝在所述前鋼刷(5-3)與所述後鋼刷(5-7)之間的所述磁鐵芯(5-4)上。
4.根據權利要求3所述的基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，其特徵在於，所述前鋼刷(5-3)和所述後鋼刷(5-7)均包括鋼束(1-1)、鋼束座(1-2)和固定鋼板(1-3)，所述鋼束(1-1)固定安裝在所述鋼束座(1-2)上，所述鋼束座(1-2)固定安裝在所述固定鋼板(1-3)上，所述鋼束(1-1)由鋼絲(1-4)組成，每根所述鋼絲(1-4)在所述鋼束座(1-2)上間隔分布，每根所述鋼絲(1-4)遠離所述鋼束座(1-2)的一端向鋼刷(1-5)運動方向的反方向彎曲；所述鋼絲(1-4)由直立段(1-41)、彎曲導向段(1-42)和管壁貼合接觸段(1-43)，所述直立段(1-41)的第一端固定安裝在所述鋼束座(1-2)上，所述直立段(1-41)的第二端與所述彎曲導向段(1-42)的第一端連接，所述彎曲導向段(1-42)的第二端與所述管壁貼合接觸段(1-43)的第一端連接，所述管壁貼合接觸段(1-43)的第二端為自由端且朝向所述鋼刷(1-5)運動方向的反方向；所述鋼絲(1-4)的長度為200毫米，所述鋼絲(1-4)的直徑為0.65毫米；所述直立段(1-41)與所述管壁貼合接觸段(1-43)相互垂直，所述彎曲導向段(1-42)的弧度為0.5 π ;所述彎曲導向段(1-42)和所述管壁貼合接觸段(1-43)組成一段弧度大於0.5 π且小於等於π的圓弧。
5.根據權利要求4所述的基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，其特徵在於，所述速度控制系統包括安裝在所述驅動系統(6-1)上的第一單向洩流機構和第二單向洩流機構，所述驅動系統(6-1)的一側為高壓流體(6-2)、另一側為低壓流體(6-3)，所述單向洩流機構的流體入口與所述高壓流體(6-2)導通，所述單向洩流機構的流體出口與所述低壓流體(6-3)導通；所述第一單向洩流機構包括安裝在所述驅動系統(6-1)上的一個或多個單向閥，所述單向閥包括閥體(6-4)、彈性部件(6-5)和浮動封堵球(6-6)，所述閥體(6-4)上開設有盲孔(6-7),所述彈性部件(6-5)和所述浮動封堵球(6-6)均位於所述盲孔(6-7)內，並且所述浮動封堵球(6-6)位於所述彈性部件(6-5)與所述盲孔(6-7)的開口端(6-9)之間,所述盲孔(6-7)的開口端(6-9)的直徑小於所述浮動封堵球(6-6)的直徑，所述閥體(6-4)上還設置有洩流通道(6-8)，所述洩流通道(6-8)的一端與臨近所述開口端(6-9)的所述盲孔(6-7)流體導通，所述洩流通道(6-8)的另一端延伸至所述閥體(6-4)遠離所述開口端(6-9) —側的表面上；所述彈性部件(6-5)為壓縮彈簧；所述第二單向洩流機構包括發電機(6-10)、電磁閥(6-11)和控制器(6-12)，所述發電機(6-10)與裡程輪(6-13)驅動連接，所述發電機(6-10)的電流輸出端與所述控制器(6-12)的電流輸入端電連接，所述控制器(6-12)的控制電流輸出端與所述電磁閥(6-11)的控制電流輸入端電連接；所述電磁閥(6-11)的一端與高壓流體(6-2)導通、另一端與低壓流體(6-3)導通。
6.根據權利要求5所述的基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，其特徵在於，所述裡程測量系統包括脈衝發生器(4-2)、計數器(4-3)和裡程輪(6-13);所述地面標記器(4-1)為兩個或兩個以上並且在管道(4-5)沿線間隔設置；所述裡程輪(6-13)至少為兩個，每個所述裡程輪(6-13)均包括滾輪(4-8)、滾輪安裝座(4-9)、滾輪軸(4-10)和軸承(4-11)，所述軸承(4-11)安裝在所述滾輪軸(4-10)上，所述滾輪(4-8)安裝在所述軸承(4-11)上，所述滾輪安裝座(4-9)具有左支撐臂(4-12)和右支撐臂(4-13)，所述滾輪軸(4-10)的左端固定安裝在所述左支撐臂(4-12)上，所述滾輪軸(4-10)的右端固定安裝在所述右支撐臂(4-13)上；每個所述裡程輪(6-13)上均安裝有一個所述脈衝發生器(4-2)和一個所述計數器(4-3)，所述脈衝發生器(4-2)包括霍爾傳感器(4-7)和十二個磁鐵(4-6)，所述磁鐵(4-6)固定安裝在所述滾輪(4-8)臨近所述左支撐臂(4-12)的側面上並且十二個所述磁鐵(4-6)沿所述滾輪(4-8)的圓周方向等間隔分布，所述霍爾傳感器(4-7)固定安裝在所述左支撐臂(4-12)臨近所述滾輪(4-8)的側面上，所述霍爾傳感器(4-7)的信號輸出端與所述計數器(4-3)的信號輸入端通信連接；所述地面標記器(4-1)與所述計數器(4-3)的時間基準相同；所述滾輪(4-8)臨近所述左支撐臂(4-12)的側面上設置有與所述磁鐵(4-6)外形相吻合的凹槽(4-15),所述磁鐵(4-6)固定安裝在所述凹槽(4-15)內，在所述滾輪(4-8)臨近所述左支撐臂(4-12)的側面上還固定安裝有防護蓋(4-17)，在所述防護蓋(4-17)對應所述凹槽(4-15)的位置開設有透磁孔(4_14)，所述透磁孔(4-14)的橫截面積小於所述凹槽(4-15)的橫截面積；所述透磁孔(4-14)沿所述滾輪軸(4-10)軸向的投影位於所述凹槽(4-15)的中心部位；所述裡程輪(6-13)為四個並且沿所述管道(4-5)的同一個橫截面均勻分布。
7.根據權利要求6所述的基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，其特徵在於，其特徵在於，所述裡程輪(6-13)還包括左防纏繞蓋(3-6)和右防纏繞蓋(3-7)，所述左防纏繞蓋(3-6)和所述右防纏繞蓋(3-7)均為圓筒形，所述滾輪軸(4-10)的左端穿過所述左防纏繞蓋(3-6)的軸向中孔並固定安裝在所述左支撐臂(4-12)上，所述滾輪軸(4-10)的右端穿過所述右防纏繞蓋(3-7)的軸向中孔並固定安裝在所述右支撐臂(4-13)上，在所述滾輪(4-8)臨近所述左支撐臂(4-12)的一側面上設置有環形凹槽(3-5)，在所述滾輪(4-8)臨近所述右支撐臂(4-13)的另一側面上也設置有環形凹槽(3-5)，所述左防纏繞蓋(3-6)的一端固定安裝在所述左支撐臂(4-12)上、另一端伸入到所述滾輪(4-8)臨近所述左支撐臂(4-12) —側面上的環形凹槽(3-5)內，所述右防纏繞蓋(3-7)的一端固定安裝在所述右支撐臂(4-13)上、另一端伸入到所述滾輪(4-8)臨近所述右支撐臂(4-13) —側面上的環形凹槽(3-5)內；所述左防纏繞蓋(3-6)和所述右防纏繞蓋(3-7)位於所述環形凹槽(3-5)內的一端與所述環形凹槽(3-5)內壁之間的距離為I~3mm ;所述滾輪(4_8)的滾動面上設置有V形凹槽(3-10)，所述V形凹槽(3-10)的槽深為2.5毫米、槽寬為3毫米，相鄰兩個所述V形凹槽(3-10)之間的間距為18毫米。
8.根據權利要求7所述的基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，其特徵在於，所述探頭機構(5-5)包括 霍爾傳感器安裝基座(7-4)、第一斜護板(7-5)、第二斜護板(7-6)、霍爾傳感器蓋板(7-7)、霍爾傳感器安裝底板(7-8)、三向霍爾傳感器(7-9)和控制單元電路板(7-10)，所述磁鐵(5-6)由左磁鐵(7-2)和右磁鐵(7-3)組成，所述左磁鐵(7-2)和所述右磁鐵(7-3)分別套裝在所述安裝殼體(5-9)的外圓周面上，所述霍爾傳感器安裝基座(7-4)固定安裝在所述左磁鐵(7-2)與所述右磁鐵(7-3)之間的所述安裝殼體(5-9)的外表面上，所述第一斜護板(7-5)和所述第二斜護板(7-6)分別固定安裝在所述霍爾傳感器安裝基座(7-4)上，並且所述第一斜護板(7-5)和所述第二斜護板(7-6)均自所述霍爾傳感器安裝基座(7-4)向管道漏磁內檢測傳感器運行方向A的反方向傾斜，所述霍爾傳感器蓋板(7-7)的左端和所述霍爾傳感器安裝底板(7-8)的左端分別與所述第一斜護板(7-5)遠離所述霍爾傳感器安裝基座(7-4)的一端固定連接，所述霍爾傳感器蓋板(7-7)的右端和所述霍爾傳感器安裝底板(7-8)的右端分別與所述第二斜護板(7-6)遠離所述霍爾傳感器安裝基座(7-4)的一端固定連接，所述三向霍爾傳感器(7-9)安裝在所述霍爾傳感器蓋板(7-7)和所述霍爾傳感器安裝底板(7-8)之間，所述控制單元電路板(7-10)安裝在所述第二斜護板(7-6)與所述右磁鐵(7-3)之間的所述安裝殼體(5-9)的外表面上，所述三向霍爾傳感器(7-9)與所述控制單元電路板(7-10)之間通過漏磁信號輸送線(7-11)連接；所述三向霍爾傳感器(7-9)包括用於探測管道軸向漏磁分量的第一組霍爾傳感器、用於探測管道徑向漏磁分量的第二組霍爾傳感器和用於探測管道周向漏磁分量的第三組霍爾傳感器，所述管道軸向、所述管道徑向和所述管道周向相互垂直；所述控制單元電路板(7-10)包括模擬開關(7-11)、電壓跟隨器(7-12)、低通濾波器(7-13)、A /D轉換器(7-14)、DSP數據處理器(7-15)和管道缺陷數據存儲器(7_16)，所述三向霍爾傳感器(7-9)通過所述漏磁信號輸送線(7-11)與所述模擬開關(7-11)連接，所述模擬開關(7-11)的輸出端與所述電壓跟隨器(7-12)的輸入端連接，所述電壓跟隨器(7-12)的輸出端與所述低通濾波器(7-13)的輸入端連接，所述低通濾波器(7-13)的輸出端與所述A /D轉換器(7-14)的輸入端連接，所述A / D轉換器(7-14)的輸出端與所述DSP數據處理器(7-15)的輸入端連接，所述DSP數據處理器(7-15)的輸出端與所述管道缺陷數據存儲器(7-16)的輸入端連接。
9.根據權利要求8所述的基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，其特徵在於，所述低頻發射系統包括低頻電磁脈衝發射器(8-2)、供電單元和發電單元；所述低頻電磁脈衝發射器(8-2)包括單片機(8-5)、功率放大器(8-9)、數模轉換器(8-10)和發射線圈(8-11)，所述DSP數據處理器(7-15)的輸出端與所述單片機(8-5)的輸入端連接，所述單片機(8-5)的輸出端與所述功率放大器(8-9)的輸入端連接，所述功率放大器(8-9)的輸出端與所述數模轉換器(8-10)的輸入端連接，所述數模轉換器(8-10)的輸出端與所述發射線圈(8-11)的輸入端連接；所述供電單元包括24V直流電源(8-12)、一級直流-直流電壓轉換器(8-13)和二級直流-直流電壓轉換器(8-14)，所述24V直流電源(8_12)的電流輸出端與所述一級直流-直流電壓轉換器(8-13)的電流輸入端連接，所述一級直流-直流電壓轉換器(8-13)的電流輸出端分別與所述二級直流-直流電壓轉換器(8-14)的電流輸入端、所述單片機(8-5)的電流輸入端、所述功率放大器(8-9)的電流輸入端和所述數模轉換器(8-10)的電流輸入端連接，所述二級直流-直流電壓轉換器(8-14)的電流輸出端與所述DSP數據處理器(7-15)的電流輸入端連接；所述發電單元由飛輪(8-15)和直流發電機(8-16)組成，所述飛輪(8-15)的外圓周面與所述被測管道(8-8)內壁接觸，所述飛輪(8-15)與所述直流發電機(8-16)驅動連接，所述直流發電機(8-16)的電流輸出端與所述24V直流電源(8-12)的電流輸.入端連接；所述低頻接收系統包括磁感應接收天線(8-3)和數據解壓縮及數據分析單元(8-4);所述磁感應接收天線(8-3)和所述數據解壓縮及數據分析單元(8-4)均位於被測管道(8-8)外部；所述裡程輪(6-13)的輸出端與所述DSP數據處理器(7-15)的輸入端連接，所述DSP數據處理器(7-15)的輸出端與所述低頻電磁脈衝發射器(8-2)的輸入端連接；所述磁感應接收天線(8-3)的輸出端與所述數據解壓縮及數據分析單元(8-4)的輸入端連接；所述低頻接收系統還包括外部電源模塊(8-17)、聲光報警單元和校時通信單元(8-20)，所述外部電源模塊(8-17)的電流輸出端與所述數據解壓縮及數據分析單元(8-4)的電流輸入端連接，所述聲光報警單元包括報警控制電路(8-18)和聲光報警器(8-19)，所述數據解壓縮及數據分析單元(8-4)的輸出端分別與所述報警控制電路(8-18)的輸入端和所述校時通信單元(8-20)的輸入端連接，所述報警控制電路(8-18)的輸出端與所述聲光報警器(8-19)的輸入端連接；在所述多模組合定位系統中--天線(9-1)的輸出端和處理器(9-7)的輸出端分別與GPS射頻前端(9-2)的輸入端、Galileo射頻前端(9-3)的輸入端、GL0NASS射頻前端(9-4)的輸入端和北鬥二代射頻前端(9_5)的輸入端連接，GPS射頻前端(9-2)的輸出端、Galileo射頻前端(9_3)的輸出端、GL0NASS射頻前端(9-4)的輸出端和北鬥二代射頻前端(9-5)的輸出端分別與具有信號評估模塊(9-13)的基帶晶片(9-6)的輸入端連接，第一晶振(9-9)的輸出端與GPS射頻前端(9_2)的輸入端連接，第二晶振(9-10)的輸出端與Galileo射頻前端(9_3)的輸入端連接，第三晶振(9-11)的輸出端與GL0NASS射頻前端(9-4)的輸入端連接，第四晶振(9_12)的輸出端與北鬥二代射頻前端(9-5)的輸入端連接，處理器(9-7)的數據輸入輸出端與存儲器(9-8)的數據輸入輸出端連接，處理器(9-7)的控制信號輸入輸出端與具有信號評估模塊(9-13)的基帶晶片(9-6)的控制信號輸入輸出端連接，處理器(9-7)的使能信號輸出端與具有信號評估模塊(9-13)的基帶晶片(9-6)的使能信號輸入端連接。
10.根據權利要求1所述的基於多模組合定位的油氣管道智能內檢測裝置，其特徵在於，所述驅動系統包括具有碗底(2-2)、碗壁(2-3)和碗沿(2-4)的橡膠皮碗(2-1)，在臨近所述碗沿(2-4)的所述碗壁(2-3)內側面上設置有一級排阻凹槽(2-5)，所述一級排阻凹槽(2-5)在所述碗壁(2-3)內側面上沿所述碗沿(2-4)的圓周方向設置，並且所述一級排阻凹槽(2-5)的槽深為所述碗壁(2-3)厚度的二分之一至三分之二 ；在所述碗底(2-2)與所述碗壁(2-3)鄰接處的所述碗壁(2-3)內側面上設置有二級排阻凹槽(2-6)，所述二級排阻凹槽(2-6)在所述碗壁(2-3)內側面上沿所述碗底(2-2)的圓周方向設置，並且所述二級排阻凹槽(2-6)的槽深為所述碗壁(2-3)厚度的三分之一至二分之一；還包括排阻架(2-7)、環形排阻盤(2-8)和排阻壓縮彈簧(2-9)，在所述排阻架(2-7)的圓周面上且沿所述排阻架(2-7)的圓周方向設置有三級排阻凹槽(2-10)，所述環形排阻盤(2-8)的內側環形邊沿位於所述三級排阻凹槽(2-10)內，並且所述環形排阻盤(2-8)的內側環形邊沿與所述三級排阻凹槽(2-10)內壁之間為間隙配合，所述排阻壓縮彈簧(2-9)的一端與所述環形排阻盤(2-8)的內側環形邊沿連接，所述排阻壓縮彈簧(2-9)的另一端固定安裝在所述三級排阻凹槽(2-10)的槽底 ，所述環形排阻盤(2-8)的外側邊沿與所述碗底(2-2)固定安裝在一起。
【文檔編號】F17D5/02GK103470959SQ201310416953
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】孫士彬, 孫乾耀, 盧紅彬, 董猛 申請人:北京埃彼諮石化科技有限公司