專(zhuān)利名稱(chēng)：管道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種利用超聲檢測(cè)法管道數(shù) 據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
海底油氣輸送管道是近海油氣資源的安全、便捷和高效的運(yùn)輸手段。我國(guó) 在上世紀(jì)90年代，已經(jīng)擁有了2萬(wàn)多公里的長(zhǎng)輸油氣管道，其中有相當(dāng)一部分 管道服役己經(jīng)達(dá)20年。管道長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)老化、腐蝕或變形，因此需要定期 對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，以便有計(jì)劃、有針對(duì)性地對(duì)管道進(jìn)行大修或維修。但由于海 底環(huán)境復(fù)雜多變給管道的檢測(cè)帶來(lái)很大的困難，這些超齡管道至今沒(méi)有進(jìn)行過(guò) 有效地檢測(cè)，給安全生產(chǎn)帶來(lái)極大的隱患， 一旦管道發(fā)生滲漏，將會(huì)造成極大 的財(cái)產(chǎn)損失和生態(tài)災(zāi)難。世界各海洋石油天然氣生產(chǎn)國(guó)對(duì)此項(xiàng)工作均十分重視， 各國(guó)研究開(kāi)發(fā)部門(mén)投入了大量的人力和物力，積極開(kāi)展管道檢測(cè)系統(tǒng)的研究與 應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作。國(guó)外在相關(guān)領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前我們國(guó)家。但其核 心技術(shù)及設(shè)備處于嚴(yán)格的保密狀態(tài)，相應(yīng)的硬件設(shè)備和處理軟件價(jià)格昂貴，設(shè) 備維護(hù)費(fèi)用也很高。國(guó)外公司更傾向于提供檢測(cè)服務(wù)，而不是出售設(shè)備。如果 只是一味地請(qǐng)國(guó)外公司來(lái)檢測(cè)，顯然是費(fèi)用巨大，而且長(zhǎng)期受制于人，也不利 于我國(guó)管道事業(yè)的健康發(fā)展。因此，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)及設(shè)備， 是解決這一 問(wèn)題的必由之路。與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，超聲波檢測(cè)法在海底管道檢測(cè)中有著獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 石油管道中的石油或海水可作為超聲測(cè)量的耦合劑；超聲測(cè)量時(shí)探頭可以離開(kāi) 管壁，前進(jìn)阻力小，耗能小，對(duì)管壁有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，適合長(zhǎng)距離檢測(cè)；超 聲具有很強(qiáng)的穿透能力，可以測(cè)量管道內(nèi)壁，外壁及壁內(nèi)的缺陷；超聲探頭可 以采用不同的大小，不同的發(fā)射頻率及不同的布設(shè)角度，以檢測(cè)更多種類(lèi)的缺 陷，提高對(duì)缺陷的檢出率。因此，在海底管道檢測(cè)與安全性評(píng)估中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。超聲波技術(shù)是80年代末才引入爬行機(jī)的。國(guó)外最先將超聲波技術(shù)引入腐蝕 檢測(cè)智能爬行機(jī)的是日本鋼管株式會(huì)社和德國(guó)Pipetronk公司，以后加拿大、美 國(guó)等也相繼研制了這類(lèi)超聲爬行機(jī)。這些爬行機(jī)裝置大都用于陸地上管道中腐 蝕坑和壁厚的檢測(cè)。爬行機(jī)裝置主要分有纜和無(wú)纜兩種型號(hào)有纜型主要適用 于短距離場(chǎng)合，其應(yīng)用受到限制；而無(wú)纜型可用在長(zhǎng)距離的探測(cè)場(chǎng)合，具有廣 闊的應(yīng)用前景。根據(jù)檢測(cè)方式的不同，管道檢測(cè)主要有兩種檢測(cè)方法， 一種是 采用陣列式探頭進(jìn)行靜態(tài)檢測(cè)，另一種是動(dòng)態(tài)檢測(cè)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Jun Okamoto Jr等在《mechatronics》(機(jī)械電 子)1999年第9期731—743頁(yè)上發(fā)表的"Autonomous System for Oil Pipeline Inspection"(管道檢測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng))，該文提出探頭環(huán)帶著16個(gè)檢測(cè)探頭在管道 中邊行進(jìn)邊做旋轉(zhuǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，其中不足在于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易控制， 采集數(shù)據(jù)不夠全面，連續(xù)工作時(shí)間短。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種管道數(shù)據(jù)采集與 存儲(chǔ)的檢測(cè)裝置，使其采用超聲探頭陣列分布，實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)的全面檢測(cè)，將采 集到的管道數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)記錄。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集與 存儲(chǔ)裝置、活動(dòng)連接裝置、支撐輪，其中檢測(cè)裝置包括檢測(cè)裝置殼體、探測(cè)孔、超聲探頭，其中在檢測(cè)裝置殼 體相對(duì)于管道內(nèi)壁的側(cè)壁上設(shè)有若干個(gè)探測(cè)孔，若干個(gè)超聲探頭設(shè)置在檢測(cè)裝 置殼體內(nèi)部，超聲探頭的頭部對(duì)應(yīng)穿過(guò)探測(cè)孔浸在管道內(nèi)部的液體中，超聲探 頭向外呈放射狀分布，超聲探頭負(fù)責(zé)發(fā)射和接收超聲檢測(cè)信號(hào)，若干個(gè)支撐輪 設(shè)置在檢測(cè)裝置殼體上，在前進(jìn)中支撐輪將檢測(cè)裝置支撐在管道的內(nèi)壁上。數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置，包括采集裝置殼體、采集密封艙、控制模塊，其 中采集裝置殼體內(nèi)部設(shè)有采集密封艙，采集密封艙內(nèi)設(shè)有控制模塊，控制模 塊與超聲探頭電連接，控制模塊負(fù)責(zé)控制超聲探頭發(fā)射和接收超聲檢測(cè)信號(hào)， 并采集和存儲(chǔ)超聲檢測(cè)信號(hào)，若干個(gè)支撐輪設(shè)置在采集裝置殼體外側(cè)壁上，在 前進(jìn)中支撐輪將數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置支撐在管道的內(nèi)壁上；活動(dòng)連接裝置兩端分別與采集裝置殼體的一端和檢測(cè)裝置殼體的一端活動(dòng) 連接，用于使超聲波管道檢測(cè)數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置在管道內(nèi)前進(jìn)中時(shí)，檢測(cè)裝 置與數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置可發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)管道的管徑變化及拐彎。所述探測(cè)孔用于固定超聲探頭。所述超聲探頭，其凸出檢測(cè)裝置殼體外的長(zhǎng)度根據(jù)需要設(shè)置，以免與管壁碰撞而損壞o所述超聲探頭，其數(shù)目依照擴(kuò)散后的聲束角將管道內(nèi)表面完全覆蓋的原則進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)超聲探頭之間有10% — 15%的聲束重復(fù)覆蓋率，以保證缺陷的 檢出率，減少漏檢率，從而為達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)采集效果，又不使檢測(cè)裝置1體 積過(guò)大。所述檢測(cè)裝置殼體、采集裝置殼體，均為承壓材料，為不銹鋼材料或特種 塑料材料，以保證本實(shí)施例能夠在液體中通過(guò)液壓差前進(jìn)。所述檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置，其所有組成部件均為溫度耐受性元 器件，適應(yīng)5—8(TC的溫度范圍，以廣泛地適應(yīng)輸送液體的溫度條件，本裝置可 浸沒(méi)在輸送液體中，在沙漠、海底、冰原等環(huán)境條件下。所述檢測(cè)裝置殼體內(nèi)設(shè)有一個(gè)檢測(cè)密封艙，檢測(cè)密封艙內(nèi)設(shè)有姿態(tài)感應(yīng)模塊。所述姿態(tài)感應(yīng)模塊，其負(fù)責(zé)感應(yīng)在前進(jìn)過(guò)程中的姿態(tài)變化，獲得每一個(gè)超 聲探頭的檢測(cè)位置信息，檢測(cè)位置信息包括前進(jìn)的位移位置信息及軸向旋轉(zhuǎn)的 角度位置信息，姿態(tài)感應(yīng)模塊及超聲探頭通過(guò)金屬軟管與控制模塊電連接。所述姿態(tài)感應(yīng)模塊、超聲探頭，均通過(guò)金屬軟管密封保護(hù)的電纜與控制模 塊相連，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)裝置和數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置的密封連接，其所占體積小，具 有一定承壓能力，能夠適應(yīng)檢測(cè)過(guò)程中檢測(cè)裝置和數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置的相對(duì) 扭轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述活動(dòng)連接裝置為萬(wàn)向節(jié)，以允許被連接的檢測(cè)裝置和數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ) 裝置之間的夾角在一定范圍內(nèi)變化，使本裝置能夠在管道內(nèi)自如地前進(jìn)，適應(yīng) 本裝置在管道內(nèi)的微小轉(zhuǎn)動(dòng)和在管道內(nèi)前進(jìn)時(shí)所產(chǎn)生的上下跳動(dòng)所造成的角度 變化。管道由于制造上的誤差、熱脹冷縮或由于內(nèi)部結(jié)垢等原因，管徑并不均勻，為使超聲波管道檢測(cè)數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置在管道中穩(wěn)定前進(jìn)，需在檢測(cè)裝置殼 體和數(shù)據(jù)采集裝置殼體的外側(cè)面上設(shè)置支撐輪。所述支撐輪，包括支撐輪架、彈性部件、輪系，彈性部件設(shè)在支撐輪架的 內(nèi)部，輪系和彈性部件的一端相連，輪系樞接在支撐輪架一端，使支撐輪架自 動(dòng)適應(yīng)管徑的變化，用于在前進(jìn)中將超聲波管道檢測(cè)數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置支撐 在管道的內(nèi)壁上。所述彈性部件為彈簧或橡膠墊片。所述支撐輪，其高度隨管道的管徑變化進(jìn)行調(diào)整。所述控制模塊，負(fù)責(zé)控制超聲發(fā)射與接收，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理， 去掉噪聲，并將數(shù)據(jù)壓縮后再存儲(chǔ)，以減少數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量，適應(yīng)長(zhǎng)距離的檢測(cè)， 以減少存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量和提高壓縮比。本發(fā)明裝置在管道內(nèi)前進(jìn)時(shí)，利用液壓差驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行管道內(nèi)的自動(dòng)檢測(cè)以 及超聲檢測(cè)信號(hào)和超聲探頭的檢測(cè)位置信息的采集與存儲(chǔ)；當(dāng)在管道內(nèi)前進(jìn)檢 測(cè)時(shí)，姿態(tài)感應(yīng)模塊負(fù)責(zé)感應(yīng)獲得每一個(gè)超聲探頭的前進(jìn)中位移位置信息及軸 向旋轉(zhuǎn)的角度位置信息，控制模塊控制超聲探頭對(duì)管壁發(fā)射超聲檢測(cè)信號(hào)后， 超聲探頭首先接收到由管壁內(nèi)表面反射回來(lái)的超聲檢測(cè)信號(hào)，然后超聲探頭又 會(huì)接收到由管壁的外表面反射回來(lái)的超聲檢測(cè)信號(hào)，由管壁內(nèi)表面反射回來(lái)的 超聲檢測(cè)信號(hào)和由管壁的外表面反射回來(lái)的超聲檢測(cè)信號(hào)通過(guò)控制模塊進(jìn)行實(shí) 時(shí)采集，預(yù)處理，壓縮并存儲(chǔ)；本發(fā)明裝置不斷行進(jìn)，完成對(duì)整個(gè)管道的檢測(cè)。本發(fā)明的工作原理為將超聲探頭垂直向管道內(nèi)壁發(fā)射超聲脈沖波，超聲 探頭首先接收到由管壁內(nèi)表面反射的界面回波，然后接收到由管壁外表面反射 的底面回波，計(jì)算出界面回波與底面回波之間的時(shí)間差，由于超聲波在介質(zhì)中 的速度已知，速度與時(shí)間的乘積便可得到管道壁厚值，單個(gè)超聲超聲探頭無(wú)法 進(jìn)行管道的全面檢測(cè)，為了能準(zhǔn)確快速全面的檢測(cè)管道，采用多超聲探頭陣列 的方法來(lái)對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)超聲探頭的聲束角，管道的內(nèi)徑以及管道壁厚 可以確定超聲探頭的數(shù)量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果1、本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 成本低廉、易于實(shí)現(xiàn)、檢測(cè)全面、連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)、能耗低，以及可以進(jìn)行長(zhǎng) 距離檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，所記錄的數(shù)據(jù)通過(guò)離線處理與分析，可以確定缺陷的有無(wú)、性質(zhì)、危害程度和在管道中的位置，為管道維修提供相應(yīng)的依據(jù)；2、本發(fā)明不 需要電纜控制和提供動(dòng)力，可在管道中自動(dòng)進(jìn)行長(zhǎng)距離和大數(shù)據(jù)量的檢測(cè)；3、 本發(fā)明能夠在高溫高壓下工作，以適應(yīng)管道內(nèi)部的復(fù)雜條件；4、本發(fā)明采用可 變高度輪系支撐，能夠適應(yīng)不同的管徑及管徑變化，滿足在線檢測(cè)和定位檢測(cè) 的雙重要求。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的支撐輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明裝置中控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方 案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的 保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。本實(shí)施例適應(yīng)用于內(nèi)徑為300mm的管道，管徑最大允許變形為2.5%如圖1、 2所示，本實(shí)施例包括檢測(cè)裝置l、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置2、活 動(dòng)連接裝置5、支撐輪ll，其中檢測(cè)裝置l包括檢測(cè)裝置殼體14、探測(cè)孔7、超聲探頭16，其中在檢測(cè)裝置殼體14相對(duì)于管道內(nèi)壁的側(cè)壁上設(shè)有若干個(gè)探測(cè)孔7，若干個(gè)超聲探頭 16設(shè)置在檢測(cè)裝置殼體14內(nèi)部，超聲探頭16的頭部對(duì)應(yīng)穿過(guò)探測(cè)孔7浸在管 道內(nèi)部的液體中，超聲探頭16向外呈放射狀分布，超聲探頭16負(fù)責(zé)發(fā)射和接 收超聲檢測(cè)信號(hào)，若干個(gè)支撐輪11設(shè)置在檢測(cè)裝置殼體14上，在前進(jìn)中支撐 輪11將檢測(cè)裝置1支撐在管道的內(nèi)壁上。數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置2，包括采集裝置殼體15、采集密封艙IO、控制模 塊13，其中采集裝置殼體15內(nèi)部設(shè)有采集密封艙10，采集密封艙10內(nèi)設(shè)有 控制模塊13，控制模塊13與超聲探頭16電連接，控制模塊13負(fù)責(zé)控制超聲探 頭16發(fā)射和接收超聲檢測(cè)信號(hào)，并采集和存儲(chǔ)超聲檢測(cè)信號(hào)，若干個(gè)支撐輪ll 設(shè)置在采集裝置殼體15外側(cè)壁上，在前進(jìn)中支撐輪11將數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置2 支撐在管道的內(nèi)壁上；活動(dòng)連接裝置5，其兩端分別與采集裝置殼體15的一端和檢測(cè)裝置殼體14 的一端活動(dòng)連接，用于使本發(fā)明裝置在管道內(nèi)前進(jìn)中時(shí)，檢測(cè)裝置1與數(shù)據(jù)采 集與存儲(chǔ)裝置2可發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)管道的管徑變化及拐彎。所述探測(cè)孔7，用于固定超聲探頭。所述超聲探頭16，其凸出檢測(cè)裝置殼體14外的長(zhǎng)度根據(jù)需要設(shè)置，以免與 管壁碰撞而損壞。所述支撐輪11可隨管徑的變化調(diào)整高度。所述超聲探頭16，其探頭數(shù)目依照擴(kuò)散后的聲束角將管道內(nèi)表面完全覆蓋 的原則進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)超聲探頭16之間有10%_15%的聲束重復(fù)覆蓋率，以保 證缺陷的檢出率，減少漏檢率，從而為達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)采集效果，又不使檢測(cè) 裝置1體積過(guò)大，超聲探頭數(shù)量為32個(gè)到128個(gè)，本實(shí)施例中超聲探頭數(shù)目為 64個(gè)。所述檢測(cè)裝置殼體14、采集裝置殼體，均為承壓材料，為不銹鋼材料或特 種塑料材料，以保證本實(shí)施例能夠在液體中通過(guò)液壓差前進(jìn)，檢測(cè)裝置1以及 超聲探頭16在進(jìn)行管道在線檢測(cè)時(shí)，能承受最大2Mpa的壓力。所述檢測(cè)裝置l、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置2，其所有組成部件均為溫度耐受性 元器件，適應(yīng)5—8(TC的溫度范圍，以廣泛地適應(yīng)輸送液體的溫度條件，可浸沒(méi) 在輸送液體中，另外還適應(yīng)沙漠、海底、冰原等環(huán)境條件。所述檢測(cè)裝置1，其長(zhǎng)度小于等于330mm，以保證檢測(cè)裝置1在管道轉(zhuǎn)彎 處順利通過(guò)，避免卡死在管道內(nèi)。如圖2所示，所述檢測(cè)裝置殼體14內(nèi)設(shè)有一個(gè)檢測(cè)密封艙17，檢測(cè)密封艙 17內(nèi)設(shè)有姿態(tài)感應(yīng)模塊12。所述姿態(tài)感應(yīng)模塊12，其負(fù)責(zé)感應(yīng)在前進(jìn)過(guò)程中的姿態(tài)變化，獲得每一個(gè) 超聲探頭16的檢測(cè)位置信息，檢測(cè)位置信息包括前進(jìn)的位移位置信息及軸向旋 轉(zhuǎn)的角度位置信息，姿態(tài)感應(yīng)模塊12及超聲探頭16通過(guò)金屬軟管6與控制模 塊13電連接。所述姿態(tài)感應(yīng)模塊12、超聲探頭16與控制模塊13之間通過(guò)用金屬軟管密 封保護(hù)的電纜6連接，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)裝置1和數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置2的密封連接， 其所占體積小，具有一定承壓能力，能夠適應(yīng)檢測(cè)過(guò)程中檢測(cè)裝置1和數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置2的相對(duì)扭轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
管道由于制造上的誤差、熱脹冷縮或由于內(nèi)部結(jié)垢等原因，管徑并不均勻， 為使本實(shí)施例裝置在管道中穩(wěn)定前進(jìn)，在檢測(cè)裝置殼體14和采集裝置殼體15 的外側(cè)面上設(shè)置支撐輪ll。
如圖3所示，所述支撐輪ll，包括支撐輪架3、彈性部件9、輪系4，彈性 部件9設(shè)在支撐輪架3的內(nèi)部，輪系4和彈性部件的一端相連，輪系4樞接在 支撐輪架3—端，以使支撐輪架3自動(dòng)適應(yīng)管徑的變化，用于在前進(jìn)中將超聲 波管道檢測(cè)數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置支撐在管道的內(nèi)壁上，單個(gè)支撐輪調(diào)整范圍最 小為土5mm。
所述彈性部件9為彈簧或橡膠墊片。
所述檢測(cè)裝置殼體14和采集裝置殼體15的外側(cè)面均設(shè)有3個(gè)支撐輪。 如圖4所示，所述控制模塊13，負(fù)責(zé)控制超聲發(fā)射與接收，并對(duì)采集到的 數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去掉噪聲，并將數(shù)據(jù)壓縮后再存儲(chǔ)，以減少數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量， 適應(yīng)長(zhǎng)距離的檢測(cè)，以減少存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量和提高壓縮比。
本實(shí)施例工作時(shí)，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)之前，利用模擬管段進(jìn)行記錄測(cè)試和校 準(zhǔn)本實(shí)施例裝置，然后將本裝置投入到管道中，使用油壓差驅(qū)動(dòng)本裝置在管道 內(nèi)行進(jìn)，姿態(tài)感應(yīng)模塊12負(fù)責(zé)感應(yīng)獲得每一個(gè)超聲探頭16的前進(jìn)中位移位置 信息及軸向旋轉(zhuǎn)的角度位置信息，到達(dá)檢測(cè)位置時(shí)，采用無(wú)纜方式進(jìn)行管道內(nèi) 的自動(dòng)檢測(cè)以及數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)。當(dāng)檢測(cè)裝置在管道內(nèi)爬行檢測(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)采集 與存儲(chǔ)裝置2中的控制模塊13控制64個(gè)超聲波探頭16對(duì)管壁發(fā)射一個(gè)脈沖超 聲波后，超聲探頭16首先接收到由管壁的內(nèi)表面反射回來(lái)的超聲波，然后超聲 探頭16又會(huì)接收到由管壁的外表面反射回來(lái)的超聲波，并對(duì)返回的超聲波進(jìn)行 實(shí)時(shí)檢測(cè)，預(yù)處理，壓縮，并進(jìn)行存儲(chǔ)，檢測(cè)裝置1在管道內(nèi)的行進(jìn)速度為 150mm/s，每3mm檢測(cè)一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，檢測(cè)裝置1在管道內(nèi)不斷行進(jìn)，完成對(duì)整 個(gè)管道的檢測(cè)。在檢測(cè)完成后，在線檢測(cè)數(shù)據(jù)可以通過(guò)USB接口與外部計(jì)算機(jī) 連接獲得。
本實(shí)施例具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于實(shí)現(xiàn)、檢測(cè)全面、連續(xù)工作時(shí)間 長(zhǎng)、能耗低，以及可以進(jìn)行長(zhǎng)距離檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，所記錄的數(shù)據(jù)通過(guò)離線處理與 分析，可以確定缺陷的有無(wú)、性質(zhì)、危害程度和在管道中的位置，為管道維修提供相應(yīng)的依據(jù)；本實(shí)施例不需要電纜控制和提供動(dòng)力，可在管道中自動(dòng)進(jìn)行 長(zhǎng)距離和大數(shù)據(jù)量的檢測(cè)；本實(shí)施例能夠在能2Mpa的壓力以及適應(yīng)5—80°C的 溫度環(huán)境下工作，以適應(yīng)管道內(nèi)部的復(fù)雜條件；本實(shí)施例采用可變高度輪系支 撐，能夠適應(yīng)不同的管徑及管徑變化，滿足在線檢測(cè)和定位檢測(cè)的雙重要求。 本實(shí)施例一次可以檢測(cè)采集10km以上的管道數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1、一種管道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè)裝置，其特征在于，包括檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置、活動(dòng)連接裝置、支撐輪，其中檢測(cè)裝置包括檢測(cè)裝置殼體、探測(cè)孔、超聲探頭，其中在檢測(cè)裝置殼體相對(duì)于管道內(nèi)壁的側(cè)壁上設(shè)有若干個(gè)探測(cè)孔，若干個(gè)超聲探頭設(shè)置在檢測(cè)裝置殼體內(nèi)部，超聲探頭的頭部對(duì)應(yīng)穿過(guò)探測(cè)孔浸在管道內(nèi)部的液體中，超聲探頭向外呈放射狀分布，超聲探頭負(fù)責(zé)發(fā)射和接收超聲檢測(cè)信號(hào)，若干個(gè)支撐輪設(shè)置在檢測(cè)裝置殼體上，在前進(jìn)中支撐輪將檢測(cè)裝置支撐在管道的內(nèi)壁上；數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置包括采集裝置殼體、采集密封艙、控制模塊，其中采集裝置殼體內(nèi)部設(shè)有采集密封艙，采集密封艙內(nèi)設(shè)有控制模塊，控制模塊與超聲探頭電連接，控制模塊負(fù)責(zé)控制超聲探頭發(fā)射和接收超聲檢測(cè)信號(hào)，并采集和存儲(chǔ)超聲檢測(cè)信號(hào)，若干個(gè)支撐輪設(shè)置在采集裝置殼體外側(cè)壁上，在前進(jìn)中支撐輪將數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置支撐在管道的內(nèi)壁上；活動(dòng)連接裝置兩端分別與采集裝置殼體的一端和檢測(cè)裝置殼體的一端活動(dòng)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè)裝置，其特征是，所 述檢測(cè)裝置殼體內(nèi)設(shè)有一個(gè)檢測(cè)密封艙，檢測(cè)密封艙內(nèi)設(shè)有姿態(tài)感應(yīng)模塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè)裝置，其特征是，所述姿態(tài)感應(yīng)模塊，其負(fù)責(zé)感應(yīng)在前進(jìn)過(guò)程中的姿態(tài)變化，獲得每一個(gè)超聲探頭 的檢測(cè)位置信息，檢測(cè)位置信息包括前進(jìn)的位移位置信息及軸向旋轉(zhuǎn)的角度位 置信息。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用超聲檢測(cè)法進(jìn)行管道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè)裝置，其特征是，所述姿態(tài)感應(yīng)模塊、超聲探頭，均通過(guò)金屬軟管與控制模塊 電連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用超聲檢測(cè)法進(jìn)行管道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè) 裝置，其特征是，所述姿態(tài)感應(yīng)模塊、超聲探頭，均通過(guò)金屬軟管密封保護(hù)的 電纜與控制模塊相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超聲檢測(cè)法進(jìn)行管道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè) 裝置，其特征是，所述活動(dòng)連接裝置為萬(wàn)向節(jié)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超聲檢測(cè)法進(jìn)行管道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè) 裝置，其特征是，所述支撐輪，包括支撐輪架、彈性部件、輪系，彈性部件設(shè) 在支撐輪架的內(nèi)部，輪系和彈性部件的一端相連，輪系樞接在支撐輪架一端。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超聲檢測(cè)法進(jìn)行管道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè)裝置，其特征是，所述檢測(cè)裝置殼體、采集裝置殼體，均為承壓材料，為不銹 鋼材料或特種塑料材料。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超聲檢測(cè)法進(jìn)行管道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè) 裝置，其特征是，所述檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置，其所有組成部件均為 溫度耐受性元器件。
全文摘要
一種管道檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的管道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置、活動(dòng)連接裝置、支撐輪，檢測(cè)裝置包括檢測(cè)裝置殼體、設(shè)置在檢測(cè)裝置殼體側(cè)壁上的若干探測(cè)孔、若干設(shè)置在檢測(cè)裝置殼體內(nèi)部的超聲探頭，超聲探頭的頭部對(duì)應(yīng)穿過(guò)探測(cè)孔，以及若干設(shè)置在檢測(cè)裝置殼體上的支撐輪；數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置包括采集裝置殼體、設(shè)置在采集裝置殼體內(nèi)部的采集密封艙、設(shè)置在采集密封艙內(nèi)的控制模塊，控制模塊與超聲探頭電連接、若干設(shè)置在采集裝置殼體上的支撐輪，活動(dòng)連接裝置連接到數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)裝置殼體前部與檢測(cè)裝置殼體后部。本實(shí)施例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)全面、連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)、可長(zhǎng)距離檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N29/04GK101221152SQ20081003300
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者孫東昌, 琦 張, 毛義梅, 闕沛文, 雷華明, 黃作英 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)