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一種管道螺旋測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種管道螺旋測量裝置，它包括扶正器、基架、探針、位移傳感器、陀螺儀、采集電路，裝置兩端設(shè)有扶正器，探針鉸接于基架上，并繞鉸接處旋轉(zhuǎn)，每個(gè)探針與位移傳感器鉸接，陀螺儀安裝在裝置的中心軸線上，位移傳感器和陀螺儀均連接在采集電路上；整個(gè)裝置在外部驅(qū)動(dòng)力的作用下在管道內(nèi)螺旋運(yùn)動(dòng)，探針觸碰管道內(nèi)壁，與探針鉸接的位移傳感器測量探針的徑向位移，陀螺儀測量整個(gè)裝置螺旋運(yùn)動(dòng)的角位移，測量電路將位移傳感器和陀螺儀的數(shù)據(jù)傳輸給采集裝置，完成管道數(shù)據(jù)的測量工作。本發(fā)明的有益之處在于采用螺旋運(yùn)動(dòng)的方式測量，測量獲得的數(shù)據(jù)量大，對(duì)管道內(nèi)壁的描繪更精確；使用的測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。
【專利說明】一種管道螺旋測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管道測量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種管道螺旋測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]管道是輸送液體和氣體最為安全有效的方式。隨著我國市政管道、長距離油氣輸送管道的建設(shè)，管道的施工、維護(hù)等問題日益嚴(yán)重，尤其對(duì)于長距離輸送管道，在施工時(shí)對(duì)管線的定位以及管道內(nèi)徑的檢測變得尤為重要。在長距離管線鋪裝完成后，對(duì)管道各部分內(nèi)徑進(jìn)行精確的測量作業(yè)勢在必行，應(yīng)當(dāng)采用相應(yīng)的長距離管道測量設(shè)備和技術(shù)完成這些測量任務(wù)。目前，對(duì)于管道內(nèi)部測量較為普遍的觀點(diǎn)是激光內(nèi)徑測量和接觸多爪式內(nèi)徑測量。如中國專利CN103398665A公開一種內(nèi)徑測量管道機(jī)器人，它使用激光測量裝置，采用沿管道軸線方向運(yùn)動(dòng)方式，通過測量間隔的管道圓周對(duì)管道數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。但此種管道測量技術(shù)使用激光測量設(shè)備使整套系統(tǒng)可靠性差，不能適應(yīng)諸如油氣輸送管道或油氣井測井作業(yè)時(shí)復(fù)雜的含有氣態(tài)液態(tài)固態(tài)混合的物理環(huán)境?，F(xiàn)有的另一種測井儀器，如中國專利CN202596721U公開一種四十臂井徑儀，測量方式是由四十個(gè)測量臂在管道中與管壁接觸，沿管道軸線方向運(yùn)動(dòng)來測量井或管道數(shù)據(jù)。然而這種測量技術(shù)使用的測量臂多，對(duì)傳感器一致性要求高，可靠性差，維護(hù)難度高。本發(fā)明提出了一種全新的螺旋測量管道數(shù)據(jù)的裝置和方法。該裝置在外部驅(qū)動(dòng)力的作用下在管道內(nèi)螺旋運(yùn)動(dòng)，裝置在測量過程中形成螺旋線軌跡，這些管道內(nèi)測得的數(shù)據(jù)，通過與標(biāo)準(zhǔn)管的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而描繪出管道內(nèi)的真實(shí)情況。該種測量裝置有別于傳統(tǒng)的直線方式的測量。螺旋測量相對(duì)于直線測量在測量效果方面相比，能夠在保證快速測量的情況下，極大地增加了測量覆蓋面，一次得到多條螺旋線軌跡用于描述管道內(nèi)壁情況，使管道數(shù)據(jù)更加連續(xù)和精確；在可靠性方面，本發(fā)明使用探針對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行物理接觸，相對(duì)于激光測量，不會(huì)因?yàn)楣艿纼?nèi)部液態(tài)和氣態(tài)的物理環(huán)境產(chǎn)生折射而造成誤差，也區(qū)別于傳統(tǒng)的多臂井徑測量裝置，裝置更加簡單，可靠性更高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明涉及一種管道螺旋測量裝置，其目的在于:使用簡單的測量機(jī)構(gòu)、螺旋運(yùn)動(dòng)的測量方式，使測量點(diǎn)覆蓋面更廣，測量過程精確高效，并且克服管道內(nèi)復(fù)雜的物理環(huán)境，達(dá)到很高的可靠性。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)形式來實(shí)現(xiàn):一種管道螺旋測量裝置，主要包括扶正器、基架、探針、位移傳感器、陀螺儀、采集電路，其特征在于:扶正器固定在裝置的兩端，探針均勻鉸接在基架的徑向上，位移傳感器與探針鉸接，陀螺儀設(shè)置于基架的中心軸線上；進(jìn)行管道測量工作時(shí)，每個(gè)探針與管道內(nèi)壁相接觸形成連貫的螺旋線軌跡，與探針鉸接的位移傳感器測量出管道的徑向位移，位移傳感器將數(shù)據(jù)傳輸給采集電路；與此同時(shí)，陀螺儀測量出整個(gè)裝置的角位移，并將角位移數(shù)據(jù)傳輸給采集電路，最終由采集電路通過有線或無線通訊將管道數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)。
[0005]所述的扶正器的扶正輪可與管道軸線呈0°至90°任意角度，扶正器在外力驅(qū)動(dòng)下，能帶動(dòng)基架運(yùn)動(dòng)，從而使整個(gè)裝置在管道內(nèi)螺旋運(yùn)動(dòng)。
[0006]所述的位移傳感器裝有復(fù)位彈簧可使探針與管壁緊密接觸，位移傳感器安裝在基架上且與探針在同一個(gè)運(yùn)動(dòng)平面上。
[0007]所述的基架上還設(shè)置有采集電路，與位移傳感器和陀螺儀相連。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:該管道螺旋測量裝置能夠一次得到多條連續(xù)精確的用于描述管道內(nèi)壁數(shù)據(jù)螺旋線軌跡，高效高質(zhì)完成管道測量任務(wù)，該裝置成本低，可靠性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為一種管道螺旋測量裝置示意圖。
[0010]圖2為一種管道螺旋測量裝置形成螺旋測量曲線示意圖。
[0011]圖3為一種管道螺旋測量裝置的位移傳感器示意圖。
[0012]圖4為一種管道螺旋測量裝置的電路框圖。
[0013]圖中:1.扶正器，2.基架，3.探針，4.位移傳感器，5.陀螺儀，6.采集電路，7.螺旋線軌跡，8.管道。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于以下所述:
[0015]如圖1所示，一種管道螺旋測量裝置，主要包括扶正器1、基架2、探針3、位移傳感器4、陀螺儀5、采集電路6，扶正器I固定在裝置的兩端并分別與基架2、采集電路6的左端和右端連接，探針3鉸接在基架2上，探針3繞鉸接處轉(zhuǎn)動(dòng)，陀螺儀5安裝在裝置的中心軸線上，位移傳感器4與探針3相鉸接，位移傳感器4和陀螺儀5將數(shù)據(jù)傳輸給采集電路6。進(jìn)行管道測量工作時(shí)，整個(gè)裝置在外部驅(qū)動(dòng)力的作用下在管道內(nèi)螺旋運(yùn)動(dòng)，每個(gè)探針3與管道內(nèi)壁相接觸形成連貫的螺旋線軌跡，與探針3鉸接的位移傳感器4測量出管道的徑向位移，位移傳感器再將數(shù)據(jù)傳輸給采集電路6，與此同時(shí)，陀螺儀5測量出整個(gè)裝置螺旋運(yùn)動(dòng)的角位移，并將角位移數(shù)據(jù)傳輸給采集電路，最終由采集電路6通過無線通訊將管道數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)。
[0016]如圖2所示，探針3固定在基架2上，能夠復(fù)位并且與位移傳感器4保持接觸，并隨時(shí)將徑向位移變化傳輸給位移傳感器4，位移傳感器4測量徑向位移數(shù)據(jù)并傳給采集電路6 ;每個(gè)探針3能夠形成一條螺旋線軌跡7用于連續(xù)而精確地描述管道數(shù)據(jù)，用管道內(nèi)測得的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)管的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，描繪出管道內(nèi)的真實(shí)情況。所述扶正器I固定在整個(gè)裝置的兩端，與管道8相接觸，起到定心作用，使測量裝置始終與管道8同軸。
[0017]如圖3所示，復(fù)位彈簧安裝在位移傳感器上，位移傳感器右端固定在基架上，其左端與探針鉸接，復(fù)位彈簧可使探針時(shí)刻保持與管壁緊密接觸。
[0018]如圖4所示，位移傳感器和陀螺儀分別測量裝置的徑向位移和角位移并傳輸給采集電路，采集電路通過無線通訊將管道數(shù)據(jù)傳輸出來。
【權(quán)利要求】
1.一種管道螺旋測量裝置，主要包括扶正器(I)、基架(2)、探針(3)、位移傳感器(4)、陀螺儀(5)、采集電路(6)，其特征在于:扶正器(I)固定在裝置的兩端，探針(3)均勻鉸接在基架(2)的徑向上，位移傳感器(4)與探針(3)鉸接，陀螺儀(5)設(shè)置于基架(2)的中心軸線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道螺旋測量裝置，其特征在于:扶正器(I)的扶正輪可與管道軸線呈0°至90°任意角度，扶正器(I)在外力驅(qū)動(dòng)下，能帶動(dòng)基架(2)運(yùn)動(dòng)，從而使整個(gè)裝置在管道內(nèi)螺旋運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道螺旋測量裝置，其特征在于:位移傳感器(4)裝有復(fù)位彈簧可使探針(3)與管壁緊密接觸，位移傳感器(4)安裝在基架(2)上且與探針(3)在同一個(gè)運(yùn)動(dòng)平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道螺旋測量裝置，其特征在于:基架(2)上還設(shè)置有采集電路(6 )，與位移傳感器(4 )和陀螺儀(5 )相連。
【文檔編號(hào)】G01B21/14GK103837118SQ201410105662
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】劉清友, 張書揚(yáng), 任濤 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)