專利名稱：一種石油輸送管線的超聲檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油輸送管線的超聲檢測(cè)裝置，特別是長(zhǎng)距離石油輸送管線的超聲檢測(cè)裝置。
石油輸送管線經(jīng)長(zhǎng)期使用，其管壁受沖刷、腐蝕以致減薄，常常發(fā)生泄漏事故。一旦發(fā)生泄漏事故，不僅造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，且會(huì)污染環(huán)境、影響生態(tài)。為防止泄漏事故的發(fā)生，需對(duì)輸送管線作定期的在線檢測(cè)。現(xiàn)行的方法之一為超聲法檢測(cè)，即利用超聲探頭對(duì)管壁發(fā)出一個(gè)超聲脈沖后，先后接收由管壁內(nèi)表面和外表面反射回的脈沖波，這兩個(gè)脈沖波之間的間距值就反映了管壁的厚度信息，再經(jīng)信號(hào)處理則可獲得管壁厚度的實(shí)際狀況。利用該方法研制的超聲檢測(cè)裝置，如美國(guó)專利4964059公開(kāi)的一種超聲檢測(cè)裝置，它包括陣列式探頭體、儀器倉(cāng)、電源倉(cāng)、計(jì)程器，陣列式探頭體的四周裝有諸多超聲探頭，儀器倉(cāng)內(nèi)裝有用于發(fā)射、接收超聲信號(hào)的超聲信號(hào)處理儀、檢測(cè)數(shù)據(jù)處理儀以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，電源倉(cāng)內(nèi)裝電池作供電之用，計(jì)程器記錄檢測(cè)裝置行進(jìn)的距離，儀器倉(cāng)與電源倉(cāng)之間通過(guò)萬(wàn)向節(jié)連接。該裝置的不足之處是探頭體在石油輸送管線內(nèi)隨裝置作直線移動(dòng)，則需裝在陣列式探頭體上的超聲探頭數(shù)目較多，使設(shè)備成本高。
本發(fā)明的目的是提供一種石油輸送管線的超聲檢測(cè)裝置，采用探頭盤旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行檢測(cè)，以減少超聲探頭的數(shù)量、降低裝置造價(jià)，提高裝置的性能/價(jià)格比。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括儀器倉(cāng)、電源倉(cāng)、計(jì)程、清管倉(cāng)、皮碗、萬(wàn)向節(jié)、探頭盤、溫度探頭和超聲探頭，儀器倉(cāng)內(nèi)裝有用于發(fā)射、接收超聲信號(hào)的超聲信號(hào)處理儀、檢測(cè)數(shù)據(jù)處理儀以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，電源倉(cāng)內(nèi)裝有供各儀器使用的電池，計(jì)程、清管倉(cāng)的倉(cāng)內(nèi)裝有低頻電磁收/發(fā)儀，以接收管道外發(fā)射的定位信號(hào)，在倉(cāng)外裝有帶霍爾傳感器的里程輪，溫度探頭和超聲探頭分別裝在探頭盤上，其特征在于還包括電機(jī)倉(cāng)和電源倉(cāng)，電機(jī)倉(cāng)裝有電機(jī)，探頭盤連接在電機(jī)的輸出軸上，電源倉(cāng)內(nèi)裝有供驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電池，電機(jī)倉(cāng)、電池倉(cāng)、儀器倉(cāng)、電池倉(cāng)和計(jì)程、清管倉(cāng)依次分別由萬(wàn)向節(jié)和裝有導(dǎo)線的導(dǎo)線管相互連接，在每個(gè)倉(cāng)的兩端分別裝有皮碗。使用時(shí)，本裝置放在被測(cè)管道內(nèi)，在皮碗的作用下支撐起本裝置，同時(shí)在被測(cè)管道內(nèi)油壓的作用下帶動(dòng)本裝置向前移動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)時(shí)，探頭盤在電機(jī)輸出軸的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)超聲探頭做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，超聲探頭對(duì)管壁發(fā)出一個(gè)超聲脈沖后，超聲探頭首先接收到由管壁的內(nèi)表面反射回的脈沖波，然后又會(huì)接收到由管壁的外表面反射回的脈沖波，這兩個(gè)脈沖之間的間距值即反映了管壁厚度的超聲信號(hào)，該超聲信號(hào)經(jīng)超聲信號(hào)處理儀和檢測(cè)數(shù)據(jù)處理儀處理后存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，待檢測(cè)完畢對(duì)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的信號(hào)分析即可得知管壁實(shí)際狀況。
本發(fā)明由于比原有的超聲檢測(cè)裝置增加了電機(jī)倉(cāng)和電源倉(cāng)，使連接在電機(jī)輸出軸上的探頭盤帶動(dòng)超聲探頭做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)超聲探頭運(yùn)行的軌跡是一條螺旋線，多個(gè)探頭就形成了一個(gè)螺旋帶，調(diào)節(jié)檢測(cè)裝置在管道內(nèi)的行進(jìn)速度及探頭盤的旋轉(zhuǎn)速度，就能使螺旋狀的掃描帶覆蓋整個(gè)被測(cè)管道的內(nèi)表面，解決了因超聲探頭直線運(yùn)動(dòng)而引起的數(shù)量較多、成本高的問(wèn)題，提高裝置的性能/價(jià)格比。
下面給出本發(fā)明的實(shí)施例及附圖，并作進(jìn)一步說(shuō)明

圖1為本發(fā)明在管道內(nèi)的主視圖；圖2為本發(fā)明電機(jī)倉(cāng)和探頭盤的剖示視圖。
按圖1所示，儀器倉(cāng)8、9內(nèi)裝有用于發(fā)射、接收超聲信號(hào)的超聲信號(hào)處理儀、檢測(cè)數(shù)據(jù)處理儀以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。電源倉(cāng)11內(nèi)裝有供各儀器使用的電池。計(jì)程、清管倉(cāng)13的倉(cāng)內(nèi)裝有低頻電磁收/發(fā)儀，以接收管道外發(fā)射的定位信號(hào)，在倉(cāng)外裝有帶霍爾傳感器的里程輪12。四個(gè)超聲探頭3和一個(gè)溫度探頭1裝在探頭盤2上，電機(jī)倉(cāng)5內(nèi)裝有電機(jī)，探頭盤2固定在電機(jī)的輸出軸上，電機(jī)的輸出軸與電機(jī)倉(cāng)5的倉(cāng)體之間裝有密封件4。電源倉(cāng)6內(nèi)裝有供驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電池。電機(jī)倉(cāng)5、電池倉(cāng)6、儀器倉(cāng)8、9、電池倉(cāng)11和計(jì)程、清管倉(cāng)13依次分別由萬(wàn)向節(jié)10和裝有導(dǎo)線的導(dǎo)線管7相互連接，萬(wàn)向節(jié)10可避免裝置通過(guò)具有一定曲率的管道時(shí)被卡住的現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)線管7內(nèi)的導(dǎo)線輸送電源和信號(hào)。在每個(gè)倉(cāng)的兩端分別裝有皮碗14。使用時(shí)，本裝置放在被測(cè)管道內(nèi)，計(jì)程、清管倉(cāng)13處于前面，皮碗14既可支撐起本裝置又可刮去管壁上的油垢，同時(shí)又能在被測(cè)管道內(nèi)油壓的作用下帶動(dòng)本裝置向前移動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)時(shí)，探頭盤2在電機(jī)輸出軸的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)超聲探頭3做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，超聲信號(hào)處理儀通過(guò)超聲探頭3對(duì)管壁發(fā)出一個(gè)超聲脈沖后，超聲探頭3首先接收到由管壁的內(nèi)表面反射回的脈沖波，然后又會(huì)接收到由管壁的外表面反射回的脈沖波，這兩個(gè)脈沖之間的間距值即反映了管壁的厚度，并經(jīng)超聲探頭3送入超聲信號(hào)處理儀，由超聲信號(hào)處理儀作放大和整形處理，再送入檢測(cè)數(shù)據(jù)處理儀作A/D處理，最后存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。溫度探頭1，用于測(cè)量管道內(nèi)的油溫，以便在數(shù)據(jù)分析中排除溫度的影響。待檢測(cè)完畢后，對(duì)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，便可得知管壁的腐蝕情況。計(jì)程、清管倉(cāng)13的倉(cāng)內(nèi)裝有低頻電磁收/發(fā)儀，可接收地面操作人員發(fā)出的控制指令，若當(dāng)本裝置被卡在管道內(nèi)即里程輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也可向地面操作人員發(fā)出信號(hào)，以便確定裝置所處的位置并排除故障。
按圖2所示，電機(jī)倉(cāng)由倉(cāng)體114、電機(jī)113、導(dǎo)線112、電機(jī)架111、導(dǎo)電滑環(huán)110、滑環(huán)安裝盤109、倉(cāng)體蓋108、軸承107、輸出軸106、壓板105、皮碗14、密封件4組成。在倉(cāng)體114的兩端分別裝有壓板105、皮碗14、倉(cāng)體蓋108。電機(jī)113固定在位于倉(cāng)體114內(nèi)的電機(jī)架111上，電機(jī)架111固定在倉(cāng)體114一端的倉(cāng)體蓋108上，在電機(jī)架111內(nèi)的輸出軸106上裝有由內(nèi)、外套構(gòu)成的導(dǎo)電滑環(huán)110和滑環(huán)安裝盤109，導(dǎo)電滑環(huán)110起信號(hào)耦合作用，其內(nèi)套通過(guò)螺釘固定在滑環(huán)安裝盤109上，滑環(huán)安裝盤109通過(guò)鍵與輸出軸106相連接，外套通過(guò)螺釘固定在電機(jī)架111上。當(dāng)輸出軸106旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)電滑環(huán)110的內(nèi)套也隨其旋轉(zhuǎn)，信號(hào)可從外套與內(nèi)套之間的電刷由內(nèi)套傳至外套，然后由連接外套的導(dǎo)線送至儀器倉(cāng)，同時(shí)信號(hào)也可從外套傳至內(nèi)套。在倉(cāng)體蓋108與輸出軸106之間以及電機(jī)架111與輸出軸106之間分別裝有軸承107，以支承輸出軸106。密封件4裝在壓板105和輸出軸106上，以防管道內(nèi)的油液進(jìn)入倉(cāng)體114內(nèi)。探頭盤2安裝在輸出軸106上，在探頭盤2上分別裝有四個(gè)超聲探頭3和一個(gè)溫度探頭1。輸出軸106中間開(kāi)有孔，并裝有連接超聲探頭3和溫度探頭1的信號(hào)線。檢測(cè)時(shí)，本裝置向前行進(jìn)，電機(jī)113驅(qū)動(dòng)輸出軸106使探頭盤2轉(zhuǎn)動(dòng)，裝在探頭盤2上每個(gè)超聲探頭3的運(yùn)行軌跡都是一條螺旋線，四個(gè)超聲探頭3就構(gòu)成一個(gè)螺旋帶，合理地調(diào)節(jié)本裝置行進(jìn)速度及探頭盤2的旋轉(zhuǎn)速度，就能使螺旋狀的掃描帶覆蓋整個(gè)被測(cè)管道的內(nèi)表面，即可完成對(duì)整段管線的檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種石油輸送管線的超聲檢測(cè)裝置，包括儀器倉(cāng)8、9、電源倉(cāng)11、計(jì)程、清管倉(cāng)13、皮碗14、萬(wàn)向節(jié)10、探頭盤2、溫度探頭1和超聲探頭3，儀器倉(cāng)8、9內(nèi)裝有用于發(fā)射、接收超聲信號(hào)的超聲信號(hào)處理儀、檢測(cè)數(shù)據(jù)處理儀以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，電源倉(cāng)11內(nèi)裝有供各儀器使用的電池，計(jì)程、清管倉(cāng)13的倉(cāng)內(nèi)裝有低頻電磁收/發(fā)儀，在倉(cāng)外裝有帶霍爾傳感器的里程輪12，溫度探頭1和超聲探頭2分別裝在探頭盤2上，其特征在于還包括電機(jī)倉(cāng)5和電源倉(cāng)6，電機(jī)倉(cāng)5裝有電機(jī)，探頭盤2連接在電機(jī)的輸出軸上，電源倉(cāng)6內(nèi)裝有供驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電池，電機(jī)倉(cāng)5、電池倉(cāng)6、儀器倉(cāng)8、9、電池倉(cāng)11和計(jì)程、清管倉(cāng)13依次分別由萬(wàn)向節(jié)10和導(dǎo)線管7相互連接，在每個(gè)倉(cāng)的兩端均分別裝有皮碗14。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油輸送管線的超聲檢測(cè)裝置，其特征在于電機(jī)倉(cāng)由倉(cāng)體114、電機(jī)113、導(dǎo)線112、電機(jī)架111、導(dǎo)電滑環(huán)110、滑環(huán)安裝盤109、倉(cāng)體蓋108、軸承107、輸出軸106、壓板105、皮碗14、密封件4組成，在倉(cāng)體114的兩端分別裝有壓板105、皮碗14、倉(cāng)體蓋108，電機(jī)113固定在位于倉(cāng)體114內(nèi)的電機(jī)架111上，電機(jī)架111固定在倉(cāng)體114一端的倉(cāng)體蓋108上，在電機(jī)架111內(nèi)的輸出軸106上裝有由內(nèi)、外套構(gòu)成的導(dǎo)電滑環(huán)110和滑環(huán)安裝盤109，導(dǎo)電滑環(huán)110的內(nèi)套通過(guò)螺釘固定在滑環(huán)安裝盤109上，滑環(huán)安裝盤109通過(guò)鍵與輸出軸106相連接，外套通過(guò)螺釘固定在電機(jī)架111上，在倉(cāng)體蓋108與輸出軸106之間以及電機(jī)架111與輸出軸106之間分別裝有軸承107，密封件4裝在壓板105和輸出軸106上，探頭盤2安裝在輸出軸106上，在探頭盤2上分別裝有四個(gè)超聲探頭3和一個(gè)溫度探頭1，輸出軸106中間開(kāi)有孔，并裝有連接超聲探頭3和溫度探頭1的信號(hào)線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種石油輸送管線的超聲檢測(cè)裝置,特別是長(zhǎng)距離石油輸送管線的超聲檢測(cè)裝置。由電機(jī)倉(cāng)、儀器倉(cāng)、電源倉(cāng)、計(jì)程、清管倉(cāng)、皮碗、萬(wàn)向節(jié)、探頭盤、溫度和超聲探頭組成。當(dāng)檢測(cè)中探頭盤轉(zhuǎn)動(dòng),探頭先發(fā)出超聲信號(hào),再先后接收由管壁的內(nèi)、外表面反射回的信號(hào),該信號(hào)經(jīng)處理、存儲(chǔ),待檢測(cè)完對(duì)存儲(chǔ)的信號(hào)分析可得知管壁腐蝕狀況。本裝置的優(yōu)點(diǎn)是:減少超聲探頭的數(shù)量、降低造價(jià),提高裝置的性能/價(jià)格比。
文檔編號(hào)G01N29/04GK1370989SQ0110543
公開(kāi)日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月27日
發(fā)明者周明, 朱敬德, 吳家麟 申請(qǐng)人:上海大學(xué)