基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，包括位于油气管道内的内检测器和位于油气管道外的地面标记器，内检测器包括驱动系统、漏磁检测系统、速度控制系统、里程测量系统和低频发射系统，驱动系统、漏磁检测系统、速度控制系统、里程测量系统和低频发射系统相对固定安装在一起，地面标记器至少包括一个低频接收系统；低频发射系统用于将漏磁检测系统获得检测结果发送到油气管道外，低频接收系统用于接收低频发射系统发出的低频电磁脉冲信号。本发明能够及时获得管道检测器的检测数据，且及时对检测数据进行分析，从而更快地确定管道缺陷状况。
【专利说明】基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油气管道缺陷检测装置，特别涉及一种基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置。
【背景技术】
[0002]油气长输管道在使用过程中由于腐蚀、裂纹及损坏等原因，会造成油气泄露，泄露出来的油气不仅会污染长输管道周围环境，而且还有可能发生燃烧、爆炸等安全事故；因此，油气长输管道泄露会造成巨大的经济损失，在实际工作中需要定期对油气长输管道进行检测以确保油气输送管道的安全、可靠。
[0003]到目前为止，人们已经研究开发出超声法、漏磁法、管内电视摄像法、远场涡流法和弹性波法等不同技术原理的管道在线检测器。在油气长输管道的检测中，漏磁法是较为广泛应用的一种管道缺陷检测方面；其是借助于高精度的漏磁、先进的信号处理和数据存储系统，然后利用地面分析设备对检测结果进行分心，得出管道内各种缺陷和损伤状态参量的数据。管道漏磁检测的基本原理是:利用磁体和钢刷将磁力施加在管道上，钢刷的自由端与管道内壁接触，管道内壁在外磁场作用下被磁化，如果管道内壁没有缺陷，则磁力线分布很规则；如果管道内壁有缺陷，则会导致磁阻发生变化，磁导率变化导致磁力线弯曲，原来管道内壁的一部分磁力线泄漏出管道壁形成漏磁；管道漏磁场内检测传感器探测到漏磁场之后会产生相应的感应信号，感应信号经处理后存储起来，最后经过数据分析系统找出油气长输管道的缺陷位置和缺陷的严重程度，从而指导管道修复施工人员对管道进行开挖、修复作业。
[0004]现有的管道漏磁内检测器已经广泛应用于油气长输管道的检测中。但是，现有技术中的管道漏磁内检测器存在如下技术缺陷:1、功耗较大，对电源电池容量要求高，如果电源电池质量可靠性差，检测过程中有可能发生断电，这样就不能继续对管道进行检测，需要从管道内取出之后重新更换电源电池，这会给管道检测工作带来很多麻烦；2、管道检测器本身具有存储功能，检测器在管道内运行过程中，从管道外部无法获得检测数据，只有等到检测结束后把检测器从管道内取出来，才能获得检测数据，然后再对检测数据进行分析。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够及时获得管道检测器的检测数据，且及时对检测数据进行分析，从而更快地确定管道缺陷状况的基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，其特征在于，包括位于油气管道内的内检测器和位于油气管道外的地面标记器，内检测器包括驱动系统、漏磁检测系统、速度控制系统、里程测量系统和低频发射系统，驱动系统、漏磁检测系统、速度控制系统、里程测量系统和低频发射系统相对固定安装在一起，地面标记器包括一个低频接收系统和一个多模组合定位系统；驱动系统依靠其两侧的油气压力差带动漏磁检测系统、速度控制系统、里程测量系统和低频发射系统一起在油气管道内运行，漏磁检测系统对油气管道管壁进行磁化并测量漏磁通，速度控制系统用于调节内检测器在油气管道内的运行速度，里程测量系统用于测量内检测器在油气管道内运行的距离，低频发射系统用于将漏磁检测系统获得检测结果发送到油气管道外，低频接收系统用于接收低频发射系统发出的低频电磁脉冲信号。
[0007]本发明基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置的有益效果是:
[0008]1、在钢刷经过管道内壁上的附着物或者腐蚀点时，能够有效地减小钢刷前进的阻力，防止由于钢刷上的钢丝与管道内壁附着物或腐蚀点发生勾拉而导致钢丝被拔出。
[0009]2、橡胶皮碗在经过接头、管道壁厚变化以及阀门等处时能够自动排除阻力而带动检测器继续运行，避免管道停输或发生爆管。
[0010]3、能够有效地防止管道内杂物缠绕里程轮，避免滚轮打滑，使得技术人员能够更加精确地计算出检测器前进的距离。
[0011]4、能够大大降低滚轮磨损导致直径变化以及行进过程中里程轮发生打滑而带来的里程测量误差，使得管道缺陷检测人员能够精确定位管道缺陷位置。
[0012]5、驱动系统的刚性高、机械强度大且能够顺利通过弯管或焊缝，驱动皮碗不容易打翻，并且驱动皮碗在通过弯管或焊缝时能够比较容易地向碗口方向发生形变，可有效地避免管道漏磁场内检测驱动装置堵塞管道而导致的爆管事故发生。
[0013]6、速度控制系统能够有效地降低管道漏磁内检测器运行速度，防止管道漏磁内检测器运行速度过快，避免出现管道壁磁化不充分、各种传感器机械振动噪声较大、信息处理和数据记录速度跟不上等情况，减小检测数据丢失及缺陷漏检的几率，提高缺陷检测精度，保证检测效果。
[0014]7、能够提高管道缺陷检测的准确性、有效地避免发生漏检。
[0015]8、能够及时获得管道检测器的检测数据，且及时对检测数据进行分析，从而更快地确定管道缺陷状况。
[0016]9、北斗二代导航卫星信号不好的地方，可以自动切换到其他卫星系统进行导航定位，彻底仅仅依赖一种卫星导航系统对地面标记器进行精确定位；同时，由于首选利用北斗二代导航卫星信号，也可以有效地避免我国长输油气管道数据过多地暴漏，符合长输油气管道的国家安全战略。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1-1为本发明适用于管道漏磁内检测的钢刷的钢束安装在钢束座上的结构示意图；
[0018]图1-2为本发明适用于管道漏磁内检测的钢刷的钢丝的结构示意图；
[0019]图1-3为本发明适用于管道漏磁内检测的钢刷的钢丝的另一种结构示意图；
[0020]图1-4为本发明适用于管道漏磁内检测的钢刷的结构示意图。
[0021]图中:1-1-钢束，1-2-钢束座，1-3-固定钢板，1-4-钢丝，1-41-直立段，1-42-弯曲导向段，1-43-管壁贴合接触段，1-5-钢刷。
[0022]图2-1为本发明适用于管道漏磁内检测的橡胶皮碗装置的橡胶皮碗的结构示意图；[0023]图2-2为本发明适用于管道漏磁内检测的橡胶皮碗装置的结构示意图。
[0024]图中:2-1-橡胶皮碗，2-2-碗底，2-3-碗壁，2-4-碗沿，2-5-—级排阻凹槽，
2-6-二级排阻凹槽，2-7-排阻架，2-8-环形排阻盘，2-9-排阻压缩弹簧，2-10-三级排阻凹槽。
[0025]图3-1为本发明油气管道缺陷检测北斗定位系统的里程轮的结构示意图；
[0026]图3-2为本发明油气管道缺陷检测北斗定位系统的里程轮的滚轮的滚动面结构示意图；
[0027]图3-3为本发明油气管道缺陷检测北斗定位系统的里程轮的滚轮的剖面结构示意图。
[0028]图中:4-8-滚轮，4-9-滚轮安装座，4-10-滚轮轴，4-11-轴承，3-5-环形凹槽，
3-6-左防缠绕盖，3-7-右防缠绕盖，4-12-左支撑臂，4-13-右支撑臂，3-10-V形凹槽。
[0029]图4-1为本发明管道漏磁内检测里程测量装置的原理结构示意图；
[0030]图4-2为本发明管道漏磁内检测里程测量装置的里程轮的结构示意图；
[0031]图4-3为图4-2所示滚轮的左视结构示意图；
[0032]图4-4为本发明管道漏磁内检测里程测量装置的里程测量原理示意图。
[0033]图中:4-1-地面标记器；4-2_脉冲发生器；4-3_计数器；6_13_里程轮；4_5_管道；4-6_磁铁；4-7_霍尔传感器；4-8_滚轮；4-9_滚轮安装座；4-10_滚轮轴；4_11_轴承；
4-12-左支撑臂；4-13_右支撑臂；4-14_透磁孔；4_15_凹槽，4_16_螺栓，4_17_防护盖，
4-18-管道漏磁内检测器；4-19_管道缺陷位置。
[0034]图5-1为本发明管道漏磁场内检测驱动装置的结构示意图；
[0035]图5-2为本发明管道漏磁场内检测驱动装置的前橡胶驱动皮碗和后橡胶驱动皮碗的结构示意图；
[0036]图5-3为图5-2所示A部放大结构示意图。
[0037]图中:5-1-防撞头；5-2_前橡胶驱动皮碗；5-3_前钢刷；5_4_磁铁芯；
[0038]5-5-探头机构；5_6_磁铁；5_7_后钢刷；5_8_后橡胶驱动皮碗；5_9_安装壳体；
5-10-碗底；5-11_碗壁；5-12_—级圆台筒形碗壁；5-13_二级圆台筒形碗壁；5_14_三级圆台筒形碗壁；5-15_万向节，5-16-环形橡胶刮板。
[0039]图6-1为本发明管道漏磁内检测速度控制装置的结构示意图；
[0040]图6-2为本发明管道漏磁内检测速度控制装置的单向阀处于泄流状态的结构示意图；
[0041]图6-3为本发明管道漏磁内检测速度控制装置的单向阀处于关闭状态的结构示意图。
[0042]图中:6-1-驱动系统；6-2_高压流体；6-3_低压流体；6_4_阀体；6_5_弹性部件；
6-6-浮动封堵球；6-7_盲孔；6-8_泄流通道；6-9_开口端；6_10_发电机；6_11_电磁阀；
6-12-控制器，6-13-里程轮，6-14-单向阀。
[0043]图7-1为本发明管道漏磁内检测传感器的结构示意图；
[0044]图7-2为本发明管道漏磁内检测传感器的三向霍尔传感器阵列布局图；
[0045]图7-3为本发明管道漏磁内检测传感器的控制单元电路板的结构示意图。
[0046]图中:7-1-安装壳体，7-2-左磁铁，7-3-右磁铁，7-4-霍尔传感器安装基座，7-5-第一斜护板，7-6-第二斜护板，7-7-霍尔传感器盖板，7-8-霍尔传感器安装底板，
7-9-三向霍尔传感器，7-10-控制单元电路板，7-11-模拟开关，7-12-电压跟随器，7_13_低通滤波器，7-14-A / D转换器，7-15-DSP数据处理器，7-16-管道缺陷数据存储器，X-第一组霍尔传感器，Y-第二组霍尔传感器，Z-第三组霍尔传感器。
[0047]图8-1为本发明管道漏磁内检测低频发射接收装置的结构示意图；
[0048]图8-2为本发明管道漏磁内检测低频发射接收装置的低频电磁脉冲发射器和供电单元的原理框图；
[0049]图8-3为本发明管道漏磁内检测低频发射接收装置的被测管道外部的原理框图。
[0050]图中:7-15_DSP数据处理器，8-2-低频电磁脉冲发射器，8-3-磁感应接收天线，
8-4-数据解压缩及数据分析单元，8-5-单片机，8-6-漏磁检测系统，6-13-里程轮，8-8-被测管道，8-9-功率放大器，8-10-数模转换器，8-11-发射线圈，8-12-24V直流电源，8-13-—级直流-直流电压转换器，8-14- 二级直流-直流电压转换器，8-15-飞轮，8-16-直流发电机，8-17-外部电源模块，8-18-报警控制电路，8-19-声光报警器，8-20-校时通信单元，
8-21-放大电路，8-22-A/ D转换器，8-23-数据存储器，8-24-校时功放，8-25-校时变换。
[0051]图9为本发明中多模组合定位系统的原理框图。
[0052]图中:9-1-天线，9-2-GPS射频前端，9-3-Galileo 射频前端，9-4-GL0NASS 射频ill端，9_5_北斗二代射频如端，9_6_基带芯片,9_7_处理器,9-8-存储器，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-/[目号评估模块。
【具体实施方式】
[0053]本实施例基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置包括位于油气管道内的内检测器和位于油气管道外的地面标记器4-1，内检测器包括驱动系统、漏磁检测系统、速度控制系统、里程测量系统和低频发射系统，驱动系统、漏磁检测系统、速度控制系统、里程测量系统和低频发射系统相对固定安装在一起，地面标记器4-1包括一个低频接收系统和一个多模组合定位系统；驱动系统依靠其两侧的油气压力差带动漏磁检测系统、速度控制系统、里程测量系统和低频发射系统一起在油气管道内运行，漏磁检测系统对油气管道管壁进行磁化并测量漏磁通，速度控制系统用于调节内检测器在油气管道内的运行速度，里程测量系统用于测量内检测器在油气管道内运行的距离，低频发射系统用于将漏磁检测系统获得检测结果发送到油气管道外，低频接收系统用于接收低频发射系统发出的低频电磁脉冲信号。
[0054]如图5-1所示，驱动系统包括防撞头5-1、前橡胶驱动皮碗5-2、后橡胶驱动皮碗
5-8和安装壳体5-9 ;防撞头5-1固定安装在安装壳体5-9的首端，后橡胶驱动皮碗5_8安装在安装壳体5-9的尾端。
[0055]如图5-2所示，前橡胶驱动皮碗5-2和后橡胶驱动皮碗5_8均由固定连接在一起的碗底5-10和碗壁5-11组成，碗壁5-11包括固定连接在一起的一级圆台筒形碗壁5-12、二级圆台筒形碗壁5-13和三级圆台筒形碗壁5-14，碗底5-10、一级圆台筒形碗壁5_12、二级圆台筒形碗壁5-13和三级圆台筒形碗壁5-14组成碗状结构，一级圆台筒形碗壁5-12位于碗底5-10与二级圆台筒形碗壁5-13之间，二级圆台筒形碗壁5-13位于一级圆台筒形碗壁5-12与三级圆台筒形碗壁5-14之间，碗底5-10的硬度、一级圆台筒形碗壁5_12的硬度和三级圆台筒形碗壁5-14的硬度均大于二级圆台筒形碗壁5-13的硬度。碗底5-10的肖氏A硬度、一级圆台筒形碗壁5-12的肖氏A硬度和三级圆台筒形碗壁5-14的肖氏A硬度均为68°，二级圆台筒形碗壁5-13的肖氏A硬度均为46°硬度；为了便于生产和加工制造，碗底5-10的肖氏A硬度和一级圆台筒形碗壁5-12采用一体成型。由于二级圆台筒形碗壁5-13的硬度较低，这样在经过弯管、焊缝或管径变小时，三级圆台筒形碗壁5-14能够非常容易地向碗口方向弯曲而使得本发明管道漏磁场内检测驱动装置顺利通过，三级圆台筒形碗壁5-14的硬度较大可以确保与管道内壁接触时不会由于管道内径的细小变化就发生形变，这样可以有效地清除掉附着在管道内壁上的蜡状物，避免管道漏磁场内检测器的里程轮发生打滑，确保里程测量的准确性和可靠性；并且由于碗底5-10和一级圆台筒形碗壁
5-12的硬度都比较大，这样可以确保驱动皮碗具有较大的刚性、机械性能好，防止行进过程中被打翻；。
[0056]如图5-3所示，在三级圆台筒形碗壁5-14远离二级圆台筒形碗壁5-13的圆周边缘上设置有环形橡胶刮板5-16，环形橡胶刮板5-16的横截面与三级圆台筒形碗壁5-14的横截面平行，环形橡胶刮板5-16的硬度等于三级圆台筒形碗壁5-14的硬度。环形橡胶刮板5-16沿三级圆台筒形碗壁5-14的横截面方向上的宽度为1-3毫米。环形橡胶刮板5-16的设置能够更好地清除掉附着在管道内壁上的蜡状物，而且由于环形橡胶刮板5-16沿三级圆台筒形碗壁5-14的横截面方向上的宽度较小，这样也不会对管道漏磁场内检测驱动装置在管道内运行造成较大的阻碍。在实际生产中，为了便于生产和加工制造，本实施例中的环形橡胶刮板5-16与三级圆台筒形碗壁5-14采用一体成型的方式制造。
[0057]如图5-1所示，漏磁检测系统包括前钢刷5-3、磁铁芯5-4、探头机构5_5、磁铁5_6和后钢刷5-7，磁铁芯5-4安装在安装壳体5-9上，前钢刷5-3安装在临近防撞头5_1的磁铁芯5-4上，后钢刷5-7安装在临近后橡胶驱动皮碗5-8的磁铁芯5-4上，前橡胶驱动皮碗
5-2安装在防撞头5-1与前钢刷5-3之间的安装壳体5-9上，探头机构5_5和磁铁5_6分别安装在前钢刷5-3与后钢刷5-7之间的磁铁芯5-4上。
[0058]如图1-1、图1-2和图1-4所不,前钢刷5_3和后钢刷5_7均包括钢束1_1、钢束座1-2和固定钢板1-3，钢束1-1固定安装在钢束座1-2上，钢束座1-2固定安装在固定钢板1-3上，钢束1-1由钢丝1-4组成，每根钢丝1-4在钢束座1-2上间隔分布，每根钢丝1_4远离钢束座1-2的一端向钢刷1-5运动方向的反方向弯曲。
[0059]钢丝1-4由直立段1-41、弯曲导向段1-42和管壁贴合接触段1_43，直立段1_41的第一端固定安装在钢束座1-2上，直立段1-41的第二端与弯曲导向段1-42的第一端连接，弯曲导向段1-42的第二端与管壁贴合接触段1-43的第一端连接，管壁贴合接触段1-43的第二端为自由端且朝向钢刷1-5运动方向的反方向。
[0060]本实施例中，钢丝1-4的长度为200毫米，钢丝1-4的直径为0.65毫米。在本实施例中，如图1-2所示，直立段1-41与管壁贴合接触段1-43相互垂直，弯曲导向段1-42的弧度为0.5 π ;这种钢丝设计适用于直线型管道，相比弯曲的管壁贴合接触段，本实施例中的管壁贴合接触段1-43能够更好地与管道内壁接触。
[0061]本实施例的钢刷1-5在工作时，弯曲导向段1-42的设计能够使得钢刷1-5在管道内顺利前进，减小管道内部附着物对钢刷1-5的阻力；尤其适用于直线型管道。弯曲导向段
1-42和管壁贴合接触段1-43组成一段弧度大于0.5 π且小于等于π的圆弧，这样的钢丝设计费用适用于管道弯曲变化较多的情况，管壁贴合接触段1-43能够更好地与管道内壁接触。如图1-3所示，弯曲导向段1-42和管壁贴合接触段1-43组成一段弧度等于π的圆弧。
[0062]如图6-1所示，速度控制系统包括安装在驱动系统6-1上的第一单向泄流机构和第二单向泄流机构，驱动系统6-1的一侧为高压流体6-2、另一侧为低压流体6-3，单向泄流机构的流体入口与高压流体6-2导通,单向泄流机构的流体出口与低压流体6-3导通。由于长输管道内部环境存在不可预知性，单向泄流机构在长距离使用过程中可能会发生故障，本实施例中单向泄流机构包括机械式单向泄流机构(第一单向泄流机构)和电子式单向泄流机构(第二单向泄流机构)两种，在一种单向泄流机构损坏或不能正常工作的时候，另一种仍然能够正常工作，提高管道漏磁内检测器速度调节的可靠性。
[0063]如图6-2和图6-3所示，机械式单向泄流机构包括安装在驱动系统6_1上的一个或多个单向阀，单向阀包括阀体6-4、弹性部件6-5和浮动封堵球6-6 (本实施例中弹性部件
6-5为压缩弹簧)。阀体6-4上开设有盲孔6-7,弹性部件6-5和浮动封堵球6_6均位于盲孔6-7内，并且浮动封堵球6-6位于弹性部件6-5与盲孔6-7的开口端6_9之间,盲孔6_7的开口端6-9的直径小于浮动封堵球6-6的直径，阀体6-4上还设置有泄流通道6-8，泄流通道6-8的一端与临近开口端6-9的盲孔6-7流体导通，泄流通道6-8的另一端延伸至阀体6-4远离开口端6-9 —侧的表面上。当高压流体6-2的压强超过设定数值的时候，浮动封堵球6-6在高压流体6-2的作用下压缩压缩弹簧，使得泄流通道6-8与盲孔6-7的开口端6-9导通，高压流体6-3可以从盲孔6-7的开口端6-9进入泄流通道6_8，从而使得驱动系统6-1两侧的高压流体6-2与低压流体6-3导通，这样可以减小高压流体6-2施加在驱动系统6-1上的压力，从而实现管道漏磁内检测器减速的目的。当高压流体6-2的压强低于设定数值的时候，浮动封堵球6-6在压缩弹簧的作用下将泄流通道6-8与盲孔6-7的导通入口封闭，这样可以将高压流体6-2与低压流体6-3隔离，确保高压流体6-2施加在驱动系统6-1上的压力驱动驱动系统6-1以一定的速度前进。
[0064]如图6-1所示，在本实施例中电子式单向泄流机构包括发电机6-10、电磁阀6-11和控制器6-12，发电机6-10与里程轮6-13驱动连接，发电机6-10的电流输出端与控制器
6-12的电流输入端电连接，控制器6-12的控制电流输出端与电磁阀6-11的控制电流输入端电连接；电磁阀6-11的一端与高压流体6-2导通、另一端与低压流体6-3导通。当管道漏磁内检测器在管道内运行的速度较大时，里程轮6-13的转速较高,这样发电机6-10的输出电压也较大，控制器6-12检测到发电机6-10的输出电压超过设定数值的时候，控制器6-12向电磁阀6-11输出控制电流而使得电磁阀6-11打开，这样使得驱动系统6-1两侧的高压流体6-2与低压流体6-3通过电磁阀6-11导通，减小高压流体6-2施加在驱动系统6_1上的压力，从而实现管道漏磁内检测器减速的目的。当管道漏磁内检测器在管道内运行的速度较小时，里程轮6-1 3的转速较低，这样发电机6-10的输出电压也较小，控制器6-12检测到发电机6-10的输出电压低于设定数值的时候,控制器6-12不向电磁阀6-11输出控制电流，此时电磁阀6-11关闭，这样使得驱动系统6-1两侧的高压流体6-2与低压流体6-3不能通过电磁阀6-11导通，确保高压流体6-2施加在驱动系统6-1上的压力驱动驱动系统
6-1以一定的速度前进。
[0065]如图4-1所示，里程测量系统包括脉冲发生器4-2、计数器4-3和里程轮6_13 ;地面标记器4-1为两个或两个以上并且在管道4-5沿线间隔设置；里程轮6-13为四个并且沿管道4-5的同一个横截面均匀分布。
[0066]如图4-2所示，每个里程轮6-13均包括滚轮4_8、滚轮安装座4_9、滚轮轴4_10和轴承4-11，轴承4-11安装在滚轮轴4-10上，滚轮4-8安装在轴承4_11上，滚轮安装座4_9具有左支撑臂4-12和右支撑臂4-13，滚轮轴4-10的左端固定安装在左支撑臂4_12上，滚轮轴4-10的右端固定安装在右支撑臂4-13上；每个里程轮6-13上均安装有一个脉冲发生器4-2和一个计数器4-3，脉冲发生器4-2包括霍尔传感器4-7和十二个磁铁4_6，磁铁4-6固定安装在滚轮4-8临近左支撑臂4-12的侧面上并且十二个磁铁4-6沿滚轮4_8的圆周方向等间隔分布(如图4-4所示)，霍尔传感器4-7固定安装在左支撑臂4-12临近滚轮4-8的侧面上，霍尔传感器4-7的信号输出端与计数器4-3的信号输入端通信连接；地面标记器4-1与计数器4-3的时间基准相同。
[0067]滚轮4-8临近左支撑臂4-12的侧面上设置有与磁铁4_6外形相吻合的凹槽4_15，磁铁4-6固定安装在凹槽4-15内，在滚轮4-8临近左支撑臂4-12的侧面上还固定安装有防护盖4-17，在防护盖4-17对应凹槽4-15的位置开设有透磁孔4_14(减小防护盖4_17对磁铁4-6所产生的磁场的屏蔽，使得加装防护盖4-17并不会影响霍尔传感器4-7在磁铁
4-6所产生的磁场的作用下正常产生脉冲信号)，透磁孔4-14的横截面积小于凹槽4-15的横截面积。
[0068]如图4-3所示，透磁孔4-14沿滚轮轴4_10轴向的投影位于凹槽4_15的中心部位，这样能够更好地将磁铁4-6限制在凹槽4-15内，有效地防止里程轮6-13在长输管道内长时间运行的时候磁铁4-6从凹槽4-15内脱落。
[0069]如图4-4所不，假设相邻两个地面标记器4-1的位置分别为Sn和S (η+1),管道漏磁内检测器4-18经过上述两个相邻地面标记器4-1的时间点分别为Tn和Τ(η+1)，然后找出时间点分别为Tn和Τ(η+1)对应的里程轮6-13的计数值分别为Nn和Ν(η+1)，最后再找出管道漏磁内检测器4-18经过管道缺陷位置4-19的时间点Tx对应的里程轮6-13的计数值为Νχ。这样就可以计算出管道缺陷位置4-19的具体位置Sx:
[0070]Sx=Sn+ (Νχ-Νη) X Δ S-S (n+1)-【Ν(η+1)_Νχ】X AS ;
[0071]其中:AS为里程轮6-13每发出一个脉冲对应的滚轮4-8行进距离。
[0072]由于地面标记器4-1是沿管道4-5每隔一定的距离安装设置，每个地面标记器4-1的具体位置是可以精确确定的，这样就可以大大消除里程轮6-13在管道4-5内长距离行进发生打滑而带来的误差。另外，即使滚轮4-8由于磨损导致直径变化使得AS发生变化，但是(Nx-Nn)或【Ν(η+1)-Νχ】数值相对较小，相比仅仅使用里程轮的计数值乘以AS，会使得计算出的管道缺陷位置4-19的具体位置Sx误差大大减小。
[0073]如图3-1至图3-3所示，里程轮6-13还包括左防缠绕盖3_6和右防缠绕盖3_7，左防缠绕盖3-6和右防缠绕盖3-7均为圆筒形，滚轮轴4-10的左端穿过左防缠绕盖3-6的轴向中孔并固定安装在左支撑臂4-12上，滚轮轴4-10的右端穿过右防缠绕盖3-7的轴向中孔并固定安装在右支撑臂4-13上，在滚轮4-8临近左支撑臂4-12的一侧面上设置有环形凹槽3-5，在滚轮4-8临近右支撑臂4-13的另一侧面上也设置有环形凹槽3-5，左防缠绕盖3-6的一端固定安装在左支撑臂4-12上、另一端伸入到滚轮4-8临近左支撑臂4-12 —侧面上的环形凹槽3-5内，右防缠绕盖3-7的一端固定安装在右支撑臂4-13上、另一端伸入到滚轮4-8临近右支撑臂4-13 —侧面上的环形凹槽3-5内。能够有效地防止管道内杂物缠绕在滚轮轴4-10上而影响滚轮4-8的滚动，避免滚轮打滑，使得技术人员能够更加精确地计算出检测器前进的距离。
[0074]在本实施例中，左防缠绕盖3-6和右防缠绕盖3-7位于环形凹槽3_5内的一端与环形凹槽3-5内壁之间的距离为2.5mm。另外，本实施例的滚轮4_8的滚动面上设置有V形凹槽3-10，V形凹槽3-10的槽深为2.5毫米、槽宽为3毫米，相邻两个V形凹槽3_10之间的间距为18毫米；这样可以有效地防止由于管道内壁附着蜡状物而使滚轮打滑。
[0075]如图7-1所示，探头机构5-5包括霍尔传感器安装基座7-4、第一斜护板7-5、第二斜护板7-6、霍尔传感器盖板7-7、霍尔传感器安装底板7-8、三向霍尔传感器7-9和控制单元电路板7-10，磁铁5-6由左磁铁7-2和右磁铁7-3组成，左磁铁7_2和右磁铁7_3分别套装在安装壳体5-9的外圆周面上，霍尔传感器安装基座7-4固定安装在左磁铁7-2与右磁铁7-3之间的安装壳体5-9的外表面上，第一斜护板7-5和第二斜护板7-6分别固定安装在霍尔传感器安装基座7-4上，并且第一斜护板7-5和第二斜护板7-6均自霍尔传感器安装基座7-4向管道漏磁内检测传感器运行方向A的反方向倾斜，霍尔传感器盖板7-7的左端和霍尔传感器安装底板7-8的左端分别与第一斜护板7-5远离霍尔传感器安装基座7-4的一端固定连接，霍尔传感器盖板7-7的右端和霍尔传感器安装底板7-8的右端分别与第二斜护板7-6远离霍尔传感器安装基座7-4的一端固定连接，三向霍尔传感器7-9安装在霍尔传感器盖板7-7和霍尔传感器安装底板7-8之间，控制单元电路板7-10安装在第二斜护板7-6与右磁铁7-3之间的安装壳体5-9的外表面上，三向霍尔传感器7-9与控制单元电路板7-10之间通过漏磁信号输送线7-11连接。
[0076]如图7-2所示，三向霍尔传感器7-9包括用于探测管道轴向漏磁分量的第一组霍尔传感器X、用于探测管道径向漏磁分量的第二组霍尔传感器Y和用于探测管道周向漏磁分量的第三组霍尔传感器Z。管道轴向、管道径向和管道周向相互垂直。由于传感器对漏磁的敏感性和检测软件对三维曲线判定的需要，测量管道轴向、管道径向和管道周向的传感器数量不完全相同，本实施例中采取测量管道轴向和管道径向漏磁的传感器数量相同，测量管道周向漏磁的传感器数量为测量管道轴向的数量的一半。
[0077]如图7-3所示，控制单元电路板7-10包括模拟开关7_11、电压跟随器7_12、低通滤波器7-13、A / D转换器7-14、DSP数据处理器7_15和管道缺陷数据存储器7_16，三向霍尔传感器7-9通过漏磁信号输送线7-11与模拟开关7-11连接，模拟开关7-11的输出端与电压跟随器7-12的输入端连接，电压跟随器7-12的输出端与低通滤波器7-13的输入端连接，低通滤波器7-13的输出端与A / D转换器7-14的输入端连接，A / D转换器7_14的输出端与DSP数据处理器7-15的输入端连接，DSP数据处理器7-15的输出端与管道缺陷数据存储器7-16的输入端连接。模拟开关7-11将三向霍尔传感器7-9采集到的多路磁场信号转换为单路磁场信号，以满足A / D转换器7-14要求输入单路信号的需要。电压跟随器
7-12起到缓冲、隔离、提高带载能力的作用，在实际应用中可以用运算放大器构成电压跟随器7-12。低通滤波器7-13用于滤除信号中的高频噪声。A / D转换器7-14将输入的模拟信号转换为数字信号并输出到DSP数据处理器7-15进行处理，DSP数据处理器7-15将处理后得到的管道缺陷数据输出到管道缺陷数据存储器7-16中进行保存，这样能够减小存储空间。[0078]相比现有技术中的单轴漏磁检测器，本发明三向霍尔传感器7-9可以实现测量管道内表面上任意一点的空间磁场，管道轴向为漏磁的主磁场方向，磁场强度较大；管道径向和管道周向为漏磁的副磁场方向，磁场强度较小。漏磁的主磁场为检测缺陷的主要依据，而副磁场能够起着辅助作用，漏磁的主磁场和漏磁的副磁场相互结合，能够更好地描述漏磁场形状和完整还原缺陷形状，从而大大提高了管道缺陷检测精度，特别是对裂纹的检测，减小了漏检率。因此，本发明能够提高管道缺陷检测的准确性、减少盲目开挖，并且能够有效地避免发生漏检。
[0079]如图8-1所示，低频发射系统包括低频电磁脉冲发射器8-2、供电单元和发电单元，低频接收系统包括磁感应接收天线8-3和数据解压缩及数据分析单元8-4 ;磁感应接收天线8-3和数据解压缩及数据分析单元8-4均位于被测管道8-8外部；里程轮6-13的输出端分别与DSP数据处理器7-15的输入端连接，DSP数据处理器7-15的输出端与低频电磁脉冲发射器8-2的输入端连接；磁感应接收天线8-3的输出端与数据解压缩及数据分析单元8-4的输入端连接。
[0080]如图8-2所示，低频电磁脉冲发射器8-2包括单片机8-5、功率放大器8_9、数模转换器8-10和发射线圈8-11，DSP数据处理器7-15的输出端与单片机8_5的输入端连接，单片机8-5的输出端与功率放大器8-9的输入端连接，功率放大器8-9的输出端与数模转换器8-10的输入端连接，数模转换器8-10的输出端与发射线圈8-11的输入端连接。本实施例的管道漏磁内检测低频发射接收装置还包括供电单元，供电单元包括24V直流电源8-12、一级直流-直流电压转换器8-13和二级直流-直流电压转换器8-14，24V直流电源8-12的电流输出端与一级直流-直流电压转换器8-13的电流输入端连接，一级直流-直流电压转换器8-13的电流输出端分别与二级直流-直流电压转换器8-14的电流输入端、单片机8-5的电流输入端、功率放大器8-9的电流输入端和数模转换器8-10的电流输入端连接，二级直流-直流电压转换器8-14的电流输出端与DSP数据处理器7-15的电流输入端连接。
[0081 ] 如图8-1和图8-2所示，发电单元由飞轮8-15和直流发电机8_16组成，飞轮8_15的外圆周面与被测管道8-8内壁接触，飞轮8-15与直流发电机8-16驱动连接，直流发电机8-16的电流输出端与24V直流电源8-12的电流输入端连接。管道内的内检测器在管道内运行过程中，飞轮8-15依靠与被测管道8-8内壁之间的摩擦力滚动，进而带动直流发电机8-16发电，从而可以实现为24V直流电源8-12充电，这样就会避免24V直流电源8_12的电量用尽而不能继续进行检测的情况出现，使得管道检测器可以在长输管道内持续运行几百公里，甚至至上千公里。
[0082]如图8-3所示，低频接收系统还包括外部电源模块8-17、声光报警单元和校时通信单元8-20，外部电源模块8-17的电流输出端与数据解压缩及数据分析单元8-4的电流输入端连接，声光报警单元包括报警控制电路8-18和声光报警器8-19，数据解压缩及数据分析单元8-4的输出端分别与报警控制电路8-18的输入端和校时通信单元8-20的输入端连接，报警控制电路8-18的输出端与声光报警器8-19的输入端连接。
[0083]漏磁检测系统获得的检测信号和里程轮6-13获得的里程计数信息分别输入到DSP数据处理器7-15中进行处理(进行数据分类、压缩和缺陷分析)，本实施例的DSP数据处理器7-15采用DSP数据处理器。DSP数据处理器7-15将处理后的数据输出到单片机8-5，经过功率放大器8-9和数模转换器8-10后输出到发射线圈8-11，然后定时进行低频电磁脉冲发射，这样就可以及时获得管道检测器的检测数据，及时对检测数据进行分析，从而更快地确定管道缺陷状况，安排施工人员及时进行开挖和修复。磁感应接收天线8-3将接收到的低频电磁脉冲信号输出到放大电路8-21，放大之后的信号输出到A / D转换器
8-22转换为数字信号，然后输出到数据解压缩及数据分析单元8-4进行数据解压缩和数据分析；同时，数据解压缩及数据分析单元8-4向报警控制电路8-18发出控制信号，报警控制电路8-18控制声光报警器8-19进行声光报警，以提示有管道检测器通过。外部电源模块
8-17向数据解压缩及数据分析单元8-4提供工作所需电源，数据存储器8-23用于暂存数据解压缩及数据分析单元8-4解压缩及分析产生的数据。校时通信单元8-20使得管道内外时钟保持一致，这样能够精确地确定管道缺陷位置。
[0084]另外，本实施例中前橡胶驱动皮碗(5-2)和后橡胶驱动皮碗(5-8)的结构也可以如图2-1和图2-2所示的橡胶皮碗装置，其包括具有碗底2-2、碗壁2-3和碗沿2_4的橡胶皮碗2-1，在临近碗沿2-4的碗壁2-3内侧面上设置有一级排阻凹槽2-5，一级排阻凹槽2-5在碗壁2-3内侧面上沿碗沿2-4的圆周方向设置，并且一级排阻凹槽2-5的槽深为碗壁2-3厚度的二分之一至三分之二。这样使得碗沿2-4遇到管道内壁上较小阻碍的时候即可使得碗沿2-4向内弯曲，从而使得检测器顺利通过障碍物。在碗底2-2与碗壁2-3邻接处的碗壁2-3内侧面上设置有二级排阻凹槽2-6，二级排阻凹槽2-6在碗壁2-3内侧面上沿碗底2-2的圆周方向设置，并且二级排阻凹槽2-6的槽深为碗壁2-3厚度的三分之一至二分之一。在碗沿2-4遇到管道内壁上较大障碍物的时候，碗沿2-4依靠一级排阻凹槽2-5的空间向内弯曲不足以使得检测器顺利通过障碍物时，碗壁2-3可以整体发生向内弯曲，从而使得碗沿2-4向内弯曲的角度更大，便于检测器顺利通过较大的障碍物。另外，还包括排阻架2-7、环形排阻盘2-8和排阻压缩弹簧2-9，在排阻架2-7的圆周面上且沿排阻架2_7的圆周方向设置有三级排阻凹槽2-10，环形排阻盘2-8的内侧环形边沿位于三级排阻凹槽
2-10内，并且环形排阻盘2-8的内侧环形边沿与三级排阻凹槽2-10内壁之间为间隙配合，排阻压缩弹簧2-9的一端与环形排阻盘2-8的内侧环形边沿连接，排阻压缩弹簧2-9的另一端固定安装在三级排阻凹槽2-10的槽底，环形排阻盘2-8的外侧边沿与碗底2-2固定安装在一起。在检测器经过接头或阀门时，即使碗壁2-3整体发生向内弯曲，也不能使得检测器顺利通过，这时管道内壁对橡胶皮碗2-1施加的作用力使得环形排阻盘2-8向三级排阻凹槽2-10的底部运动，这样遇到管壁上较大障碍物的时候橡胶皮碗2-1可以向下运动，确保检测器顺利通过。当检测器通过之后，排阻压缩弹簧2-9的弹力使得环形排阻盘2-8向着远离三级排阻凹槽2-10底部的方向运动，使得橡胶皮碗2-1仍旧与管道内壁紧密接触，保证检测器有足够的前进动力。
[0085]如图9所示，在多模组合定位系统中:天线9-1的输出端和处理器9-7的输出端分别与GPS射频前端9-2的输入端、Galileo射频前端9_3的输入端、GL0NASS射频前端9_4的输入端和北斗二代射频前端9-5的输入端连接，GPS射频前端9-2的输出端、Galileo射频前端9-3的输出端、GL0NASS射频前端9-4的输出端和北斗二代射频前端9_5的输出端分别与具有信号评估模块9-13的基带芯片9-6的输入端连接，第一晶振9-9的输出端与GPS射频前端9-2的输入端连接，第二晶振9-10的输出端与Galileo射频前端9_3的输入端连接，第三晶振9-11的输出端与GL0NASS射频前端9-4的输入端连接，第四晶振9_12的输出端与北斗二代射频前端9-5的输入端连接，处理器9-7的数据输入输出端与存储器9-8的数据输入输出端连接，处理器9-7的控制信号输入输出端与具有信号评估模块9-13的基带芯片9-6的控制信号输入输出端连接，处理器9-7的使能信号输出端与具有信号评估模块
9-13的基带芯片9-6的使能信号输入端连接。多模组合定位系统在工作时，默认接收北斗二代导航卫星信号，由第四晶振9-12给北斗二代射频前端9-5提供采样时钟；此时，GPS射频前端9-2、Galileo射频前端9_3和GLONASS射频前端9_4均被系统自动设置为低功耗模式，这样就不会干扰北斗二代导航卫星信号。天线9-1将接收到的北斗二代导航卫星信号输出到北斗二代射频前端9-5中经处理后输出到基带芯片9-6。信号评估模块9-13对接收到的北斗二代导航卫星信号进行评估，当接收到的北斗二代导航卫星信号质量良好时(适宜用来对地面标记器4-1进行精确定位)，基带芯片9-6不向处理器9-7发出控制信号，多模组合定位系统持续接收北斗二代导航卫星信号并对地面标记器4-1进行精确定位。当信号评估模块9-13对接收到的北斗二代导航卫星信号进行评估后发现:接收到的北斗二代导航卫星信号质量较差(不适宜用来对地面标记器4-1进行精确定位)，基带芯片9-6向处理器9-7发出控制信号，处理器9-7接收到来自基带芯片9-6的控制信号后，处理器9-7根据预先设定的次序选择向GPS射频前端9-2、Galileo射频前端9_3和GLONASS射频前端
9-4三者中的任意一个发出使能信号以便使得它们中的任意一个处于正常工作模式，相应的晶振给射频前端提供采样时钟；此时，处理器9-7还向北斗二代射频前端9-5发出使能信号使得北斗二代射频前端9-5处于低功耗模式；此外，处理器9-7向基带芯片9-6发出控制信号和使能信号，进入另一种卫星系统导航的工作模式；从而实现了不同卫星系统导航的自动切换。存储器9-8用于存储多模组合定位系统上次卫星导航的数据，在多模组合定位系统下一次开机工作时，处理器9-7自动从存储器9-8中调用上一次卫星导航数据，使得在多模组合定位系统快速完成系统首次定位；当然，如果对应的卫星系统导航信号太差，不适宜用来对地面标记器4-1进行精确定位，系统会自动切换到其他卫星系统进行导航定位。因此，北斗二代导航卫星信号不好的地方，可以自动切换到其他卫星系统进行导航定位，彻底仅仅依赖一种卫星导航系统对地面标记器4-1进行精确定位；同时，由于首选利用北斗二代导航卫星信号，也可以有效地避免我国长输油气管道数据过多地暴漏，符合长输油气管道的国家安全战略。
[0086]上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造【具体实施方式】的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。
【权利要求】
1.基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，其特征在于，包括位于油气管道内的内检测器和位于油气管道外的地面标记器(4-1)，所述内检测器包括驱动系统、漏磁检测系统、速度控制系统、里程测量系统和低频发射系统，所述驱动系统、所述漏磁检测系统、所述速度控制系统、所述里程测量系统和所述低频发射系统相对固定安装在一起，所述地面标记器(4-1)包括一个低频接收系统和一个多模组合定位系统；所述驱动系统依靠其两侧的油气压力差带动所述漏磁检测系统、所述速度控制系统、所述里程测量系统和所述低频发射系统一起在油气管道内运行，所述漏磁检测系统对油气管道管壁进行磁化并测量漏磁通，所述速度控制系统用于调节所述内检测器在油气管道内的运行速度，所述里程测量系统用于测量所述内检测器在油气管道内运行的距离，所述低频发射系统用于将所述漏磁检测系统获得检测结果发送到油气管道外，所述低频接收系统用于接收所述低频发射系统发出的低频电磁脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，其特征在于，所述驱动系统包括防撞头(5-1)、前橡胶驱动皮碗(5-2)、后橡胶驱动皮碗(5-8)和安装壳体(5-9);所述防撞头(5-1)固定安装在所述安装壳体(5-9)的首端，所述后橡胶驱动皮碗(5-8)安装在所述安装壳体(5-9)的尾端；所述前橡胶驱动皮碗(5-2)和所述后橡胶驱动皮碗(5-8)均由固定连接在一起的碗底(5-10)和碗壁(5-11)组成，所述碗壁(5-11)包括固定连接在一起的一级圆台筒形碗壁(5-12)、二级圆台筒形碗壁(5-13)和三级圆台筒形碗壁(5-14)，所述碗底(5-10)、所述一级圆台筒形碗壁(5-12)、所述二级圆台筒形碗壁(5-13)和所述三级圆台筒形碗壁(5-14)组成碗状结构，所述一级圆台筒形碗壁(5-12)位于所述碗底(5-10)与所述二级圆台筒形碗壁(5-13)之间，所述二级圆台筒形碗壁(5-13)位于所述一级圆台筒形碗壁(5-12)与所述三级圆台筒形碗壁(5-14)之间，所述碗底(5-10)的硬度、所述一级圆台筒形碗壁(5-12)的硬度和所述三级圆台筒形碗壁(5-14)的硬度均大于所述二级圆台筒形碗壁(5-13)的硬度；所述碗底(5-10)的肖氏A硬度、所述一级圆台筒形碗壁(5-12)的肖氏A硬度和所述三级圆台筒形碗壁(5-14)的肖氏A硬度均为68°~73°，所述二级圆台筒形碗壁(5-13)的肖氏A硬度均为46°~50°硬度；在所述三级圆台筒形碗壁(5-14)远离所述二级圆台筒形碗壁(5-13)的圆周边缘上设置有环形橡胶刮板(5-16)，所述环形橡胶刮板(5-16)的横截面与所述三级圆台筒形碗壁(5-14)的横截面平行，所述环形橡胶刮板(5-16)的硬度大于等于所述三级圆台筒形碗壁(5-14)的硬度；所述环形橡胶刮板(5-16)沿所述三级圆台筒形碗壁(5-14)的横截面方向上的宽度为1-3毫米。
3.根据权利要求2所述的基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，其特征在于，所述漏磁检测系统包括前钢刷(5-3)、磁铁芯(5-4)、探头机构(5-5)、磁铁(5-6)和后钢刷(5-7)，所述磁铁芯(5-4)安装在所述安装壳体(5-9)上，所述前钢刷(5-3)安装在临近所述防撞头(5-1)的所述磁铁芯(5-4)上，所述后钢刷(5-7)安装在临近所述后橡胶驱动皮碗(5-8)的所述磁铁芯(5-4)上，所述前橡胶驱动皮碗(5-2)安装在所述防撞头(5-1)与所述前钢刷(5-3)之间的所述安装壳体(5-9)，所述探头机构(5-5)和所述磁铁(5-6)分别安装在所述前钢刷(5-3)与所述后钢刷(5-7)之间的所述磁铁芯(5-4)上。
4.根据权利要求3所述的基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，其特征在于，所述前钢刷(5-3)和所述后钢刷(5-7)均包括钢束(1-1)、钢束座(1-2)和固定钢板(1-3)，所述钢束(1-1)固定安装在所述钢束座(1-2)上，所述钢束座(1-2)固定安装在所述固定钢板(1-3)上，所述钢束(1-1)由钢丝(1-4)组成，每根所述钢丝(1-4)在所述钢束座(1-2)上间隔分布，每根所述钢丝(1-4)远离所述钢束座(1-2)的一端向钢刷(1-5)运动方向的反方向弯曲；所述钢丝(1-4)由直立段(1-41)、弯曲导向段(1-42)和管壁贴合接触段(1-43)，所述直立段(1-41)的第一端固定安装在所述钢束座(1-2)上，所述直立段(1-41)的第二端与所述弯曲导向段(1-42)的第一端连接，所述弯曲导向段(1-42)的第二端与所述管壁贴合接触段(1-43)的第一端连接，所述管壁贴合接触段(1-43)的第二端为自由端且朝向所述钢刷(1-5)运动方向的反方向；所述钢丝(1-4)的长度为200毫米，所述钢丝(1-4)的直径为0.65毫米；所述直立段(1-41)与所述管壁贴合接触段(1-43)相互垂直，所述弯曲导向段(1-42)的弧度为0.5 π ;所述弯曲导向段(1-42)和所述管壁贴合接触段(1-43)组成一段弧度大于0.5 π且小于等于π的圆弧。
5.根据权利要求4所述的基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，其特征在于，所述速度控制系统包括安装在所述驱动系统(6-1)上的第一单向泄流机构和第二单向泄流机构，所述驱动系统(6-1)的一侧为高压流体(6-2)、另一侧为低压流体(6-3)，所述单向泄流机构的流体入口与所述高压流体(6-2)导通，所述单向泄流机构的流体出口与所述低压流体(6-3)导通；所述第一单向泄流机构包括安装在所述驱动系统(6-1)上的一个或多个单向阀，所述单向阀包括阀体(6-4)、弹性部件(6-5)和浮动封堵球(6-6)，所述阀体(6-4)上开设有盲孔(6-7),所述弹性部件(6-5)和所述浮动封堵球(6-6)均位于所述盲孔(6-7)内，并且所述浮动封堵球(6-6)位于所述弹性部件(6-5)与所述盲孔(6-7)的开口端(6-9)之间,所述盲孔(6-7)的开口端(6-9)的直径小于所述浮动封堵球(6-6)的直径，所述阀体(6-4)上还设置有泄流通道(6-8)，所述泄流通道(6-8)的一端与临近所述开口端(6-9)的所述盲孔(6-7)流体导通，所述泄流通道(6-8)的另一端延伸至所述阀体(6-4)远离所述开口端(6-9) —侧的表面上；所述弹性部件(6-5)为压缩弹簧；所述第二单向泄流机构包括发电机(6-10)、电磁阀(6-11)和控制器(6-12)，所述发电机(6-10)与里程轮(6-13)驱动连接，所述发电机(6-10)的电流输出端与所述控制器(6-12)的电流输入端电连接，所述控制器(6-12)的控制电流输出端与所述电磁阀(6-11)的控制电流输入端电连接；所述电磁阀(6-11)的一端与高压流体(6-2)导通、另一端与低压流体(6-3)导通。
6.根据权利要求5所述的基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，其特征在于，所述里程测量系统包括脉冲发生器(4-2)、计数器(4-3)和里程轮(6-13);所述地面标记器(4-1)为两个或两个以上并且在管道(4-5)沿线间隔设置；所述里程轮(6-13)至少为两个，每个所述里程轮(6-13)均包括滚轮(4-8)、滚轮安装座(4-9)、滚轮轴(4-10)和轴承(4-11)，所述轴承(4-11)安装在所述滚轮轴(4-10)上，所述滚轮(4-8)安装在所述轴承(4-11)上，所述滚轮安装座(4-9)具有左支撑臂(4-12)和右支撑臂(4-13)，所述滚轮轴(4-10)的左端固定安装在所述左支撑臂(4-12)上，所述滚轮轴(4-10)的右端固定安装在所述右支撑臂(4-13)上；每个所述里程轮(6-13)上均安装有一个所述脉冲发生器(4-2)和一个所述计数器(4-3)，所述脉冲发生器(4-2)包括霍尔传感器(4-7)和十二个磁铁(4-6)，所述磁铁(4-6)固定安装在所述滚轮(4-8)临近所述左支撑臂(4-12)的侧面上并且十二个所述磁铁(4-6)沿所述滚轮(4-8)的圆周方向等间隔分布，所述霍尔传感器(4-7)固定安装在所述左支撑臂(4-12)临近所述滚轮(4-8)的侧面上，所述霍尔传感器(4-7)的信号输出端与所述计数器(4-3)的信号输入端通信连接；所述地面标记器(4-1)与所述计数器(4-3)的时间基准相同；所述滚轮(4-8)临近所述左支撑臂(4-12)的侧面上设置有与所述磁铁(4-6)外形相吻合的凹槽(4-15),所述磁铁(4-6)固定安装在所述凹槽(4-15)内，在所述滚轮(4-8)临近所述左支撑臂(4-12)的侧面上还固定安装有防护盖(4-17)，在所述防护盖(4-17)对应所述凹槽(4-15)的位置开设有透磁孔(4_14)，所述透磁孔(4-14)的横截面积小于所述凹槽(4-15)的横截面积；所述透磁孔(4-14)沿所述滚轮轴(4-10)轴向的投影位于所述凹槽(4-15)的中心部位；所述里程轮(6-13)为四个并且沿所述管道(4-5)的同一个横截面均匀分布。
7.根据权利要求6所述的基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，其特征在于，其特征在于，所述里程轮(6-13)还包括左防缠绕盖(3-6)和右防缠绕盖(3-7)，所述左防缠绕盖(3-6)和所述右防缠绕盖(3-7)均为圆筒形，所述滚轮轴(4-10)的左端穿过所述左防缠绕盖(3-6)的轴向中孔并固定安装在所述左支撑臂(4-12)上，所述滚轮轴(4-10)的右端穿过所述右防缠绕盖(3-7)的轴向中孔并固定安装在所述右支撑臂(4-13)上，在所述滚轮(4-8)临近所述左支撑臂(4-12)的一侧面上设置有环形凹槽(3-5)，在所述滚轮(4-8)临近所述右支撑臂(4-13)的另一侧面上也设置有环形凹槽(3-5)，所述左防缠绕盖(3-6)的一端固定安装在所述左支撑臂(4-12)上、另一端伸入到所述滚轮(4-8)临近所述左支撑臂(4-12) —侧面上的环形凹槽(3-5)内，所述右防缠绕盖(3-7)的一端固定安装在所述右支撑臂(4-13)上、另一端伸入到所述滚轮(4-8)临近所述右支撑臂(4-13) —侧面上的环形凹槽(3-5)内；所述左防缠绕盖(3-6)和所述右防缠绕盖(3-7)位于所述环形凹槽(3-5)内的一端与所述环形凹槽(3-5)内壁之间的距离为I~3mm ;所述滚轮(4_8)的滚动面上设置有V形凹槽(3-10)，所述V形凹槽(3-10)的槽深为2.5毫米、槽宽为3毫米，相邻两个所述V形凹槽(3-10)之间的间距为18毫米。
8.根据权利要求7所述的基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，其特征在于，所述探头机构(5-5)包括 霍尔传感器安装基座(7-4)、第一斜护板(7-5)、第二斜护板(7-6)、霍尔传感器盖板(7-7)、霍尔传感器安装底板(7-8)、三向霍尔传感器(7-9)和控制单元电路板(7-10)，所述磁铁(5-6)由左磁铁(7-2)和右磁铁(7-3)组成，所述左磁铁(7-2)和所述右磁铁(7-3)分别套装在所述安装壳体(5-9)的外圆周面上，所述霍尔传感器安装基座(7-4)固定安装在所述左磁铁(7-2)与所述右磁铁(7-3)之间的所述安装壳体(5-9)的外表面上，所述第一斜护板(7-5)和所述第二斜护板(7-6)分别固定安装在所述霍尔传感器安装基座(7-4)上，并且所述第一斜护板(7-5)和所述第二斜护板(7-6)均自所述霍尔传感器安装基座(7-4)向管道漏磁内检测传感器运行方向A的反方向倾斜，所述霍尔传感器盖板(7-7)的左端和所述霍尔传感器安装底板(7-8)的左端分别与所述第一斜护板(7-5)远离所述霍尔传感器安装基座(7-4)的一端固定连接，所述霍尔传感器盖板(7-7)的右端和所述霍尔传感器安装底板(7-8)的右端分别与所述第二斜护板(7-6)远离所述霍尔传感器安装基座(7-4)的一端固定连接，所述三向霍尔传感器(7-9)安装在所述霍尔传感器盖板(7-7)和所述霍尔传感器安装底板(7-8)之间，所述控制单元电路板(7-10)安装在所述第二斜护板(7-6)与所述右磁铁(7-3)之间的所述安装壳体(5-9)的外表面上，所述三向霍尔传感器(7-9)与所述控制单元电路板(7-10)之间通过漏磁信号输送线(7-11)连接；所述三向霍尔传感器(7-9)包括用于探测管道轴向漏磁分量的第一组霍尔传感器、用于探测管道径向漏磁分量的第二组霍尔传感器和用于探测管道周向漏磁分量的第三组霍尔传感器，所述管道轴向、所述管道径向和所述管道周向相互垂直；所述控制单元电路板(7-10)包括模拟开关(7-11)、电压跟随器(7-12)、低通滤波器(7-13)、A /D转换器(7-14)、DSP数据处理器(7-15)和管道缺陷数据存储器(7_16)，所述三向霍尔传感器(7-9)通过所述漏磁信号输送线(7-11)与所述模拟开关(7-11)连接，所述模拟开关(7-11)的输出端与所述电压跟随器(7-12)的输入端连接，所述电压跟随器(7-12)的输出端与所述低通滤波器(7-13)的输入端连接，所述低通滤波器(7-13)的输出端与所述A /D转换器(7-14)的输入端连接，所述A / D转换器(7-14)的输出端与所述DSP数据处理器(7-15)的输入端连接，所述DSP数据处理器(7-15)的输出端与所述管道缺陷数据存储器(7-16)的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，其特征在于，所述低频发射系统包括低频电磁脉冲发射器(8-2)、供电单元和发电单元；所述低频电磁脉冲发射器(8-2)包括单片机(8-5)、功率放大器(8-9)、数模转换器(8-10)和发射线圈(8-11)，所述DSP数据处理器(7-15)的输出端与所述单片机(8-5)的输入端连接，所述单片机(8-5)的输出端与所述功率放大器(8-9)的输入端连接，所述功率放大器(8-9)的输出端与所述数模转换器(8-10)的输入端连接，所述数模转换器(8-10)的输出端与所述发射线圈(8-11)的输入端连接；所述供电单元包括24V直流电源(8-12)、一级直流-直流电压转换器(8-13)和二级直流-直流电压转换器(8-14)，所述24V直流电源(8_12)的电流输出端与所述一级直流-直流电压转换器(8-13)的电流输入端连接，所述一级直流-直流电压转换器(8-13)的电流输出端分别与所述二级直流-直流电压转换器(8-14)的电流输入端、所述单片机(8-5)的电流输入端、所述功率放大器(8-9)的电流输入端和所述数模转换器(8-10)的电流输入端连接，所述二级直流-直流电压转换器(8-14)的电流输出端与所述DSP数据处理器(7-15)的电流输入端连接；所述发电单元由飞轮(8-15)和直流发电机(8-16)组成，所述飞轮(8-15)的外圆周面与所述被测管道(8-8)内壁接触，所述飞轮(8-15)与所述直流发电机(8-16)驱动连接，所述直流发电机(8-16)的电流输出端与所述24V直流电源(8-12)的电流输.入端连接；所述低频接收系统包括磁感应接收天线(8-3)和数据解压缩及数据分析单元(8-4);所述磁感应接收天线(8-3)和所述数据解压缩及数据分析单元(8-4)均位于被测管道(8-8)外部；所述里程轮(6-13)的输出端与所述DSP数据处理器(7-15)的输入端连接，所述DSP数据处理器(7-15)的输出端与所述低频电磁脉冲发射器(8-2)的输入端连接；所述磁感应接收天线(8-3)的输出端与所述数据解压缩及数据分析单元(8-4)的输入端连接；所述低频接收系统还包括外部电源模块(8-17)、声光报警单元和校时通信单元(8-20)，所述外部电源模块(8-17)的电流输出端与所述数据解压缩及数据分析单元(8-4)的电流输入端连接，所述声光报警单元包括报警控制电路(8-18)和声光报警器(8-19)，所述数据解压缩及数据分析单元(8-4)的输出端分别与所述报警控制电路(8-18)的输入端和所述校时通信单元(8-20)的输入端连接，所述报警控制电路(8-18)的输出端与所述声光报警器(8-19)的输入端连接；在所述多模组合定位系统中--天线(9-1)的输出端和处理器(9-7)的输出端分别与GPS射频前端(9-2)的输入端、Galileo射频前端(9-3)的输入端、GL0NASS射频前端(9-4)的输入端和北斗二代射频前端(9_5)的输入端连接，GPS射频前端(9-2)的输出端、Galileo射频前端(9_3)的输出端、GL0NASS射频前端(9-4)的输出端和北斗二代射频前端(9-5)的输出端分别与具有信号评估模块(9-13)的基带芯片(9-6)的输入端连接，第一晶振(9-9)的输出端与GPS射频前端(9_2)的输入端连接，第二晶振(9-10)的输出端与Galileo射频前端(9_3)的输入端连接，第三晶振(9-11)的输出端与GL0NASS射频前端(9-4)的输入端连接，第四晶振(9_12)的输出端与北斗二代射频前端(9-5)的输入端连接，处理器(9-7)的数据输入输出端与存储器(9-8)的数据输入输出端连接，处理器(9-7)的控制信号输入输出端与具有信号评估模块(9-13)的基带芯片(9-6)的控制信号输入输出端连接，处理器(9-7)的使能信号输出端与具有信号评估模块(9-13)的基带芯片(9-6)的使能信号输入端连接。
10.根据权利要求1所述的基于多模组合定位的油气管道智能内检测装置，其特征在于，所述驱动系统包括具有碗底(2-2)、碗壁(2-3)和碗沿(2-4)的橡胶皮碗(2-1)，在临近所述碗沿(2-4)的所述碗壁(2-3)内侧面上设置有一级排阻凹槽(2-5)，所述一级排阻凹槽(2-5)在所述碗壁(2-3)内侧面上沿所述碗沿(2-4)的圆周方向设置，并且所述一级排阻凹槽(2-5)的槽深为所述碗壁(2-3)厚度的二分之一至三分之二 ；在所述碗底(2-2)与所述碗壁(2-3)邻接处的所述碗壁(2-3)内侧面上设置有二级排阻凹槽(2-6)，所述二级排阻凹槽(2-6)在所述碗壁(2-3)内侧面上沿所述碗底(2-2)的圆周方向设置，并且所述二级排阻凹槽(2-6)的槽深为所述碗壁(2-3)厚度的三分之一至二分之一；还包括排阻架(2-7)、环形排阻盘(2-8)和排阻压缩弹簧(2-9)，在所述排阻架(2-7)的圆周面上且沿所述排阻架(2-7)的圆周方向设置有三级排阻凹槽(2-10)，所述环形排阻盘(2-8)的内侧环形边沿位于所述三级排阻凹槽(2-10)内，并且所述环形排阻盘(2-8)的内侧环形边沿与所述三级排阻凹槽(2-10)内壁之间为间隙配合，所述排阻压缩弹簧(2-9)的一端与所述环形排阻盘(2-8)的内侧环形边沿连接，所述排阻压缩弹簧(2-9)的另一端固定安装在所述三级排阻凹槽(2-10)的槽底 ，所述环形排阻盘(2-8)的外侧边沿与所述碗底(2-2)固定安装在一起。
【文档编号】F17D5/02GK103470959SQ201310416953
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】孙士彬, 孙乾耀, 卢红彬, 董猛 申请人:北京埃彼咨石化科技有限公司