专利名称：一种清管器跟踪系统的制作方法
技术领域：
本发明属于管道作业技术领域，特别涉及一种清管器跟踪系统。
背景技术：
为了有效对管道进行维修、维护、清污等工作，一般都是在管道内安置管道作业装备来实现各种复杂的管道作业。比如通过清管器用来清理管道；而对清管器的监视跟踪主要通过两种方式来实现，一种是通过收发球站场内的过球指示仪来实现，这些过球指示一般利用焊接或者其他方式安装在管状体或连接管(nipple)上，这些管状体具有通向管道的小直径开口，使得与管道内部的流体通连。杆组件一般需要密封地置于管状体构件的内部，因此密封了管状体构件内部和管道内部使之与大气隔离。此杆组件一般具有伸入管道内部的轴或者触发器，当清管器经过管状体构件时，与连接于杆组件的伸入管道内部的轴或者触发器接触，该接触于是释放了牢固固定于管状体构件外部的弹簧加载的信号发生器或者其他的过球指示仪。另一种是对管道沿线进行监听和记录来跟踪清管器，因为当清管器出现卡球、失踪等事故时，利用清管器跟踪和监听信息，可以较快速的判断和寻找清管器位置。然而现有技术中对管道沿线进行监听和记录需要大量的工作人员且工作环境较差，这样增加了清管作业的成本，一旦遇到恶劣天气，将不仅增加监听误报的几率，而且不能实时跟踪，甚至有可能出现事故。
发明内容
本发明的目的在于提高一种清管器跟踪系统，该系统通过清管器发射的低频脉冲信号激发地面设置的接收机获取跟踪信息，利用无线移动通讯技术使接收机和远程终端进行通信，实现了清管器位置跟踪。为了实现上述发明目的，本发明提供一种清管器跟踪系统，所述系统包括清管器，用于在管道内行进作业的同时发射预定频率的低频脉冲信号；该清管器可以为机械式清管器或内检测器或管道机器人。接收机，用于接收所述预定频率的低频脉冲信号，并将对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息以无线通信方式进行发送；服务器和/或移动终端，用于接收接收机发送的所述时间信息和地理位置信息， 以使服务器和/或移动终端跟踪到管道中的所述清管器。为了使清管器有效发射低频脉冲信号，所述清管器包括发射机，用于发射预定频率的低频脉冲信号。该发射机可以包括低频脉冲电路，用于产生预定频率的低频脉冲信号；发射天线，用于发射低频脉冲电路产生的预定频率的低频脉冲信号；电池，用于给所述低频脉冲电路提供电能。为了使接收机有效对低频脉冲信号进行有效处理并发送跟踪信息，所述接收机包括接收天线，用于接收预定频率的低频脉冲信号；放大选频电路，用于提高接收到的所述低频脉冲信号的信噪比；低通滤波电路，用于对提高了信噪比的低频脉冲信号进行滤波；微处理器，用于将滤波后的低频脉冲信号进行模数转换，并根据数字化的低频脉冲信号生成触发信号；还用于将定位单元确定的对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息发送至通信单元；定位单元，用于根据微处理器发送的触发信号确定对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息；通信单元，用于将微处理器发送的对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息以无线通信方式进行发送。为了确定低频脉冲信号来自清管器，所述预定频率在20 25赫兹，最好为23赫兹。本发明的优点在于通过清管器发射低频脉冲信号，可以使接收机确定对应清管器的跟踪信息，比如接收发射低频脉冲信号的时间和接收机的地理位置信息，在利用无线移动通讯技术使接收机和远程终端进行通信，以使用户通过远程终端获取到的跟踪信息知晓
清管器的位置。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例提供的一种清管器跟踪系统示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供一种清管器跟踪系统，如图1所示，图1是本发明实施例提供的一种清管器跟踪系统示意图，清管器1为管道作业设备，工作环境是在管道内，主要是由筒形骨架和数个皮碗(也可以是数个支撑轮，本实施例用皮碗进行说明)组成结构，筒形骨架内形成圆柱形空腔，可以安装仪表、电路等，而皮碗是可以将筒形骨架支撑在管道内，这样通过受流体驱动行进，由于清管器载体1的结构为现有技术，所以本发明在此不做过多赘述。本实施例中的清管器1搭载发射机11，该发射机11用于发射预定频率的低频脉冲信号。比如20 25赫兹的低频脉冲信号，当然最好是23赫兹的低频脉冲信号。该发射机11 包括用金属壳体密封并安装在清管器1筒形骨架内的低频脉冲电路111，用于产生预定频率的低频脉冲信号。发射天线112，用于发射低频脉冲电路111产生的预定频率的低频脉冲信号，发射天线112主要依据流体流动方向安装，比如清管器1的最前端或最后端。电池 113，用于给所述低频脉冲电路111等提供电能。这样清管器1在管道内行进作业的同时就可以发射预定频率的低频脉冲信号。该预定频率的低频脉冲信号可以穿透管道壁和地面。接收机2可以安装在管道外壁或地面上，本实施例以安装在地面为例。接收机2 在地面上沿管道方向间隔一定距离安置，该接收机2包括接收天线21，用于接收预定频率的低频脉冲信号。因为管道内的清管器1发射的预定频率的低频脉冲信号穿透管道管壁和地面过程时信号会衰减，所以接收天线21接收预定频率的低频脉冲信号极其微弱，此时需要进一步对该预定频率的低频脉冲信号进行处理，因此当接收天线21接收到预定频率的低频脉冲信号后，为了减少了杂散电波、管道等干扰信号对低频脉冲信号的影响，接收机 2中的放大选频电路22可以用于提高接收到的所述低频脉冲信号的信噪比，同时低通滤波电路23可以用于对提高了信噪比的低频脉冲信号进行滤波，从而滤波出预定频率的低频脉冲信号。由于滤波出的低频脉冲信号是模拟信号，所以接收机2中的微处理器M用于将滤波后的低频脉冲信号进行模数转换，即将滤波出的低频脉冲信号是模拟信号转换为低频脉冲数字信号，并根据数字化的低频脉冲信号生成触发信号。由于微处理器M获取了低频脉冲数字信号，也就意味着接收器2确定接收到了清管器1发射的预定频率的低频脉冲信号，即接收器2跟踪到了清管器1，所以要将相关跟踪信息发送至远方终端，而该生成触发信号即是触发定位单元生成跟踪信息的信号。如此接收机2中的定位单元25可以用于根据微处理器M发送的触发信号确定对应清管器1的跟踪信息，该跟踪信息包括对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息。该定位单元25实际可以是GPS(Global Positioning System)单元。此时微处理器M还用于将定位单元25确定的对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息发送至通信单元 26。而接收机中的通信单元沈用于将微处理器M发送的对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息以无线通信方式进行发送。该通信单元26可以是 GSM(GlobalSystem for Mobile Communications，即全球通)单元。这样接收机 2 就完成了报送对应清管器跟踪信息的任务，即完成了通过接收所述预定频率的低频脉冲信号确定是清管器，并将对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息以无线通信方式进行发送的任务。需要说明的是，为了有效密封上述电路、单元等电子部件，本实施例是将上述电路、单元等电子部件密封在金属壳体27内部，并通过电池观来供电的。本实施例中的远方终端可以是服务器31和/或移动终端32，用于接收接收机2 发送的对应清管器1的时间信息和地理位置信息，以使服务器和/或移动终端跟踪到管道中的清管器1。这样用户即可通过服务器31存储的清管器跟踪信息，了解清管器在管道内作业的详细位置，也可以通过移动终端32即时知晓清管器在管道内作业的详细位置，大大方便了对清管器的跟踪，比如更好的适用于对机械式清管器或内检测器或管道机器人的跟踪。与传统的听电子清管器接收机的报警声音、闪烁灯光来判断清管器和发射机位置的方法相比，本发明实施例所提供的系统对使用者专业经验要求也大大降低，减轻清管作业监听人员工作强度，降低清管作业成本，地面工作人员也可以有效避免外界恶劣环境对人身的影响，轻松实现了清管器跟踪。
当然，以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的逻辑和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种清管器跟踪系统，其特征在于，所述系统包括清管器，用于在管道内行进作业的同时发射预定频率的低频脉冲信号； 接收机，用于接收所述预定频率的低频脉冲信号，并将对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息以无线通信方式进行发送；服务器和/或移动终端，用于接收接收机发送的所述时间信息和地理位置信息，以使服务器和/或移动终端跟踪到管道中的所述清管器。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述清管器包括 发射机，用于发射预定频率的低频脉冲信号。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述发射机包括 低频脉冲电路，用于产生预定频率的低频脉冲信号；发射天线，用于发射低频脉冲电路产生的预定频率的低频脉冲信号； 电池，用于给所述低频脉冲电路提供电能。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接收机包括 接收天线，用于接收预定频率的低频脉冲信号；放大选频电路，用于提高接收到的所述低频脉冲信号的信噪比； 低通滤波电路，用于对提高了信噪比的低频脉冲信号进行滤波； 微处理器，用于将滤波后的低频脉冲信号进行模数转换，并根据数字化的低频脉冲信号生成触发信号；还用于将定位单元确定的对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息发送至通信单元；定位单元，用于根据微处理器发送的触发信号确定对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息；通信单元，用于将微处理器发送的对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息以无线通信方式进行发送。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的系统，其特征在于，所述预定频率在20 25赫兹。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述预定频率为23赫兹。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述清管器为机械式清管器或内检测器或管道机器人。
全文摘要
本发明涉及一种清管器跟踪系统，属于管道作业技术领域，所述系统包括清管器，用于在管道内行进作业的同时发射预定频率的低频脉冲信号；接收机，用于接收所述预定频率的低频脉冲信号，并将对应接收所述低频脉冲信号的时间信息和所述接收机的地理位置信息以无线通信方式进行发送；服务器和/或移动终端，用于接收接收机发送的所述时间信息和地理位置信息，以使服务器和/或移动终端跟踪到管道中的所述清管器。该系统通过清管器发射的低频脉冲信号激发地面设置的接收机获取跟踪信息，利用无线移动通讯技术使接收机和远程终端进行通信，实现了清管器位置跟踪。
文档编号G01S19/50GK102169185SQ20101061504
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者张仕民, 王洪娟, 谭桂斌 申请人:中国石油大学(北京)