一种埋地长输管线长度快速测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种埋地长输管线长度快速测量装置。

背景技术：

工业及日常生活中，各种流体介质的输送主要使用钢管来完成，包括污水、清水、油水、原油等，使用一段时间后管内壁由于输送液体的腐蚀附着、沉积形成污垢，使得钢管孔径缩小，输送阻力增大，输送能力减小，钢管管壁腐蚀穿孔，发生泄漏等环境安全事故，需要对钢管内壁进行特殊防腐处理。管线内防腐施工过程中，需要准确地测量出管线的实际长度，用于计算涂料添加数量。目前是依靠人工手持GPS测量仪沿管线步行，由管线起端走到末端测量出管线长度，这种方法存在以下缺点：

1.现场绝大部分管线为埋在地面下，部分管线地面上已栽植树木或者农作物，很难判断其位置走向，只能依靠工人经验大致判断管线走向位置，造成较大的测量误差；

2. 部分管线经过山沟，或者经过山沟间跨越，地形危险复杂，由于安全方面考虑工人无法继续沿管线行进，只能估判造成测量误差；

3.工人沿管线行走时，大部分在管线旁边行走，不可能完全在管线正上方，造成测量误差；

4.部分山沟GPS信号弱间断，造成测量误差；

5.测量人员劳动强度大且工作存在危险，测量时间长需要几个小时，造成施工效率低。

由于管线长度测量偏差，造成涂料添加数量或多或少，挤涂有时因涂料添加少，使管内壁未完全涂敷造成质量隐患；有时涂料添加多，使得末端出料多造成环境污染及涂料浪费。

技术实现要素：

本实用新型提供一种埋地长输管线长度快速测量装置，本装置适用于长距离埋地管线长度快速测量，单次测量长度可达到5公里，测量用时10分钟以内，测量误差小于50米，可用于钢管内挤涂防腐施工的需要。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是：一种埋地长输管线长度快速测量装置，其特征在于：包括可在管线内移动的移动装置，移动装置内设置有电池单元、九轴惯性导航模块、数据处理单元和显示单元；所述的九轴惯性导航模块插接于数据处理单元上，数据处理单元与显示单元连接，电池单元用于给九轴惯性导航模块、数据处理单元和显示单元供电。

所述的移动装置为空心的柱型体，所述的空心的柱型体的两端分别设置有前密封皮碗和后密封皮碗，所述的后密封皮碗上连接有支架，所述的支架的另一端通过摆动臂连接有里程轮）。

所述的前密封皮碗通过固定螺钉与空心的柱型体连接。

所述的后密封皮碗通过连接螺钉与空心的柱型体连接。

所述的摆动臂与支架通过销轴一铰接摆动。

所述的摆动臂与里程轮通过销轴二固定连接。

所述的后密封皮碗和前密封皮碗的材料为弹性材料。

所述的九轴惯性导航模块的型号为MPU-9250。

所述的数据处理单元的型号为STM32F407。

所述的显示单元的型号为YK-2531BS。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

1.本实用新型测量误差小于50米，测量时间在10分钟内，减少施工时间，提高现场施工效率；

2. 本实用新型减少工人工作强度及工作危险性；

3. 本实用新型测量值准确度高，为管线内防腐施工时涂料量提供准确依据，减少浪费或下料不足。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图图；

图2为本实用新型使用状态参考图；

图3为本实用新型移动装置内部连接图；

1-里程轮，2-销轴二，3-摆动臂，4-销轴一，5-支架，6-连接螺钉，7-后密封皮碗，8-柱型体，9-电池单元，10-数据处理单元，11-九轴惯性导航模块，12-显示单元，13-前密封皮碗，14-固定螺钉，15-控制阀门，16-压缩空气，17-被测管线。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例提供一种埋地长输管线长度快速测量装置（参见图1），里程轮1、销轴二2、摆动臂3、销轴一4、支架5、连接螺钉6、后密封皮碗7、柱型体8、电池单元9、数据处理单元10、九轴惯性导航模块11、显示单元12、前密封皮碗13、固定螺钉14组成；

所述的九轴惯性导航模块11插接于数据处理单元10上，数据处理单元10与显示单元12连接，电池单元9用于给九轴惯性导航模块11、数据处理单元10和显示单元12供电（参见图3）。

所述的九轴惯性导航模块11的型号为MPU-9250。

所述的数据处理单元10的型号为STM32F407。

所述的显示单元12的型号为YK-2531BS。

所述的电池单元9的型号为TPS7A4533，电压为3.3V。

所述的空心的柱型体8的两端分别设置有前密封皮碗13和后密封皮碗7，前密封皮碗13通过固定螺钉14与柱型体8固连，后密封皮碗7通过连接螺钉6与柱型体8固连，后密封皮碗7上连接有支架5，所述的支架5的另一端通过销轴一4与摆动臂3铰接并可摆动，所述里程轮1与摆动臂3通过销轴二2连接于一起，所述的空心的柱型体8设置有电池单元9、九轴惯性导航模块11、数据处理单元10和显示单元12。

所述后密封皮碗7与前密封皮碗13由弹性材料加工成，起到支撑及密封作用，且容易通过弯头。

所述九轴惯性导航模块11集成高精度的陀螺仪、加速度计、地磁场传感器，采用高性能的微处理器和先进的动力学解算与卡尔曼动态滤波算法，能够快速求解出模块当前的实时运动姿态。采用先进的数字滤波技术，能有效降低测量噪声，提高测量精度，模块内部集成了姿态解算器，配合动态卡尔曼滤波算法，能够在动态环境下准确输出模块的当前姿态，姿态测量精度0.01度，稳定性极高。

电池单元9为可充电锂电池，更换方便，一块电池可断续使用1～2个月以上。

本实用新型的工作过程（参见图2）：将本实用新型结构从被测管线17起端放入，如图2所示然后通入压缩空气16，通过调节控制阀门15的大小，使该快速测量装置移动速度控制在10～20米/秒范围内，在压缩空气推动下由末端打出，测量长度时通过皮碗密封，依靠管道内气体的压力，推动快速测量装置在管道内进行移动，一边移动一边在管道内移动检测，由数据处理单元10实时采集九轴惯性导航模块11测量的数据以及外置里程轮的数据，对采集惯性导航姿态、速度等参数通过滤波和积分计算出速度及位移，并对导航误差并修正，从而得到高精度的位置、姿态角和速度信息，对位移数据进行累加保存可得出管线长度。由管线末端打出后，操作人员直接读取显示单元12显示屏上5位数值即可测量出管线长度，该数值可循环保存，完成测量后关闭电源。

通过调节控制阀门15的大小使埋地长输管线长度快速测量装置在钢管内前进速度约10～20米/秒，惯性导航单元数据输出频率按100Hz计算，平均读取每次信号对应距离为约0.2米。

本实用新型的测量管线长度可达5000米，用时约5—10分钟，测量误差小于50米。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型的说明书及附图内容所做的等同结构变化，均应包含在实用新型的专利保护范围内。