管道漏磁检测装置的制作方法

本发明涉及管道检修技术领域，特别涉及一种管道漏磁检测装置。

背景技术：

管道是石油、天然气最主要的输送方式之一，目前，我国油气长输管道面临的严重问题是：大多数在役管道是60至70年代建设的，现已进入中老龄期，处于事故多发阶段。受到检测手段的制约，管道损伤状况多数不能确切判别及定位，往往造成盲目开挖或盲目报废等不必要的损失。目前通常是将管道漏磁检测装置安装在输油管道内，来对输油管道的管壁进行检测，从而确定输油管道损坏的程度和具体位置。

目前通常使用的管道漏磁检测装置包括：永磁铁和探头，在长输管道检测中，利用永磁铁将管道的管壁饱和磁化，在被测管壁中形成磁回路，当管壁没有缺陷时，磁力线处于管壁之内，当管壁存在缺陷时，磁力线会穿出管壁，形成漏磁场。利用探头拾取管道损失处的漏磁信号，可以确定管道中的损坏程度以及损坏的位置，以便进行定点维修。

现有的管道漏磁检测装置中，其永磁铁和探头均是固定结构，在不同尺寸的管道中使用时，小尺寸的管道漏磁检测装置的永久性磁铁和探头无法紧贴大尺寸的管道的管壁，导致检测的准确性低。因此，每种尺寸的管道需要使用对应尺寸的管道漏磁检测装置，这大大增加了检测成本。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种管道漏磁检测装置，能够解决目前通常使用的管道漏磁检测装置检测的准确性低和检测成本偏高的问题。该技术方案如下：

提供了一种管道漏磁检测装置，该管道漏磁检测装置包括：漏磁检测单元、电源单元和控制单元；

该漏磁检测单元和该控制单元分别与该电源单元电性耦接；

该漏磁检测单元包括：漏磁检测段、第一安装盘、第二安装盘、连接盘、多个永磁铁、多个钢刷和多个磁场传感器；

该漏磁检测段为圆柱体，该漏磁检测段上可拆卸地顺次连接有该第一安装盘、该第二安装盘和该连接盘，该连接盘用于连接该电源单元；

该第一安装盘的外壁上沿周向均匀设有多个安装孔，每个永磁铁连接至少一个连接机构的一端，每个该连接机构的另一端插入对应的安装孔中，每个永磁铁的外壁上可拆卸地连接一个钢刷；

每个连接机构包括：第一端与该永磁铁连接的连接杆，以及套装在该连接杆上的弹簧，该连接杆的第二端通过卡止结构卡止于一个安装孔中，该弹簧的两端分别与该永磁铁和该第一安装盘相抵；

该多个磁场传感器沿周向可伸缩地连接在该第二安装盘的外壁上，用于进行漏磁检测并向该控制单元发送漏磁信号。

在一种可能的设计中，该卡止结构包括：在该安装孔的端部向内设置的卡环和套装在该连接杆的第二端的限位环，该卡环用于使防止该限位环从该安装孔中脱出。

在一种可能的设计中，该卡止结构包括：在该安装孔的内壁上设置的凹槽和固定在该连接杆的侧面的滑块，该滑块卡止于该凹槽内，该凹槽用于防止该滑块从该安装孔中脱出。

在一种可能的设计中，该第二安装盘上沿周向均匀设置有多个螺纹孔；

每个连接板通过一个螺纹杆连接在一个螺纹孔中，该每个连接板上可拆卸地连接有一个磁场传感器。

在一种可能的设计中，该管道漏磁检测装置还包括：防撞头；

该防撞头包括锥形段以及与该锥形段的第一端连接的球形段；

该锥形段的第二端与该漏磁检测段可拆卸地连接；

该锥形段的第一端的直径小于该锥形段的第二端的直径。

在一种可能的设计中，该电源单元包括：第一壳体，该第一壳体为圆柱形，该第一壳体的外壁上铰接有多个支撑架，每个支撑架的自由端上设有一个里程轮；

该第一壳体内部设有电池，该电池分别与该漏磁检测单元和该控制单元电性耦接；

该第一壳体的外壁的两端套装有第一橡胶皮碗。

在一种可能的设计中，该电源单元还包括：沿周向均匀设置在该第一壳体的外壁上的多个支撑座；

每个支撑座包括平行的两个圆环，每个支撑架的第一端上有圆孔，该每个支撑架通过该圆孔和螺栓结构可转动地连接在一个支撑座的两个圆环上。

在一种可能的设计中，该控制单元包括：第二壳体，该第二壳体为圆柱形，内部设有控制器；

该控制器与该漏磁检测单元电性耦接，用于控制该漏磁检测单元进行漏磁检测；

该第二壳体的外壁的两端套装有第二橡胶皮碗。

在一种可能的设计中，该第二个橡胶皮碗具有圆弧形边缘。

在一种可能的设计中，该漏磁检测单元通过第一万向节连接该电源单元；

该电源单元通过第二万向节连接该控制单元；

该第一万向节和该第二万向节均包括：十字轴、第一万向节叉和第二万向节叉；

该十字轴包括相互垂直的第一轴和第二轴，该第一万向节叉的两端可转动地连接在该第一轴的两端，该第二万向节叉的两端可转动地连接在该第二轴的两端。

通过将多个永磁铁和多个钢刷通过连接杆和弹簧可伸缩地连接在第一安装盘上，多个磁场传感器可伸缩地连接在第二安装盘上，多个钢刷的端部形成一个闭合圆环，用于与圆形的管壁内侧贴合。在将上述管道漏磁检测单元安装进管道之前，可以将钢刷和磁场传感器调节至与管道内径适配的高度，使得管道漏磁检测装置在进入管道后，钢刷和磁场传感器紧贴管道内壁。实现了使用同一个管道漏磁检测装置对不同尺寸的管道进行检测，提高检测精确度的同时降低了检测成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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管道漏磁检测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种卡止结构的示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种卡止结构的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种漏磁检测单元的结构示意图。

附图中的各个标号说明如下：

1-漏磁检测单元；

11-漏磁检测段；

12-第一安装盘；

121-安装孔；

13-第二安装盘；

131-螺纹孔，132-螺纹杆，133-连接板；

14-连接盘；

15-永磁铁；

16-钢刷；

17-磁场传感器；

18-连接机构；

181-连接杆，182-弹簧；

19-卡止结构；

191-卡环，192-限位环，193-凹槽，194-滑块；

2-电源单元；

21-第一壳体，22-支撑架，23-里程轮，24-第一橡胶皮碗，25-支撑座，26-

第一万向节；

3-控制单元；

31-第二壳体，32-第二万向节，33-第二橡胶皮碗；

4-防撞头；

41-锥形段，42-球形段。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种管道漏磁检测装置的结构示意图，请参见图1，该管道漏磁检测装置包括：漏磁检测单元1、电源单元2和控制单元3；该漏磁检测单元1和该控制单元3分别与该电源单元2电性耦接；该漏磁检测单元1包括：漏磁检测段11、第一安装盘12、第二安装盘13、连接盘14、多个永磁铁15、多个钢刷16和多个磁场传感器17；该漏磁检测段1为圆柱体，该漏磁检测段1上可拆卸地顺次连接有该第一安装盘12、该第二安装盘13和该连接盘14，该连接盘14用于连接该电源单元2；该第一安装盘12的外壁上沿周向均匀设有多个安装孔121，每个永磁铁15连接至少一个连接机构18的一端，每个该连接机构18的另一端插入对应的安装孔121中，每个永磁铁15的外壁上可拆卸地连接一个钢刷16；每个连接机构18包括：第一端与该永磁铁15连接的连接杆181，以及套装在该连接杆181上的弹簧182，该连接杆181的第二端通过卡止结构19卡止于一个安装孔121中，该弹簧182的两端分别与该永磁铁15和该第一安装盘12相抵；该多个磁场传感器17沿周向可伸缩地连接在该第二安装盘13的外壁上，用于进行漏磁检测并向该控制单元3发送漏磁信号。

下面对本发明实施例提供的管道漏磁检测装置的工作原理进行详述：

在将该漏磁检测装置推入管道前，根据管道尺寸的大小调节多个磁场传感器17在第二安装盘13上的高度，使该装置进入管道后，磁场传感器17的端部与管道内壁相抵；上述多个钢刷16的端部形成一个闭合的圆环，与管道的内壁相抵，该第一安装盘12上的弹簧182都处于压缩状态。

该漏磁检测装置在管道中由管道检测自爬行装置拖行，漏磁检测装置在行走时，漏磁检测单元1在前，永磁铁15将磁场传递给直接连接的钢刷16，漏磁检测单元1中的钢刷16与管壁相抵，并不断摩擦，钢刷16组成的圆环将摩擦过的管道内壁完全饱和磁化，在管道内壁上形成磁回路，磁场传感器17可以将各种磁场及其变化的量转变成漏磁信号。

通过将多个永磁铁15和多个钢刷16通过连接杆181和弹簧182可伸缩地连接在第一安装盘12上，多个磁场传感器17可伸缩地连接在第二安装盘13上，多个钢刷16的端部形成一个闭合圆环，用于与圆形的管壁内侧贴合。在将上述管道漏磁检测单元1安装进管道之前，可以将钢刷16和磁场传感器17调节至与管道内径适配的高度，使得管道漏磁检测装置在进入管道后，钢刷16和磁场传感器17紧贴管道内壁。实现了使用同一个管道漏磁检测装置对不同尺寸的管道进行检测，提高检测精确度的同时降低了检测成本。

其中，沿第一安装盘12的轴向，该安装孔121的数量可以是多个，例如，可以是2个、4个等，一个永磁铁15固定在沿第一安装盘12的轴向的多个安装孔121上。

图2是本发明实施例提供的一种卡止结构的示意图，请参见图2，在一种可能的设计中，该卡止结构19包括：在该安装孔121的端部向内设置的卡环191和套装在该连接杆181的第二端的限位环192，该卡环191用于使防止该限位环192从该安装孔121中脱出。

每个安装孔121内设置有该卡环191，该卡环191位于该安装孔121顶端。例如，可以通过焊接、粘接等方式固定。该卡环191中间有圆孔，该连接杆181的第二端穿过该卡环191的圆孔，伸入该安装孔121内；该限位环192为圆环状结构，通过中间的孔洞套装在该连接杆181的第二端上，例如，可以通过焊接、粘接等方式固定。当连接杆181向上移动至限位环192的顶部与该卡环191的底部相抵时，连接杆181无法继续向上移动，从而避免连接杆181从安装孔121中滑出，从而使固定在连接杆181上的永磁铁15和钢刷16不会脱离第一安装盘12。

当该装置行走至管壁上有凹陷的位置时，由于被压缩的弹簧182的弹力作用，连接杆181向永磁铁15施加推力，使得永磁铁15和钢刷16向外移动至继续紧贴凹陷的管壁，从而钢刷16能将凹陷位置的管壁饱和磁化；当该装置行走至管壁出现凸起的位置时，由于钢刷16与管壁相抵，钢刷16受到管壁的反作用力，该钢刷16和永磁铁15向下移动，进而压缩弹簧182，钢刷16与管壁之间仍保持以较小作用力相抵，使得钢刷16不会因为管壁凸起而损坏。

在钢刷16对管壁进行磁化后，磁场传感器17迅速对该位置的管壁进行检测，在管壁出现凹陷或凸起的位置，凹陷或凸起的位置的磁回路与平滑管壁的磁回路不同，因此，磁场传感器17就会检测到异常的磁回路，产生漏磁信号，并将漏磁信号传给控制单元3进行处理。

图3是本发明实施例提供的另一种卡止结构的示意图，请参见图3，在一种可能的设计中，该卡止结构19包括：在该安装孔121的内壁上设置的凹槽193和固定在该连接杆181的侧面的滑块194，该滑块194卡止于该凹槽193内，该凹槽193用于防止该滑块194从该安装孔121中脱出。

其中，该凹槽193呈长条状，例如，截面可以是半圆形，该滑块194固定连接在该连接杆181上；滑块194的外形为与该凹槽193相适配，例如，端部可以是半球形，该滑块194与凹槽193相契合并可以在凹槽193内滑动。当该滑块194在该凹槽193底部时，该连接杆181的底端也到达该安装孔121的底部；当滑块194上滑至该凹槽193的顶部时，该凹槽193的顶端卡住该滑块194，该连接杆181伸出该第一安装盘12的长度达到最大值，即该连接杆181无法再从该安装孔121中向上移动，使得该连接杆181可以在该安装孔121内滑动而不从该安装孔121中脱出，保证永磁铁15可伸缩地连接在第一安装盘12上而不脱离。

图4是本发明实施例提供的一种漏磁检测单元的结构示意图，请参见图4，在一种可能的设计中，该第二安装盘13上沿周向均匀设置有多个螺纹孔131；每个连接板133通过一个螺纹杆132连接在一个螺纹孔131中，该每个连接板133上可拆卸地连接有一个磁场传感器17。

其中，该多个螺纹孔131的数量可以是至少4个，例如，可以是4个、6个或8个等。每个螺纹孔131通过螺纹与该螺纹杆132的第一端连接，该螺纹杆132的第二端与连接板133固定连接；该连接板133为与磁场传感器17的外形适配的片状结构，例如，该磁场传感器17的底面为圆形，连接板133也为半径略大于该圆形直径的圆形。该连接板133的第一面与该螺纹杆132的第二端固定连接，该连接板133的第二面与该磁场传感器17通过螺栓连接。例如，该连接板133上可以设有多个通孔，该磁场传感器17的底座上设有多个适配的通孔，将螺栓穿入连接板133和磁场传感器17的底座上的通孔中，通过螺母进行固定。

通过将螺纹杆132旋入该螺纹孔131，可以使该螺纹杆132在该第二安装盘13上的伸出长度减小；通过将螺纹杆132旋出该螺纹孔131，可以使该螺纹杆132在该第二安装盘13上的伸出长度增加。由于该螺纹杆132在该第二安装盘13上的伸出长度可调节，使得该螺纹杆132连接的磁场传感器17可以适应不同内径的管道，以便得到准确的检测结果。

在一种可能的设计中，该管道漏磁检测装置还包括：防撞头4；该防撞头4包括锥形段41以及与该锥形段41的第一端连接的球形段42；该锥形段41的第二端与该漏磁检测段11可拆卸地连接；该锥形段41的第一端的直径小于该锥形段41的第二端的直径。

其中，管道漏磁检测装置在管道中行走时，该防撞头4的球形段42在整个管道漏磁检测装置的最前端，锥形段41在该球形段42的后端。具体地，该锥形段41还可以包括锥形部和圆柱部，该锥形部的直径较大的一端与该圆柱部连接，从而加强该锥形段41的强度。

在行走时，该防撞头4在漏磁检测段11的前方，当防撞头4与管道内的堵塞物撞击时产生冲击力，该球形段42有利于将冲击力分散，该锥形段41有利于将冲击力减弱，从而可以避免漏磁检测段11直接与堵塞物碰撞，减少由于直接碰撞产生的冲击力对漏磁检测单元1的损害，保护漏磁检测单元1。

在一种可能的设计中，该电源单元2包括：第一壳体21，该第一壳体21为圆柱形，该第一壳体21的外壁上铰接有多个支撑架22，每个支撑架22的自由端上设有一个里程轮23；该第一壳体21内部设有电池，该电池分别与该漏磁检测单元1和该控制单元3电性耦接；该第一壳体21的外壁的两端套装有多个橡胶皮碗24。

其中，该第一壳体21内装有电池，该电池可以是可充电电池，用于为该漏磁检测单元1和该控制单元3供电，该第一壳体21上铰接有多个支撑架22，每个支撑架22上连接有里程轮23；该第一壳体21将重量分散到该多个支撑架22上，再通过该多个支撑架22上的该里程轮23将重量分散到管壁上，该里程轮23和该支撑架22一起对第一壳体21起到支撑作用，电池的重量被分散到多个支撑架22和里程轮23上，减少了电池段在管道内行走的阻力。

该电源单元2还包括：沿周向均匀设置在该第一壳体21的外壁上的多个支撑座25；每个支撑座25包括平行的两个圆环，每个支撑架22的第一端上有圆孔，该每个支撑架22通过该圆孔和螺栓结构可转动地连接在一个支撑座25的两个圆环上。

其中，该支撑座25的底座上可拆卸地设有两个平行的圆环，该两个圆环可在该支撑座25的底座上相对移动，该支撑座25的底座固定连接在第一壳体21上，螺栓穿过该支撑座25的圆环以及该支撑架22第一端的圆孔，通过旋紧螺栓和螺母，使该两个圆环相互靠近，将支撑架22固定至无法旋转。该支撑架22可旋转到贴合在该第一壳体21的位置，也可绕支撑座25旋转到垂直于第一壳体21。

在将管道漏磁检测装置放入管道内之前，根据管径调整支撑架22的固定角度，使里程轮23所在的高度与管径适配。

在一种可能的设计中，该控制单元3包括：第二壳体31，该第二壳体31为圆柱形，内部设有控制器；该控制器与该漏磁检测单元1电性耦接，用于控制该漏磁检测单元1进行漏磁检测；该第二壳体31的外壁的两端套装有第二橡胶皮碗33。

其中，该第二壳体31是控制单元3的主体部分，该控制器可用于存储和发出检测指示、接收和存储漏磁信号、连接远程控制设备等。漏磁检测装置在管道内行走，当控制器未通过电缆连接远程控制设备，控制器调用其存储的检测指示发送给漏磁检测单元1，并将漏磁检测单元1的漏磁信号储存起来，当漏磁检测装置从管道中被拖出后，再将存储的漏磁信号传输给其他设备；当控制器通过电缆连接远程控制设备，远程控制设备向控制器发出检测指示，再通过控制器向漏磁检测单元1发出检测指示，漏磁信号通过控制器发到远程控制设备上。

在一种可能的设计中，第二个橡胶皮碗33具有圆弧形边缘。

其中，该第二橡胶皮碗33为圆环结构，可以是通过螺钉固定在第二壳体31上。第二橡胶皮碗33具有柔韧性，当该第二壳体31经过管壁上具有凸起的位置时，该第二壳体31可能会和管壁发生碰撞，该第二橡胶皮碗33有利于吸收第二壳体31可能受到的冲击力，使该控制单元3不会被撞坏。同时，由于第二橡胶皮碗33的边缘具有向前凸起的结构，该控制单元3在管道内行走时，向前凸起的结构有利于减小阻力，使得行走的更为顺畅，不会被凸起卡住。

该第一橡胶皮碗24的结构和作用与第二橡胶皮碗33相似，在此不再赘述。

在一种可能的设计中，该漏磁检测单元1通过第一万向节26连接该电源单元2；该电源单元2通过第二万向节32连接该控制单元3；

该第一万向节26和该第二万向节32均包括：十字轴、第一万向节叉和第二万向节叉；

该十字轴包括相互垂直的第一轴和第二轴，该第一万向节叉的两端可转动地连接在该第一轴的两端，该第二万向节叉的两端可转动地连接在该第二轴的两端。

其中，该第一万向节26和该第二万向节32分别将漏磁检测单元1、电源单元2和控制单元3相连接。

当漏磁检测装置在管道中行走时，例如，当行走至管道向左弯曲的位置时，与该第一漏磁检测单元1相连的第一轴可以向左转动，从而使该漏磁检测单元1相对于该电源单元2向左转动，以适应管道的弯曲；当行走至管道底部出现凸起的位置时，与该第一漏磁检测单元1相连的第一轴可以向上转动，从而使该漏磁检测单元1相对于该电源单元2向上转动，以适应管道的凸起。该第二万向节32和该第一万向节26的工作方式相似，在此不再一一赘述。因此，该漏磁检测装置能够通过该第一万向节26和该第二万向节32适应管道走向的变化，使得管道漏磁检测装置不至于卡在管道的弯曲处或在凹凸缺陷处翻车，提高了管道漏磁检测装置的稳定性。

上述所有可选技术方案，可以采用任意组合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。

上述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。