專利名稱：一種清管器跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于管道作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種清管器跟蹤系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了有效對管道進(jìn)行維修、維護(hù)、清污等工作，一般都是在管道內(nèi)安置管道作業(yè)裝備來實現(xiàn)各種復(fù)雜的管道作業(yè)。比如通過清管器用來清理管道；而對清管器的監(jiān)視跟蹤主要通過兩種方式來實現(xiàn)，一種是通過收發(fā)球站場內(nèi)的過球指示儀來實現(xiàn)，這些過球指示一般利用焊接或者其他方式安裝在管狀體或連接管(nipple)上，這些管狀體具有通向管道的小直徑開口，使得與管道內(nèi)部的流體通連。桿組件一般需要密封地置于管狀體構(gòu)件的內(nèi)部，因此密封了管狀體構(gòu)件內(nèi)部和管道內(nèi)部使之與大氣隔離。此桿組件一般具有伸入管道內(nèi)部的軸或者觸發(fā)器，當(dāng)清管器經(jīng)過管狀體構(gòu)件時，與連接于桿組件的伸入管道內(nèi)部的軸或者觸發(fā)器接觸，該接觸于是釋放了牢固固定于管狀體構(gòu)件外部的彈簧加載的信號發(fā)生器或者其他的過球指示儀。另一種是對管道沿線進(jìn)行監(jiān)聽和記錄來跟蹤清管器，因為當(dāng)清管器出現(xiàn)卡球、失蹤等事故時，利用清管器跟蹤和監(jiān)聽信息，可以較快速的判斷和尋找清管器位置。然而現(xiàn)有技術(shù)中對管道沿線進(jìn)行監(jiān)聽和記錄需要大量的工作人員且工作環(huán)境較差，這樣增加了清管作業(yè)的成本，一旦遇到惡劣天氣，將不僅增加監(jiān)聽誤報的幾率，而且不能實時跟蹤，甚至有可能出現(xiàn)事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提高一種清管器跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過清管器發(fā)射的低頻脈沖信號激發(fā)地面設(shè)置的接收機獲取跟蹤信息，利用無線移動通訊技術(shù)使接收機和遠(yuǎn)程終端進(jìn)行通信，實現(xiàn)了清管器位置跟蹤。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種清管器跟蹤系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括清管器，用于在管道內(nèi)行進(jìn)作業(yè)的同時發(fā)射預(yù)定頻率的低頻脈沖信號；該清管器可以為機械式清管器或內(nèi)檢測器或管道機器人。接收機，用于接收所述預(yù)定頻率的低頻脈沖信號，并將對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息以無線通信方式進(jìn)行發(fā)送；服務(wù)器和/或移動終端，用于接收接收機發(fā)送的所述時間信息和地理位置信息， 以使服務(wù)器和/或移動終端跟蹤到管道中的所述清管器。為了使清管器有效發(fā)射低頻脈沖信號，所述清管器包括發(fā)射機，用于發(fā)射預(yù)定頻率的低頻脈沖信號。該發(fā)射機可以包括低頻脈沖電路，用于產(chǎn)生預(yù)定頻率的低頻脈沖信號；發(fā)射天線，用于發(fā)射低頻脈沖電路產(chǎn)生的預(yù)定頻率的低頻脈沖信號；電池，用于給所述低頻脈沖電路提供電能。為了使接收機有效對低頻脈沖信號進(jìn)行有效處理并發(fā)送跟蹤信息，所述接收機包括接收天線，用于接收預(yù)定頻率的低頻脈沖信號；放大選頻電路，用于提高接收到的所述低頻脈沖信號的信噪比；低通濾波電路，用于對提高了信噪比的低頻脈沖信號進(jìn)行濾波；微處理器，用于將濾波后的低頻脈沖信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并根據(jù)數(shù)字化的低頻脈沖信號生成觸發(fā)信號；還用于將定位單元確定的對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息發(fā)送至通信單元；定位單元，用于根據(jù)微處理器發(fā)送的觸發(fā)信號確定對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息；通信單元，用于將微處理器發(fā)送的對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息以無線通信方式進(jìn)行發(fā)送。為了確定低頻脈沖信號來自清管器，所述預(yù)定頻率在20 25赫茲，最好為23赫茲。本發(fā)明的優(yōu)點在于通過清管器發(fā)射低頻脈沖信號，可以使接收機確定對應(yīng)清管器的跟蹤信息，比如接收發(fā)射低頻脈沖信號的時間和接收機的地理位置信息，在利用無線移動通訊技術(shù)使接收機和遠(yuǎn)程終端進(jìn)行通信，以使用戶通過遠(yuǎn)程終端獲取到的跟蹤信息知曉
清管器的位置。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例提供的一種清管器跟蹤系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實施例提供一種清管器跟蹤系統(tǒng)，如圖1所示，圖1是本發(fā)明實施例提供的一種清管器跟蹤系統(tǒng)示意圖，清管器1為管道作業(yè)設(shè)備，工作環(huán)境是在管道內(nèi)，主要是由筒形骨架和數(shù)個皮碗(也可以是數(shù)個支撐輪，本實施例用皮碗進(jìn)行說明)組成結(jié)構(gòu)，筒形骨架內(nèi)形成圓柱形空腔，可以安裝儀表、電路等，而皮碗是可以將筒形骨架支撐在管道內(nèi)，這樣通過受流體驅(qū)動行進(jìn)，由于清管器載體1的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，所以本發(fā)明在此不做過多贅述。本實施例中的清管器1搭載發(fā)射機11，該發(fā)射機11用于發(fā)射預(yù)定頻率的低頻脈沖信號。比如20 25赫茲的低頻脈沖信號，當(dāng)然最好是23赫茲的低頻脈沖信號。該發(fā)射機11 包括用金屬殼體密封并安裝在清管器1筒形骨架內(nèi)的低頻脈沖電路111，用于產(chǎn)生預(yù)定頻率的低頻脈沖信號。發(fā)射天線112，用于發(fā)射低頻脈沖電路111產(chǎn)生的預(yù)定頻率的低頻脈沖信號，發(fā)射天線112主要依據(jù)流體流動方向安裝，比如清管器1的最前端或最后端。電池 113，用于給所述低頻脈沖電路111等提供電能。這樣清管器1在管道內(nèi)行進(jìn)作業(yè)的同時就可以發(fā)射預(yù)定頻率的低頻脈沖信號。該預(yù)定頻率的低頻脈沖信號可以穿透管道壁和地面。接收機2可以安裝在管道外壁或地面上，本實施例以安裝在地面為例。接收機2 在地面上沿管道方向間隔一定距離安置，該接收機2包括接收天線21，用于接收預(yù)定頻率的低頻脈沖信號。因為管道內(nèi)的清管器1發(fā)射的預(yù)定頻率的低頻脈沖信號穿透管道管壁和地面過程時信號會衰減，所以接收天線21接收預(yù)定頻率的低頻脈沖信號極其微弱，此時需要進(jìn)一步對該預(yù)定頻率的低頻脈沖信號進(jìn)行處理，因此當(dāng)接收天線21接收到預(yù)定頻率的低頻脈沖信號后，為了減少了雜散電波、管道等干擾信號對低頻脈沖信號的影響，接收機 2中的放大選頻電路22可以用于提高接收到的所述低頻脈沖信號的信噪比，同時低通濾波電路23可以用于對提高了信噪比的低頻脈沖信號進(jìn)行濾波，從而濾波出預(yù)定頻率的低頻脈沖信號。由于濾波出的低頻脈沖信號是模擬信號，所以接收機2中的微處理器M用于將濾波后的低頻脈沖信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，即將濾波出的低頻脈沖信號是模擬信號轉(zhuǎn)換為低頻脈沖數(shù)字信號，并根據(jù)數(shù)字化的低頻脈沖信號生成觸發(fā)信號。由于微處理器M獲取了低頻脈沖數(shù)字信號，也就意味著接收器2確定接收到了清管器1發(fā)射的預(yù)定頻率的低頻脈沖信號，即接收器2跟蹤到了清管器1，所以要將相關(guān)跟蹤信息發(fā)送至遠(yuǎn)方終端，而該生成觸發(fā)信號即是觸發(fā)定位單元生成跟蹤信息的信號。如此接收機2中的定位單元25可以用于根據(jù)微處理器M發(fā)送的觸發(fā)信號確定對應(yīng)清管器1的跟蹤信息，該跟蹤信息包括對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息。該定位單元25實際可以是GPS(Global Positioning System)單元。此時微處理器M還用于將定位單元25確定的對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息發(fā)送至通信單元 26。而接收機中的通信單元沈用于將微處理器M發(fā)送的對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息以無線通信方式進(jìn)行發(fā)送。該通信單元26可以是 GSM(GlobalSystem for Mobile Communications，即全球通)單元。這樣接收機 2 就完成了報送對應(yīng)清管器跟蹤信息的任務(wù)，即完成了通過接收所述預(yù)定頻率的低頻脈沖信號確定是清管器，并將對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息以無線通信方式進(jìn)行發(fā)送的任務(wù)。需要說明的是，為了有效密封上述電路、單元等電子部件，本實施例是將上述電路、單元等電子部件密封在金屬殼體27內(nèi)部，并通過電池觀來供電的。本實施例中的遠(yuǎn)方終端可以是服務(wù)器31和/或移動終端32，用于接收接收機2 發(fā)送的對應(yīng)清管器1的時間信息和地理位置信息，以使服務(wù)器和/或移動終端跟蹤到管道中的清管器1。這樣用戶即可通過服務(wù)器31存儲的清管器跟蹤信息，了解清管器在管道內(nèi)作業(yè)的詳細(xì)位置，也可以通過移動終端32即時知曉清管器在管道內(nèi)作業(yè)的詳細(xì)位置，大大方便了對清管器的跟蹤，比如更好的適用于對機械式清管器或內(nèi)檢測器或管道機器人的跟蹤。與傳統(tǒng)的聽電子清管器接收機的報警聲音、閃爍燈光來判斷清管器和發(fā)射機位置的方法相比，本發(fā)明實施例所提供的系統(tǒng)對使用者專業(yè)經(jīng)驗要求也大大降低，減輕清管作業(yè)監(jiān)聽人員工作強度，降低清管作業(yè)成本，地面工作人員也可以有效避免外界惡劣環(huán)境對人身的影響，輕松實現(xiàn)了清管器跟蹤。
當(dāng)然，以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的邏輯和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種清管器跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括清管器，用于在管道內(nèi)行進(jìn)作業(yè)的同時發(fā)射預(yù)定頻率的低頻脈沖信號； 接收機，用于接收所述預(yù)定頻率的低頻脈沖信號，并將對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息以無線通信方式進(jìn)行發(fā)送；服務(wù)器和/或移動終端，用于接收接收機發(fā)送的所述時間信息和地理位置信息，以使服務(wù)器和/或移動終端跟蹤到管道中的所述清管器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述清管器包括 發(fā)射機，用于發(fā)射預(yù)定頻率的低頻脈沖信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射機包括 低頻脈沖電路，用于產(chǎn)生預(yù)定頻率的低頻脈沖信號；發(fā)射天線，用于發(fā)射低頻脈沖電路產(chǎn)生的預(yù)定頻率的低頻脈沖信號； 電池，用于給所述低頻脈沖電路提供電能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收機包括 接收天線，用于接收預(yù)定頻率的低頻脈沖信號；放大選頻電路，用于提高接收到的所述低頻脈沖信號的信噪比； 低通濾波電路，用于對提高了信噪比的低頻脈沖信號進(jìn)行濾波； 微處理器，用于將濾波后的低頻脈沖信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并根據(jù)數(shù)字化的低頻脈沖信號生成觸發(fā)信號；還用于將定位單元確定的對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息發(fā)送至通信單元；定位單元，用于根據(jù)微處理器發(fā)送的觸發(fā)信號確定對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息；通信單元，用于將微處理器發(fā)送的對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息以無線通信方式進(jìn)行發(fā)送。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定頻率在20 25赫茲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定頻率為23赫茲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述清管器為機械式清管器或內(nèi)檢測器或管道機器人。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種清管器跟蹤系統(tǒng)，屬于管道作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，所述系統(tǒng)包括清管器，用于在管道內(nèi)行進(jìn)作業(yè)的同時發(fā)射預(yù)定頻率的低頻脈沖信號；接收機，用于接收所述預(yù)定頻率的低頻脈沖信號，并將對應(yīng)接收所述低頻脈沖信號的時間信息和所述接收機的地理位置信息以無線通信方式進(jìn)行發(fā)送；服務(wù)器和/或移動終端，用于接收接收機發(fā)送的所述時間信息和地理位置信息，以使服務(wù)器和/或移動終端跟蹤到管道中的所述清管器。該系統(tǒng)通過清管器發(fā)射的低頻脈沖信號激發(fā)地面設(shè)置的接收機獲取跟蹤信息，利用無線移動通訊技術(shù)使接收機和遠(yuǎn)程終端進(jìn)行通信，實現(xiàn)了清管器位置跟蹤。
文檔編號G01S19/50GK102169185SQ20101061504
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者張仕民, 王洪娟, 譚桂斌 申請人:中國石油大學(xué)(北京)