一種長(zhǎng)輸油氣管道內(nèi)檢測(cè)用傳感器陣列的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種長(zhǎng)輸油氣管道內(nèi)檢測(cè)用傳感器陣列，所述傳感器陣列包括15個(gè)結(jié)構(gòu)相同的檢測(cè)模塊，每個(gè)所述檢測(cè)模塊分別直接固定在軸向磁化裝置上，每個(gè)檢測(cè)模塊包括用于安裝數(shù)字電路板的數(shù)字電路板腔體和用于布置模擬電路板與磁敏感元件的檢測(cè)元件布置腔體，所述數(shù)字電路板腔體和所述檢測(cè)元件布置腔體相互分開(kāi)設(shè)置，構(gòu)成兩個(gè)不同的空間，其中，所述檢測(cè)元件布置腔體設(shè)置為“Z”型結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的傳感器陣列能夠?qū)υ诰€(xiàn)長(zhǎng)輸油氣管道進(jìn)行快速、全覆蓋、高精度的無(wú)損探傷，及早發(fā)現(xiàn)輸油管道缺陷。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種長(zhǎng)輸油氣管道內(nèi)檢測(cè)用傳感器陣列
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸油氣管道的無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種長(zhǎng)輸油氣管道內(nèi)檢測(cè)用傳感器陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]管道輸送已成為國(guó)內(nèi)外油氣輸送的主要方式，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)的油氣輸送管網(wǎng)已經(jīng)變的非常龐大，隨著管道運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增加，鋼制管道日益老化，尤其對(duì)應(yīng)于海底油氣管道，各種腐蝕、劃痕等缺陷逐漸積累，威脅管道安全運(yùn)行。這些管道一旦出現(xiàn)泄漏或者事故，將造成無(wú)法估量的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]對(duì)于長(zhǎng)輸油氣管道尤其是海底長(zhǎng)距離輸油輸氣管道的腐蝕檢測(cè)，目前常用的方式之一為管道漏磁內(nèi)檢測(cè)方法。該方法利用了管道漏磁內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)靠油壓在管道內(nèi)運(yùn)行的磁化器使管道局部處于磁化飽和狀態(tài)，管道漏磁內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)上的傳感器陣列會(huì)獲取缺陷漏磁場(chǎng)信號(hào)，記錄并存儲(chǔ)檢測(cè)信號(hào)，在管道末端取出存儲(chǔ)器并分析已記錄的數(shù)據(jù)，得到管道安全狀況及缺陷分布。
[0004]對(duì)應(yīng)長(zhǎng)輸油氣管道，存在多處彎頭和接頭，當(dāng)管道漏磁內(nèi)檢測(cè)器受?chē)?yán)重的管道幾何形狀和缺陷形狀的影響時(shí)，采用一般結(jié)構(gòu)形式的傳感器陣列就會(huì)在管道變徑等處存在漏檢。為保證后續(xù)信號(hào)分析與管道缺陷的對(duì)應(yīng)性，準(zhǔn)確評(píng)估管道安全狀況，亟需一種能在實(shí)時(shí)跟蹤管道內(nèi)壁的同時(shí)實(shí)現(xiàn)管道全覆蓋檢測(cè)的傳感器陣列。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于漏磁檢測(cè)的傳感器陣列，以對(duì)在線(xiàn)輸油氣管道實(shí)現(xiàn)快速、全覆蓋、高精度的無(wú)損探傷。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種長(zhǎng)輸油氣管道內(nèi)檢測(cè)用傳感器陣列，所述傳感器陣列包括15個(gè)結(jié)構(gòu)相同的檢測(cè)模塊，每個(gè)所述檢測(cè)模塊分別直接固定在軸向磁化裝置上，
[0007]每個(gè)所述檢測(cè)模塊包括用于安裝數(shù)字電路板的數(shù)字電路板腔體和用于布置模擬電路板與磁敏感元件的檢測(cè)元件布置腔體，所述數(shù)字電路板腔體和所述檢測(cè)元件布置腔體相互分開(kāi)設(shè)置，構(gòu)成兩個(gè)不同的空間，其中，
[0008]所述檢測(cè)元件布置腔體設(shè)置為“Z”型結(jié)構(gòu)。
[0009]優(yōu)選地，所述檢測(cè)元件布置腔體設(shè)置有用于將所述檢測(cè)元件布置腔體和所述數(shù)字電路板腔體電氣連接的方槽，以及用于將所述檢測(cè)元件布置腔體固定安裝在軸向磁化裝置上的安裝孔。
[0010]優(yōu)選地，所述數(shù)字電路板腔體設(shè)置有用于安裝數(shù)字電路板的電路板安裝導(dǎo)槽、用于將所述數(shù)字電路板腔體和所述檢測(cè)元件布置腔體電氣連接的方槽，以及用于將所述數(shù)字電路板腔體固定安裝在軸向磁化裝置上的安裝孔。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述方槽開(kāi)槽方向?yàn)檠厮鰴z測(cè)模塊結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向，尺寸為27mm*8mm，所述安裝孔尺寸為Φ3.2_。
[0012]優(yōu)選地，每個(gè)所述檢測(cè)模塊設(shè)置有8個(gè)磁敏感元件，其中包括6個(gè)線(xiàn)圈型磁敏感元件，每個(gè)所述線(xiàn)圈型磁敏感元件均與檢測(cè)模塊殼體緊貼安裝，安裝的環(huán)向等間距。
[0013]優(yōu)選地，所述磁敏感元件直接固定在檢測(cè)元件布置腔體上，并用環(huán)氧樹(shù)脂封膠。
[0014]根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的傳感器陣列能夠?qū)υ诰€(xiàn)長(zhǎng)輸油氣管道進(jìn)行快速、全覆蓋、高精度的無(wú)損探傷，及早發(fā)現(xiàn)輸油管道缺陷。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的傳感器陣列中單個(gè)檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的傳感器陣列中單個(gè)檢測(cè)模塊內(nèi)部磁敏感元件的布置圖；
[0017]圖3是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的傳感器陣列中檢測(cè)模塊的安裝流程圖；
[0018]圖4是15個(gè)檢測(cè)模塊在管道內(nèi)徑小規(guī)格尺寸變化的檢測(cè)狀態(tài)時(shí)的工作示意圖；
[0019]圖5為15個(gè)檢測(cè)模塊在管道內(nèi)徑大規(guī)格尺寸變化的檢測(cè)狀態(tài)時(shí)的工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和示例對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的傳感器陣列包括15個(gè)結(jié)構(gòu)相同的檢測(cè)模塊，每個(gè)檢測(cè)模塊分別直接固定在軸向磁化裝置上。
[0022]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的傳感器陣列中單個(gè)檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)圖，其中圖1(a)是檢測(cè)模塊反面，而圖1(b)是檢測(cè)模塊正面。如圖1所示，該檢測(cè)模塊包括:數(shù)字電路板腔體I和檢測(cè)元件布置腔體2。其中，數(shù)字電路板腔體I內(nèi)有電路板安裝導(dǎo)槽3，數(shù)字電路板腔體I和檢測(cè)元件布置腔體2上分別設(shè)置有與軸向磁化裝置之間固定安裝的緊固件安裝孔
4。通過(guò)緊固件穿過(guò)該安裝孔4將數(shù)字電路板腔體1、檢測(cè)元件布置腔體2分別和磁化裝置固定。
[0023]數(shù)字電路板腔體I用于為數(shù)字電路板提供安裝和固定空間，同時(shí)結(jié)構(gòu)上開(kāi)有一個(gè)27mm*8mm的方槽5，如圖1(b)所示，該方槽的開(kāi)槽方向?yàn)檠貦z測(cè)模塊結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向，用作數(shù)字電路板腔體I和檢測(cè)元件布置腔體2之間的電氣連接插槽；數(shù)字電路板腔體I還設(shè)置兩個(gè)Φ3.2_的緊固件安裝孔4，用于將數(shù)字電路板腔體I固定至軸向磁化裝置上(軸向磁化裝置相應(yīng)位置處有螺紋孔)。數(shù)字電路板腔體I內(nèi)部在高度方向上為數(shù)字電路板留有9_的安裝空間，且設(shè)置有電路板安裝導(dǎo)槽3，可滿(mǎn)足數(shù)字電路板的安裝。
[0024]檢測(cè)元件布置腔體2用于布置模擬電路板與磁敏感元件。與數(shù)字電路板腔體I 一樣，檢測(cè)元件布置腔體2結(jié)構(gòu)上開(kāi)有一個(gè)27_*8_的方槽5和兩個(gè)緊固件安裝孔4，分別用于數(shù)字電路板腔體I和檢測(cè)元件布置腔體2之間的電氣連接，以及將檢測(cè)元件布置腔體2固定至軸向磁化裝置上。在本發(fā)明中特別的是，如圖1-5)所示，檢測(cè)元件布置腔體2在傳感器陣列的軸向上設(shè)置為“Z”型結(jié)構(gòu)，該“Z”型結(jié)構(gòu)中的彎折避免了“一”字型結(jié)構(gòu)所出現(xiàn)的漏檢情況，可實(shí)現(xiàn)管內(nèi)外壁100%的檢測(cè)。
[0025]如圖1所示，該檢測(cè)模塊將數(shù)字電路板腔體I和檢測(cè)元件布置腔體2相互分開(kāi)設(shè)置，構(gòu)成兩個(gè)不同的空間。該結(jié)構(gòu)可解決安裝干涉問(wèn)題，消除數(shù)字電路與模擬電路之間的相互干擾，有利于數(shù)字電路板、模擬電路板與磁敏感元件等的封膠固定。
[0026]圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的傳感器陣列中單個(gè)檢測(cè)模塊內(nèi)部磁敏感元件的布置圖。如圖2所示，基于單個(gè)檢測(cè)模塊的檢測(cè)元件布置腔體2的“Z”型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)磁敏感元件的錯(cuò)位排布，這樣可實(shí)現(xiàn)在不同管道內(nèi)徑變化時(shí)，磁敏感元件都能夠覆蓋管內(nèi)壁。
[0027]單個(gè)檢測(cè)模塊內(nèi)共有8個(gè)磁敏感元件，在圖2中以附圖標(biāo)記6、7、8分別。圖2的附圖標(biāo)記6示出了 6個(gè)線(xiàn)圈型磁敏感元件，每個(gè)均與檢測(cè)模塊殼體緊貼安裝，安裝的環(huán)向等間距。圖2的附圖標(biāo)記7、8示出其他兩種不同用途的磁敏感元件，所有磁敏感元件安裝高度均為3mm。
[0028]這些磁敏感元件以與管內(nèi)壁接觸的方式工作，由檢測(cè)元件布置腔體2的耐磨層的厚度決定檢測(cè)的提離。在一個(gè)實(shí)施例中，可采用陶瓷噴涂的耐磨銅套作為檢測(cè)元件布置腔體2與管內(nèi)壁之間的耐磨層。在一個(gè)實(shí)施例中，磁敏感元件直接固定在檢測(cè)元件布置腔體2上，并用環(huán)氧樹(shù)脂封膠。
[0029]磁敏感元件的安裝順序?yàn)?在制作檢測(cè)元件布置腔體2時(shí)，采用0.5_厚的銅板先制作出該腔體的左右側(cè)板和上頂板。對(duì)上頂板進(jìn)行陶瓷噴涂，以此作為管內(nèi)壁與檢測(cè)模塊外壁之間的耐摩層。然后將磁敏感元件與模擬電路板直接固定于腔體內(nèi)部，并用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行封膠固定。最后將底板和前后兩側(cè)板焊接到檢測(cè)元件布置腔體2上，組成一個(gè)完整的腔體。
[0030]圖3是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的傳感器陣列中15個(gè)檢測(cè)模塊的安裝流程圖。首先將15個(gè)數(shù)字電路板腔體依次安裝到各自的軸向磁化裝置上，然后將15個(gè)軸向磁化裝置安裝到檢測(cè)系統(tǒng)主機(jī)上，最后依次安裝相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)元件布置腔體，將檢測(cè)元件布置腔體與數(shù)字電路板腔體電氣連接，并固定至軸向磁化裝置上。
[0031]圖4、5分別示出了傳感器陣列在管道內(nèi)徑小規(guī)格尺寸變化的檢測(cè)狀態(tài)時(shí)和大規(guī)格尺寸變化的檢測(cè)狀態(tài)時(shí)的工作示意圖，圖(a)是正面示意圖、圖(b)是反面示意圖。如圖
4、圖5所示，該傳感器陣列可保證在任何工作狀態(tài)下相鄰的檢測(cè)模塊之間都有一定的檢測(cè)重合率，且可良好安裝，無(wú)干涉問(wèn)題，保證了管道內(nèi)、外表面100%檢測(cè)。該可保證相鄰傳感器之間無(wú)論是在管道內(nèi)徑小規(guī)格尺寸變化檢測(cè)狀態(tài)還是在管道內(nèi)徑大規(guī)格尺寸變化檢測(cè)狀態(tài)下都有一定的軸向竄動(dòng)余量(如圖4的9、圖5的11所示)和徑向竄動(dòng)余量(如圖4的10、圖5的12所示)，適應(yīng)檢測(cè)模塊在檢測(cè)過(guò)程中的竄動(dòng)和過(guò)彎頭時(shí)相鄰檢測(cè)模塊的工作狀態(tài)不完全相同的情況。這樣，當(dāng)傳感器陣列通過(guò)輸油氣管道的彎頭時(shí)，傳感器陣列的任意檢測(cè)模塊可沿徑向伸縮，以適應(yīng)不同的管道曲率半徑和機(jī)構(gòu)震動(dòng)，保證無(wú)漏檢。
[0032]本發(fā)明不僅局限于上述【具體實(shí)施方式】和被安裝的磁化裝置的結(jié)構(gòu)形式，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)實(shí)施例和附圖公開(kāi)的內(nèi)容，可以采用其它多種【具體實(shí)施方式】實(shí)施本發(fā)明。因此，凡是采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和思路，做一些簡(jiǎn)單的變化或更改的設(shè)計(jì)，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種長(zhǎng)輸油氣管道內(nèi)檢測(cè)用傳感器陣列，其特征在于，所述傳感器陣列包括15個(gè)結(jié)構(gòu)相同的檢測(cè)模塊，每個(gè)所述檢測(cè)模塊分別直接固定在軸向磁化裝置上， 每個(gè)所述檢測(cè)模塊包括用于安裝數(shù)字電路板的數(shù)字電路板腔體(I)和用于布置模擬電路板與磁敏感元件的檢測(cè)元件布置腔體(2)，所述數(shù)字電路板腔體(I)和所述檢測(cè)元件布置腔體(2)相互分開(kāi)設(shè)置，構(gòu)成兩個(gè)不同的空間，其中， 所述檢測(cè)元件布置腔體(2)設(shè)置為“Z”型結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器陣列，其特征在于，所述檢測(cè)元件布置腔體(2)設(shè)置有用于將所述檢測(cè)元件布置腔體(2)和所述數(shù)字電路板腔體(I)電氣連接的方槽(5)，以及用于將所述檢測(cè)元件布置腔體(2)固定安裝在軸向磁化裝置上的安裝孔(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器陣列，其特征在于，所述數(shù)字電路板腔體(I)設(shè)置有用于安裝數(shù)字電路板的電路板安裝導(dǎo)槽(3)、用于將所述數(shù)字電路板腔體(I)和所述檢測(cè)元件布置腔體(2)電氣連接的方槽(5)，以及用于將所述數(shù)字電路板腔體(I)固定安裝在軸向磁化裝置上的安裝孔(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的傳感器陣列，其特征在于，所述方槽(5)開(kāi)槽方向?yàn)檠厮鰴z測(cè)模塊結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方向，尺寸為27mm*8mm,所述安裝孔(4)尺寸為Φ3.2_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器陣列，其特征在于，每個(gè)所述檢測(cè)模塊設(shè)置有8個(gè)磁敏感元件，其中包括6個(gè)線(xiàn)圈型磁敏感元件，每個(gè)所述線(xiàn)圈型磁敏感元件均與檢測(cè)模塊殼體緊貼安裝，安裝的環(huán)向等間距。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器陣列，其特征在于，所述磁敏感元件直接固定在檢測(cè)元件布置腔體(2)上，并用環(huán)氧樹(shù)脂封膠。
【文檔編號(hào)】G01N27/83GK104007174SQ201410259507
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】鄭莉, 李祿祥, 許振豐, 管雪娟, 朱義軍 申請(qǐng)人:北京華航無(wú)線(xiàn)電測(cè)量研究所