[發明專利]一種管道檢測器跟蹤裝置

在審

• 申請號: 201510827576.X
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105319570A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 張斌;李文彬;韓順鋒;李嵬;丁葵;章鑄;壽曉波;李蓓;方明
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二二研究所
• 主分類號: G01S19/49
• 分類號: G01S19/49;G01S19/50;F17D5/02
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 黎慧華

技術領域

本發明屬于石油管道維護技術領域，更具體地，涉及一種管道檢測器跟蹤裝置。

背景技術

為保證石油管道的正常運行，防止管道因腐蝕等原因造成環境災害，必須定期對管道進行清理和檢測。目前主要采用管道內檢測器進行管道檢測，該類檢測器在管道內運行，利用漏磁檢測等技術來檢測管道缺陷和管道特征。由于管道普遍較長(數百公里以上)，因此需要在管道設備工作的過程確定管道檢測設備的位置，作為管道缺陷位置的定位參考點。

現有技術中的管道跟蹤設備利用單軸磁性傳感器對管道檢測器發射的低頻信號進行檢測，每隔一段距離放置一臺管道檢測器跟蹤裝置。跟蹤裝置利用磁性傳感器接收管道檢測器發射的示蹤信號，通過對信號變化特性的判斷，確認檢測器是否通過設定位置；這種方式受限于傳感器設計以及設備工作原理，跟蹤設備在工作時必須限定其放置距離以及放置角度，才能保證設備的正常工作；這一缺陷對深埋管道、海洋環境或是復雜地形條件下的管道檢測定位作業帶來實際操作上的困難。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種管道檢測器跟蹤裝置，采用兩個相互正交的磁傳感器全向接收示蹤信號，克服現有技術里的跟蹤設備在應用時對其布放距離與放置角度的局限。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種管道檢測器跟蹤裝置，包括第一磁傳感器、第二磁傳感器、模擬信號處理模塊、數字信號處理模塊、GPS收發模塊、主控模塊和電源管理模塊；

模擬信號處理模塊的第一輸入端連接第一磁傳感器的輸出端，第二輸入端連接第二磁感器的輸出端，第三輸入端連接數字信號處理模塊的第六端，第四輸入端連接數字信號處理模塊的第七輸出端，電源端連接電源管理模塊的第一輸出端；

數字信號處理模塊的第一端連接模擬信號處理模塊的第一輸出端，第二端連接模擬信號處理模塊的第二輸出端，第三端通過SPI總線連接主控模塊的第一端，第四端連接GPS收發模塊的第一端，收發位置信息，第五端連接GPS收發模塊的第二端，接收秒脈沖，電源端連接電源管理模塊的第二輸出端；

主控模塊的第二端連接電源管理模塊的電源控制端，電源端連接電源管理模塊的第三輸出端；主控模塊還具有一個與外部設備進行通信的接口，用于接收外部控制指令和設置參數，發送跟蹤信息數據以及工作狀態信息；GPS收發模塊的電源端連接電源管理模塊的第四輸出端。

其中，第一磁傳感器與第二磁傳感器分別用于接收示蹤信號在兩個正交方向上的信號分量，實現對示蹤信號在不同方向上的差異化接收；

模擬信號處理模塊具有兩個模擬信號處理通道，分別用于獨立處理來自兩路磁傳感器的示蹤信號分量，對兩路磁傳感器接收到的示蹤信號分量進行放大、濾去帶外噪聲和工頻干擾；模擬信號處理模塊對示蹤信號進行放大的增益可調，以適應不同距離和環境下的示蹤信號接收；

數字信號處理模塊用于處理接收到的數字信號；并對模擬信號處理模塊的增益進行動態調整；具體的，判斷模擬信號處理模塊輸出信號的幅度是否處于預設的區間，若大于該區間的最大值，則減小模擬信號處理模塊的放大增益；若小于該區間的最小值，則增大模擬信號處理模塊的放大增益，使數字信號處理模塊接收到的數字信號的幅度處于預設的區間，以適于信號處理；

數字信號處理模塊還用于根據示蹤信號的場強大小及變化幅度，調整示蹤信號過站的判斷閾值，以適應各種環境條件下,對不同距離上的強度不一的管道檢測器發射信號的跟蹤判斷；根據示蹤信號變化規律，判斷示蹤信號發射源的運動及位置變化，實現對管道檢測器的跟蹤標定；

數字信號處理模塊具有兩路數字信號處理通道，可同時處理兩路獨立的數字信號；第一路信號處理通道處理的是來自第一磁傳感器接收的并經模擬信號處理模塊處理后的信號，第二路信號處理通道處理的是來自第二磁傳感器接收的并經模擬信號處理模塊處理后的信號；而兩路磁傳感器分別接收到的是管道檢測器發射的示蹤信號在兩個正交方向上信號分量；通過對數字信號處理模塊中提取的示蹤信號分量變化的特性，判斷管道檢測器的通過時間，通過兩路示蹤信號分量在方向上的不同覆蓋范圍，實現信號的全向接收，并利用兩路信號變化的差異性進行聯合判決，提高示蹤信號過站的判定準確度；結合GPS收發模塊提供的定位信息和時間基準，實現對管道檢測器的跟蹤標定；

主控模塊用于監控信息記錄與傳輸、實現設備電源管理以及內部模塊的控制；電源管理模塊在主控模塊的作用下，控制GPS收發模塊、數字信號處理模塊與模擬信號處理模塊的上電與斷電，實現設備在正常工作狀態與休眠狀態之間的轉換，降低跟蹤裝置的功耗，延長其工作時間；