[實(shí)用新型]一種管道狀態(tài)檢測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820147448.X
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN207975487U
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周揚(yáng);張飛;李云飛;劉明;胡若愚;曹存智;黃莉
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)合肥公共安全研究院;安徽辰控智能科技有限公司
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本實(shí)用新型公開了一種管道狀態(tài)檢測器，采用帶有聲音振動諧振腔的球形檢測器，檢測器內(nèi)部放置有電路板，搭載了GPS/北斗授時模塊、高精度定時晶振、超聲波發(fā)生器、三軸加速度計(jì)、角速度計(jì)以及麥克風(fēng)等部件，檢測器隨管內(nèi)液體輸運(yùn)介質(zhì)的流動而移動，管道泄漏產(chǎn)生的聲音振動信號經(jīng)過檢測器內(nèi)的聲音振動諧振腔而產(chǎn)生振蕩信號，通過麥克風(fēng)采集捕獲此振蕩信號，實(shí)現(xiàn)管道泄漏的檢測，利用檢測器內(nèi)部的三軸加速度計(jì)和角速度計(jì)，獲取檢測器移動距離和泄漏點(diǎn)位置，采用GPS/北斗授時模塊進(jìn)行系統(tǒng)初始授時，結(jié)合高精度定時晶振進(jìn)行時間同步進(jìn)而利用超聲波發(fā)生器實(shí)現(xiàn)超聲波定位測距，既可對檢測器移動距離和泄漏點(diǎn)位置進(jìn)行修正，也可實(shí)現(xiàn)檢測器自身的實(shí)時跟蹤定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于管道檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種針對長距離、全管線、地埋式供水管道的管內(nèi)狀態(tài)參數(shù)檢測設(shè)備，具體是一種管道狀態(tài)檢測器。

背景技術(shù)

地下管網(wǎng)是現(xiàn)代城市必備的基礎(chǔ)設(shè)施，管道事故給人們的生命、財(cái)產(chǎn)和生存環(huán)境造成了巨大的威脅。管道受輸送工況、地理環(huán)境、氣候變化、建筑施工以及人為破壞的影響，并且隨著使用年限的增加，會逐漸出現(xiàn)焊縫開裂、腐蝕穿孔等現(xiàn)象，從而形成泄漏或氣囊。因此，管道的腐蝕、裂紋等缺陷以及由缺陷引起的泄漏或氣囊的及時發(fā)現(xiàn)與定位具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

基于傳統(tǒng)負(fù)壓波法和流量平衡法的泄漏檢測技術(shù)能夠檢測到處于兩個檢測點(diǎn)之間的自來水管道泄漏點(diǎn)，然而，對于泄漏點(diǎn)精確定位尚未很好解決，并且當(dāng)兩個檢測點(diǎn)之間存在多個泄漏點(diǎn)或氣囊時，上述檢測技術(shù)就無法精確辨識這些泄漏點(diǎn)或氣囊。鑒于傳統(tǒng)檢測技術(shù)只能有效檢測到較大泄漏，對于微小泄露無能為力，而后者的損失已經(jīng)不可忽視，同時傳統(tǒng)檢測技術(shù)的錯報誤報概率較大，長期對較長管線的監(jiān)測成本巨大，難以有效實(shí)施?；诖磐?、渦流等技術(shù)的管內(nèi)檢測法是具有較高準(zhǔn)確度的管道檢測方法，其通過裝有無損檢測設(shè)備以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、處理和存儲系統(tǒng)的智能清管器在管道中運(yùn)行，對管體進(jìn)行逐級掃描，實(shí)現(xiàn)管道缺陷檢測。該方法檢測精度較高，缺點(diǎn)是檢測不同直徑管道時需要更換相應(yīng)直徑的管道檢測器，檢測成本較高，另外該方法所用裝置體積較大，操作略顯不便。

管道在泄漏發(fā)生時會產(chǎn)生聲音和振動，因此，將傳統(tǒng)高精度的傳感器放置于管道內(nèi)，并讓其可以在管道內(nèi)自由運(yùn)動，這樣不僅可以獲得更加精確的檢測結(jié)果，還可以降低檢測費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，降低損失。

現(xiàn)有技術(shù)中，專利CN201110402319.3，其通過在一個外徑100mm、壁厚8mm鋁球殼內(nèi)放置聲音傳感器在輸油管道內(nèi)滾動以達(dá)到檢測輸油管道泄漏的目的。然而，城市供水管道內(nèi)水壓一般在0.15MPa～0.35MPa之間，遠(yuǎn)小于輸油管道內(nèi)壓力，其產(chǎn)生的泄漏噪聲特別是微小泄漏噪聲強(qiáng)度比較弱，因此檢測器的外殼壁厚、殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及敏感參數(shù)選擇將對泄漏信號的獲取具有重要影響。另外，城市供水管道分叉較多，管道內(nèi)檢測器須具有實(shí)時跟蹤定位功能。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種管道狀態(tài)檢測器，采用帶有聲音振動諧振腔的載體，利用載體內(nèi)部搭載的高靈敏度振動傳感器探測管道內(nèi)部泄露產(chǎn)生的聲音振動信號，利用載體內(nèi)部的加速度傳感器和角速度傳感器來計(jì)算載體移動距離和泄漏點(diǎn)位置，采用GPS/北斗衛(wèi)星時間與高精度晶振相結(jié)合的時間同步超聲波定位測距方案來實(shí)現(xiàn)對管道內(nèi)檢測載體的實(shí)時定位。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種管道狀態(tài)檢測器，包括圓球形金屬外殼，所述金屬外殼包括相互配合的上殼體和下殼體，所述上殼體利用殼體和殼內(nèi)圓柱形空間形成聲音振動諧振腔，所述聲音振動諧振腔周側(cè)圓周分別有四個臺階式結(jié)構(gòu)，所述臺階式結(jié)構(gòu)的上層安裝固定主控電路板，所述臺階式結(jié)構(gòu)的下層安裝固定采集電路板。

進(jìn)一步地，所述下殼體底部設(shè)有電池槽，所述電池槽兩側(cè)設(shè)有用于安裝固定電池卡條的卡孔。

進(jìn)一步地，所述下殼體周側(cè)設(shè)有用于安裝防水橡膠圈的密封槽。