[發明專利]次聲波管道機器人快速定位系統及方法

在審

• 申請號: 202010616004.8
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN112178360A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 傅誠鐵;何鋒;陳本鋒;陳彬;王海洋;魏向攀;王志杰
• 申請（專利權）人: 中海福建天然氣有限責任公司
• 主分類號: F16L55/48
• 分類號: F16L55/48;G01S15/06;F16L101/10;F16L101/30
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理有限公司 11368
• 代理人: 孫國棟

本發明公開了一種次聲波管道機器人快速定位系統，包括主站系統和分站系統；分站系統包括次聲波傳感器、前置放大器、數據采集系統；主站系統包括數據分析系統、顯示終端；次聲波傳感器與被監測管道連接，數據采集系統與數據分析系統連接；次聲波傳感器實時接收管道內的次聲波信號并轉換為電信號；前置放大器把電信號經過放大濾波處理之后傳輸到數據采集系統；數據采集系統將電信號轉換為數據，并把采集到的次聲波數據發送到數據分析系統；數據分析系統通過分析處理數據，來判斷管道機器人的位置。本發明還公開了一種次聲波管道機器人快速定位方法，本系統能及時快速的提示管道機器人的位置，減少管道機器人卡住時，盲目開挖導致的損失。

技術領域

本發明涉及一種次聲波管道機器人快速定位系統及方法，技術可用于油、氣等多種輸送介質管道的通球作業過程。

背景技術

目前，我國管道里程達到10萬公里以上，隨著時間的推移，管道可能發生腐蝕穿孔、泄漏污染、堵塞爆管等惡性事故，造成生命與財產的重大損失。為防止事故發生，需要定期使用管道機器人對其進行檢測與清理。但是，在管道機器人清理管道的過程中，容易發生管道機器人卡在管道中的情況，受現有通訊設備與定位技術的制約，管道狀況多數不明，管道機器人無法精確定位，往往造成模糊開挖、盲目報廢等，資源浪費嚴重。

目前，國際上關于管道檢測機器人定位方法有很多，主要有：里程輪定位法、視覺CCD定位法、北斗/GPS定位法、基于低頻電磁波定位法等，受管道長度、環境和埋深的影響，這些方法受到很大的限制，定位效果較差，且往往對已經卡住的管道機器人的定位無能為力。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種能快速對管道機器人進行定位的系統。

本發明的再一目的是提供一種能快速對管道機器人進行定位的方法。

為實現上述目的，本發明公開了如下技術方案：

次聲波管道機器人快速定位系統，包括主站系統和分站系統：

所述分站系統包括依次連接的次聲波傳感器、前置放大器、數據采集系統；

所述主站系統包括相互連接的數據分析系統、顯示終端；

所述次聲波傳感器與被監測管道連接，所述數據采集系統與所述數據分析系統通過數據通訊模塊連接；

所述次聲波傳感器實施接收管道內的次聲波信號并轉換為電信號；

所述前置放大器把電信號經過放大濾波處理之后傳輸到數據采集系統；

所述數據采集系統將電信號轉換為數據，并通過數據通訊模塊把采集到的次聲波數據發送到數據分析系統；

所述數據分析系統通過分析處理數據采集系統發送的數據集，來判斷管道機器人的位置。

進一步的，所述次聲波傳感器接收聲波的頻率為0Hz～20Hz。

進一步的，所述數據通訊模塊包括冗余設計，所述的冗余設計包括無線和有線通訊方式。

進一步的，所述數據采集系統包含北斗/GPS授時模塊，授時精度為納秒級別。

進一步的，在被監測兩端分別設有所述分站系統，所述數據分析系統接收多個所述分站系統的數據采集系統發送的數據。

本發明還公開了一種次聲波管道機器人快速定位方法，利用如上所述的次聲波管道機器人快速定位系統，實時監測管道內次聲波信號進而判斷管道機器人的實施位置。

進一步的，具體包括如下步驟：