CN111964669B - 一种管道测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种管道测量装置，包括沿轴向排布的电池仓和检测部，且两者之间通过柔性管连接；电连接所述电池仓和所述检测部的电线途经所述柔性管内部设置。电池仓和检测部沿轴向通过柔性管分节连接，该结构便于小口径管道检测，能够顺利通过弯道。

Description

一种管道测量装置

技术领域

本发明属于管道检测技术领域，特别是指一种管道测量装置。

背景技术

管道定位技术大多受限于管道大小、材质和探测环境，通用性差，精度低。惯性导航定位技术不受外界电磁干扰和管道埋深影响，适应于各种材质的管道。目前，基于惯性技术的地下管道定位仪器受限于管径，一般要求被测管道内径不小于80毫米。可见，目前管道测量大都集中在对大管径的测量，而对于管道内径小于80毫米以下小口径地下管道的检测技术属于空白。

这是因为小口径的管道口径更小，而受制于测量装置器件内器件尺寸和数量的影响，在测量装置体积不变情况下，就只能做成长条状，而这样当有弯道存在时，则难以让长条状的测量装置通过。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种管道测量装置，便于小口径管道检测时，可以方便的通过弯道。

本发明一种管道测量装置，包括沿轴向排布的多节部件，相邻两节所述部件之间采用柔性连接件连接；相邻两节所述部件之间的电线途经所述柔性连接件内部设置；

所述多节部件至少包括电池仓1和检测部。

由上，电池仓1和检测部沿轴向通过柔性连接件分节连接，便于穿过弯管道，检测部沿着管道内壁移动或该检测装置在管道里行走过程中对其在管道中的自身位置进行定位，所以该检测装置可以对弯管道进行定位。

较佳的，所述检测部包括定位仓3和里程测量部4；所述定位仓3内安装有惯性单元，所述里程测量部4装配有里程轮45；

所述电池仓1、所述定位仓3和所述里程测量部4沿轴向排布，其顺序任意设置；相邻的两者之间通过所述柔性管2连接，且两者之间的电连接的电线途经所述柔性管2内部设置。

由上，沿轴向排布的电池仓1、定位仓3和里程测量部4相邻两者之间通过柔性管2连接，用惯性单元对该装置在管道行进中的位置进行定位；里程传感器47检测里程轮45在管道内的转数，从而根据转数和里程轮45直径计算里程；在小口径管道检测时，柔性管2连接可以使仪器方便地通过弯道，且可以根据需要设置顺序。

较佳的，所述里程测量部4包括：

测量支架46，包括沿轴向延伸的支撑板462，所述支撑板462上设置一转轴安装孔4621；

扭簧48，套装在所述转轴安装孔4621内；

转轴44，套在所述扭簧48内；

两支撑臂43，一端分别于所述转轴44的两端套装，另一端分别固连一所述里程轮45，所述扭簧48的两端分别在所述两支撑臂43上；

每个所述支撑臂43上均设置有里程传感器47。

由上，里程轮45沿着管道内壁转动，与该里程轮45配置的里程传感器47检测该里程轮45转动的转数，并将该转数传给定位仓3的数据采集与处理单元，计算出里程。

较佳的，所述里程测量部4还包括连接仓41，内部装配有电连接器；所述连接仓41的一端通过一测量接头461连接所述支撑板462；

在所述支撑板462上于所述转轴安装孔4621的外侧还设置有第一牵引孔4622。

由上，将绳子与第一牵引孔4621固定，便于牵引。

较佳的，所述定位仓3包括定位仓主体31和连接在所述定位仓主体31两端的定位仓接头32；

所述定位仓主体31内设置有沿所述定位仓轴向布设的数据采集与处理单元和所述惯性单元；

所述数据采集与处理单元和所述惯性单元均通过端座固定。

由上，定位仓3内设置有数据采集与处理单元和惯性单元通过他们各自的端座沿着长度方向固定，使得定位仓3整体结构为封闭圆柱形，直径较小，便于在小直径，特别是在50至80毫米之间的管道里穿行。

较佳的，所述端座上设置有穿线孔或穿线槽。

由上，电线穿过穿线孔或穿线槽，防止裸露在外，也防止被挤压产生漏电现象。

较佳的，所述柔性管2包括柔性管主体21和连接在所述柔性管主体21两端的柔性管接头22，所述柔性管主体21中空，所述柔性管接头22的两连接端相通。

由上，不锈钢柔性管内部中空，柔性管接头22两端相通，便于电线穿过不锈钢柔性管与其他部件相连。

较佳的，所述电池仓1包括依次相连的端盖12和电池仓接头13，所述端盖12上设置有第二牵引孔121，所述电池仓接头13的两连接端相通。

由上，将绳子与第二牵引孔121固定，用于牵引。

较佳的，所述测量支架46的所述支撑板462的延伸端连接一与该支撑板462成一定角度、且同样延伸方向延伸的第二支撑板；

该第二支撑板上装配有如所述支撑板462上的所述转轴44、所述两支撑臂43和所述里程轮45，使在轴向上看去形成一定角度的两组所述里程轮45。

由上，该结构设置在保持紧凑结构情况下，设置多组里程轮45，使得在管道运行中得到多组里程轮45的支撑和里程数据，精度更高。

较佳的，可设置包括两个所述里程测量部4，沿轴向排布：多个所述里程测量部4之间沿周向扭转一定角度设置。

由上，该结构设置在保持紧凑结构情况下，设置多个所述里程测量部4，构成多组里程轮45，使得在管道运行中得到多组里程轮45的支撑和里程数据，精度更高。

附图说明

图1为一种管道形变检测装置的结构示意图；

图2为电池仓的结构示意图；

图3为电池仓的端盖的结构示意图；

图4为电池仓接头结构示意图；

图5为定位仓的结构示意图；

图6为定位仓接头的结构示意图；

图7为里程测量部的结构示意图；

图8为里程测量部的局部结构示意图；

图9为里程测量部的测量支架的结构示意图；

图10为不锈钢柔性管的结构示意图；

图11为不锈钢柔性管接头之一的结构示意图；

图12为不锈钢柔性管接头之二的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种管道测量装置包括沿着长度方向依次相连的电池仓1、定位仓3和里程测量部4，定位仓3分别与电池仓1和里程测量部4通过不锈钢柔性管2相连。电池仓1、不锈钢柔性管2和定位仓3均为封闭圆柱形，且其直径小于管道内径，方便在管道里穿行；电池仓1与定位仓3和里程测量部4电连，并为其提供电能，里程测量部4通过里程测量部4在管道内行走的转数来测量行走里程，惯性单元检测该装置在管道内行进过程中的三维姿态信息，数据采集与处理单元采集里程信息和三维姿态信息，通过计算获知该检测装置在管道内行走一定里程时的三维坐标和三维旋转角度。

电池仓1

如图2至4所示，电池仓1包括电池主体11、分别连接在电池主体11两端的端盖12和电池仓接头13；其中端盖12上设置第二牵引孔121，在管道内测量时，绳子穿过该第二牵引孔121，通过人工牵引绳子驱使该管道测量装置在管道内前行检测管道；端盖12与电池主体11的连接端122设置有外螺纹，与电池主体11螺纹连接。电池仓接头13与电池主体11相连接的一端131设置有外螺纹，与不锈钢柔性管连接端132设置有外螺纹，电池仓接头13的两连接端通过中间的通孔相通，便于与电池主体相连的电线通过该通孔穿过中空的不锈钢柔性管内与定位仓相电连。

其中，电池仓1内的电池主体11沿电池仓1长度方向(轴向方向)布设，使得电池仓1的直径可制作的较小，从而可以制作直径较小的电池仓1，适合内径较小的管道的测量。另外电池仓1可以设置多个，以供应定位仓3和里程测量部4的用电需要。

定位仓3

如图5至6所示，定位仓3包括定位仓主体31和连接在定位仓主体31两端的定位仓接头32，定位仓接头32与定位仓主体31的连接端322设有外螺纹，与不锈钢柔性管相连的连接端321设有外螺纹，两连接端321和322内通过通孔相连通；定位仓主体31内设置有惯性单元以及与惯性单元电连的数据采集与处理单元；

数据采集与处理单元和惯性单元分别通过端座固定，且固定数据采集与处理单元和惯性单元的端座上设置有穿线孔或穿线槽。通过不锈钢柔性管引来的电线通过端座上的穿线孔或穿线槽，与数据采集与处理单元和惯性单元连接后，又通过端座上的穿线孔或穿线槽引出。

惯性单元将检测到测量装置在管道内的三维姿态信息传给数据采集与处理单元，数据采集与处理单元经过计算解析出该检测装置在检测管道内的位置信息。

里程测量部4

如图7至9所示，里程测量部4包括依次相连的里程接头42、电器仓41和里程测量组件，电器仓41内设有电连接器，电器仓41可以隐藏和保护电连接器。

里程测量组件包括与电器仓41另一端相连的测量支架46、穿过后述的该测量支架46上的安装孔4621的两端并伸出该测量支架46设置的转轴44、一端分别套设在转轴44两端的两支撑臂43、套设在转轴44外周且两端插进两支撑臂43上的固定孔内的扭簧48、两支撑臂43的另一端分别铰接一沿着管道内壁转动的里程轮45、每个里程轮上都均布三个磁珠、每个支撑臂43上均设置两个霍尔传感器来感应该支撑臂上的里程轮45上的磁珠转动所带来的磁场变化，从而获得里程轮的转动圈数和方向，继而根据里程轮45的周长和转动圈数计算出里程轮行走的距离和方向。

测量支架46包括与电器仓41相连的测量接头461和与测量接头461相连的支撑板462，支撑板462上设置有转轴安装孔4621和第一牵引孔4622，转轴44和其外周的扭簧48穿过该转轴安装孔4621并两端伸出支撑板462设置，扭簧48的两端分别插进两支撑臂43的固定孔内，使得两里程轮45紧贴管道内壁滚动，在里程轮45遇到管道内壁凸起时，里程轮45受到压迫，凸起消失后，扭簧48使得里程轮45复位与管道内壁接触。

由上的结构，采用支撑板462、其两侧伸出支撑臂43和里程轮45，这种结构使得里程轮45所占里程测量部4径向方向高度要求小，且受到压力时朝向径向中心位移，从而结构紧凑、使得里程测量部4整体在径向方向可制作的较小，特别是能够完成小口径管道的测量。

不锈钢柔性管

如图10至12所示，不锈钢柔性管2包括柔性管主体21、和连接在柔性管主体21两端的柔性管接头22；柔性管主体21内部中空；柔性管接头22两连接端均设有内螺纹，且两连接端相通，柔性管接头22一端222与柔性管主体21的端部可相对转动，另一端221与电池仓接头、定位仓接头和里程测量部接头螺纹连接，这样，由电池主体引出的电线穿过电池接头、不锈钢柔性管，与定位仓里的数据采集与处理单元和惯性单元电连，然后继续经过不锈钢柔性管与里程测量部的里程轮电连。

由上结构，使得相应的电线在管内布设，即实现了紧凑的结构，又实现了对电线的保护。

在第二个实施例中(未图示)测量支架46上的支撑板462，对应图7或9的第二牵引孔4622处，可更改为设置一接头461，而另设一独立的牵引部，该牵引部包含匹配所述接头461的连接接头，以及具有安装在该连接接头上的一牵引板，该牵引板上具有所述第二牵引孔4622，即形成类似端盖12的结构。其中电池仓1、定位仓3和里程测量部4，以及不锈钢柔性管2上的连接接头均可标准化，这样就可以根据测量需要，将里程测量部4装配在其他位置，而将所述牵引板和所述端盖12置于两端，以连接牵引绳。

在第三个实施例中(未图示)，所述测量支架46构成了第二实施例中的两端均有接头的标准构件，在该第三实施例中，可以装配两个所述测量支架46，其中可以通过接头相邻装配，且使两个所述测量支架46的两个支撑板462之间呈90°装配，以在轴向上看去形成相互垂直的两组里程轮45，以便于将本管道测量装置更稳定的置于被测管道中间。

在第四个实施例中(未图示)所述测量支架46的支撑板462的向外延伸侧，固接一与其呈90°、同样沿里程测量组件轴向延伸装配的第二支撑板，该第二支撑板上同样具有两侧伸出支撑臂43和里程轮45(具体结构不再赘述)，在轴向上看去形成相互垂直的两组里程轮45，以便于将本管道测量装置更稳定的置于被测管道中间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

管道测量装置除了如上所述的布置方式外，也可如上第二实施例调整位置，将电池仓设置在中间位置，即定位仓、电池仓和里程测量部依次沿着长度方向通过不锈钢柔性管连接。不过这时需要将电池仓端部的第一牵引孔移到定位仓的端部。

另外，上述电池仓1、定位仓3和里程测量部4的顺序可以根据需要设置，并且还可以设置多个电池仓，以保证供电，此时所述顺序可根据需要设置，又如，为了确保电池仓1、定位仓3均不与所测量管道内部产生接触摩擦，可在电池仓1和定位仓3每个仓的至少一端部均装配所述第三个实施例中的测量支架46，当然所有测量支架46中，仅需要有一个里程轮即可，其他的可以配置为普通的轮子，仅做支撑轮。

除了以上所述的不锈管软管外，还可以用其他柔性管连接。

Claims (8)

1.一种管道测量装置，其特征在于，其包括沿轴向排布的多节部件，相邻两节所述部件之间采用柔性连接件连接；相邻两节所述部件之间的电线途经所述柔性连接件内部设置；

所述多节部件至少包括电池仓(1)和检测部；

所述检测部包括定位仓(3)和里程测量部(4)；所述定位仓(3)内安装有惯性单元，所述里程测量部(4)装配有里程轮(45)；

所述电池仓(1)、所述定位仓(3)和所述里程测量部(4)沿轴向排布，其顺序任意设置；所述柔性连接件为柔性管(2)，且两者之间的电连接的电线途经所述柔性管内部设置；

所述里程测量部(4)包括：

测量支架(46)，包括沿轴向延伸的支撑板(462)，所述支撑板(462)上设置一转轴安装孔(4621)；

扭簧(48)，套装在所述转轴安装孔(4621)内；

转轴(44)，套在所述扭簧(48)内；

两支撑臂(43)，一端分别于所述转轴(44)的两端套装，另一端分别固连一所述里程轮(45)，所述扭簧(48)的两端分别设置在所述两支撑臂(43)上；

每个所述支撑臂(43)上均设置有里程传感器(47)。

2.根据权利要求1所述的管道测量装置，其特征在于，

所述里程测量部还包括连接仓(41)，内部装配有电连接器；所述连接仓(41)的一端通过一测量接头(461)连接所述支撑板(462)；

在所述支撑板(462)上于所述转轴安装孔(4621)的外侧还设置有第一牵引孔(4622)。

3.根据权利要求1所述的管道测量装置，其特征在于，所述定位仓(3)包括定位仓主体(31)和连接在所述定位仓主体(31)两端的定位仓接头(32)；

所述定位仓主体(31)内设置有沿所述定位仓轴向布设的数据采集与处理单元和所述惯性单元；

所述数据采集与处理单元和所述惯性单元均通过端座固定。

4.根据权利要求3所述的管道测量装置，其特征在于，

所述端座上设置有穿线孔或穿线槽。

5.根据权利要求1所述的管道测量装置，其特征在于，所述柔性管(2)包括柔性管主体(21)和连接在所述柔性管主体(21)两端的柔性管接头(22)，所述柔性管主体(21)中空，所述柔性管接头的两连接端相通。

6.根据权利要求1所述的管道测量装置，其特征在于，

所述电池仓包括端盖(12)和电池仓接头(13)，所述端盖(12)上设置有第二牵引孔(121)，所述电池仓接头(13)的两连接端相通。

7.根据权利要求1所述的管道测量装置，其特征在于，

所述测量支架(46)的所述支撑板(462)的延伸端连接一与所述支撑板(462)成一定角度、且同样延伸方向延伸的第二支撑板；

该第二支撑板上装配有如所述支撑板(462)上的所述转轴(44)、所述两支撑臂(43)和所述里程轮(45)，使在轴向上看去形成一定角度的两组所述里程轮(45)。

8.根据权利要求1所述的管道测量装置，其特征在于，包括多个所述里程测量部(4)，沿轴向排布：

多个所述里程测量部(4)之间沿周向扭转一定角度设置。