Page 107 - 无损检测2022年第十二期

胡 朋, 等:

防打孔盗油用管道内检测器的研制与应用

的压差产生的动力驱动检测装置在管道中运行。其
中开槽的直板皮碗和带有耐磨钉的碟皮碗大大延长
了装置的检测里程, 节省了成本, 且能够保障检测器
在管道中的安全运行。
前端的防撞头起缓冲作用, 可防止检测器速度
过快撞击盲板。高精度低频发射机装在前端的防撞
头中以免撞击时发生损坏, 其主要作用是通过地面
上匹配的接收机来确定检测器在管道中的位置或者
记录检测器经过定标点的时间, 为后期盗油孔的精
确定位提供支撑。
3.1.2 万向节
电源节和计算机节之间采用柔性万向节连接,
以保证管线中弯头的通过能力。万向节可在电源节

带动计算机节前行的同时确保整体同步环向旋转,
以保护两节之间的电缆线不受破坏。
3.1.3 计算机节 图 3 防打孔盗油用管道内检测器电子硬件系统总体框架
计算机节是整个检测器系统的核心单元, 包括
支撑碟皮碗、 涡流检测探头、 转接线盒、 里程测量单
元和筒体内部的机芯单元。支撑碟皮碗可使计算机
节在管道中平稳行走; 涡流检测探头可以检测盗油
孔及管道内壁缺陷、 阀门、 三通、 焊缝、 弯头等部位;
转接线盒的作用是将采集的数据转接传输给机芯;
里程测量单元通过磁编码器测量管线的里程距离和
特征长度, 结合定标点来实现盗油孔及其他特征的 图 4 防打孔盗油管道内检测器涡流探头电子系统框架
轴向精确定位; 机芯单元用于过程控制和检测数据
的处理与存储。
3.2 电子硬件系统
防打孔盗油用管道内检测器电子硬件系统主要
包括以 ARM 为核心模块的处理单元、 电源模块、 数
据传输和存储模块、 串口模块等, 用于存储 涡流探
头、 里程测量单元、 码盘测量单元、 MEMS ( 微电动 图 5 防打孔盗油管道内检测器涡流探头结构示意
系统) 陀 螺 仪 单 元 等 数 据 的 采 集 和 存 储 单 元 [ 9-10 ] 。 过 USB 接口下载系统采集的数据。

其电子硬件系统总体框架如图 3 所示; 涡流探头电
子系统框架及探头结构示意分别如图 4 , 5 所示, 其 4 牵拉试验
中单个涡流探头的通道数为 4 个, 每个通道的采样 为了验证该内检测器的检测效果, 研究盗油孔

频率为 2kHz 。 的信号特征, 在有人工制作盗油孔的试验样管上对
系统的基本工作过程如下: ① 使用上位机( 笔记 设备进行牵拉试验。牵拉完成后, 利用数据分析软
本电脑) 通过 RS-232 接口与电子系统进行通讯, 可 件对牵拉试验数据进行判读, 通过分析涡流信号, 对
以对整个系统进行调试和配置操作; ② 确认设备工 盗油孔的特征进行识别, 从而建立基于涡流检测的
作正常后将检测器放入管道, 将涡流探头检测到的 盗油孔缺陷识别与判定方法。
管壁上的磁场信号、 里程轮和码盘转动产生的脉冲 4.1 环焊缝特征识别
根据管道环焊缝施工工艺要求, 焊口位置的厚
信号和陀 螺 仪 采 集 的 三 轴 加 速 度 数 据 送 入 MCU
( 微控制单元) 主控单元; ③ 完成检测后上位机可通 度一般比管材本身厚度要大一些, 表面上呈现出有

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无损检测