一种新型密间隔电位采集用绕放线器的制作方法

本发明涉及管道腐蚀检测，具体涉及一种新型密间隔电位采集用绕放线器。

背景技术：

1、埋地长输油气管道普遍采用阴极保护技术减缓电化学腐蚀，密间隔电位（cips）检测是评价管道阴极保护有效性、排查防腐缺陷、判断杂散电流干扰的核心检测手段。在野外现场检测作业中，需要通过绕放线设备收放检测导线，沿管道地表完成全线电位连续采集。

2、现有常规绕放线设备主要由箱体、线盘、普通摩擦阻尼构成，整机结构厚重、功能单一，在实际工程应用中存在多重缺陷：

3、第一，传统设备无轻量化设计，整机重量普遍 8～15kg，仅支持手提转运；管道检测多分布在山地、荒坡等无道路区域，单人长途搬运劳动强度极大，野外机动性能差。

4、第二，传统设备阻尼结构固定不可调，放线阻力忽大忽小，且缺少自动预紧回卷机构，导线拖拽后易松弛、打结，走线规整度差。

5、第三，传统计米方式仅单纯统计主轴圈数或采用外置压轮计米，未考虑不同线径导线多层缠绕带来的单圈周长偏差，长度累计误差大，无法满足密间隔电位检测 ±0.01m高精度定位需求。

6、第四，传统导电结构采用普通碳刷滑，旋转接触电阻波动大；密间隔电位为毫伏级微弱信号，电阻噪声会造成检测曲线漂移、失真，数据失效。

7、第五，现有设备无断线实时监测功能，野外碎石、杂草极易割破导线，断线后工作人员无法及时察觉，持续采集会产生大量无效数据，增加复测工期。

8、综上，现有设备存在笨重难转运、放线稳定性差、计米精度低、信号传输不稳定、无断线预警等短板，无法适配现阶段高精度轻量化野外 cips 检测作业需求，因此，我们提出了一种新型密间隔电位采集用绕放线器。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种新型密间隔电位采集用绕放线器，以解决现有技术中的上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型密间隔电位采集用绕放线器，包括机箱组件、支架、主轴、线轴、蓄电池、里程编码器与控制主板，所述机箱组件为整机承载安装基体，所述支架固设于机箱组件内部，所述主轴可转动架设于支架上，所述线轴固定套接在主轴外壁用于缠绕收纳检测导线，所述里程编码器与主轴传动连接采集旋转圈数，蓄电池电性连接控制主板为整机供电，还包括发条储能组件、可调阻尼组件、压紧导电组件，所述发条储能组件装配于主轴一端与支架之间，用于向线轴提供导线回收储能力矩；所述可调阻尼组件套设于主轴外侧并与支架配合，对主轴施加连续可调涡流阻尼；所述压紧导电组件设于线轴轴心与支架之间，实现旋转工况下检测导线低阻连续导电。

3、进一步地，还包括触控屏，所述触控屏装配于机箱组件且与控制主板电连接，所述里程编码器信号输出端电性连接控制主板，操作人员通过触控屏输入线轴缠绕导线的直径参数，控制主板调取对应线径的周长补偿系数，结合里程编码器采集的主轴旋转圈数运算校正放线长度，消除不同线径导线多层缠绕带来的单圈周长误差，放线长度计量精度可达±0.01m。

4、进一步地，还包括电流传感器与声光警报器，所述电流传感器串联布置在压紧导电组件与控制主板之间的导电回路上，所述声光警报器与控制主板电性相连，当检测导线断裂导致导电回路电流突变时，控制主板识别故障信号的响应时间≤100ms，并驱动声光警报器输出声光故障提示。

5、进一步地，所述机箱组件包括箱体、侧板、箱盖、万向轮、提手、背带，所述万向轮安装于箱体底部，提手设置于箱体顶端，背带装配于箱体两侧壁，箱体侧壁设有密封减震胶垫，所述侧板通过螺栓固定在箱体底部，箱盖通过合页与侧板铰接实现开合密封。

6、进一步地，所述发条储能组件包括壳体、棘轮、发条、壳盖、棘爪、弹簧一，所述壳体固定安装在支架侧部，发条收容于壳体内腔，发条内端与主轴固定、外端与壳体内壁固连，所述棘轮固定套装在主轴外部，棘爪铰接于壳盖，弹簧一两端分别连接壳盖与棘爪，弹簧一持续向棘爪施加弹力使棘爪贴合棘轮齿面，棘爪与棘轮配合实现主轴单向锁止，壳盖密封封盖于壳体外侧。

7、进一步地，所述发条为涡卷弹簧，正向拖拽导线放线时主轴转动使发条卷紧蓄能，撤去拖拽力后发条释放弹性拉力驱动线轴自动回收导线，脱离棘爪与棘轮的啮合限位后，主轴可双向自由转动。

8、进一步地，所述可调阻尼组件包括金属阻尼盘、磁片座、永磁体、螺杆、导杆、移动架、限位块，所述金属阻尼盘固定在主轴上随主轴同步旋转，磁片座上固定多组永磁体，永磁体盘面正对金属阻尼盘，所述螺杆、导杆平行固定在支架上，移动架同时与螺杆螺纹配合、与导杆滑动配合，磁片座固接于移动架，旋转螺杆可带动移动架沿导杆直线移动，改变永磁体与金属阻尼盘的间隙以调节阻尼力大小，导杆两端分别设有限位块，限制移动架的移动行程。

9、进一步地，所述磁片座上周向均匀布置偶数块永磁体，相邻永磁体正反面磁极交替排布，永磁体磁极朝向金属阻尼盘，主轴带动金属阻尼盘旋转切割永磁体磁场产生涡流阻力，涡流阻力构成线轴放线阻尼。

10、进一步地，所述压紧导电组件包括固定环、导电滑环、绝缘座、导电片、弹簧二，所述导电滑环固定安装于支架上保持静止，固定环嵌套固定在线轴轴心随线轴同步转动，固定环上周向均布多组绝缘座，每组绝缘座上活动装配导电片，绝缘座与导电片之间设有弹簧二，弹簧二持续顶推导电片压紧贴合导电滑环的铜质接触面，所述导电片与线轴上的检测导线电连通，导电滑环与控制主板电性连接，旋转过程导电接触电阻稳定≤0.1ω。

11、进一步地，所述固定环与线轴轴心之间设有绝缘隔套，线轴上缠绕的检测导线端部穿过线轴轴芯通孔与导电片导通连接，保证旋转工况下微弱电位检测信号稳定传输。

12、进一步地，所述箱体、支架、线轴采用镂空轻量化高强度材质一体成型，整机重量控制在3kg以内，箱体同时配套万向轮拖拽、背带背负两种移动转运结构，适配野外复杂地形作业。

13、本发明具有如下优点：

14、1、整机轻量化与双转运模式结合，箱体、支架、线轴采用镂空轻质结构，整机重量控制在 3kg 以内，相比传统设备减重 60%；箱体集成万向轮拖拽、背带背负两种转运方式，平整路面可拖拽移动，山地荒野可单人背负，大幅降低野外长距离巡检的人工负重强度。

15、2、发条储能组件与磁涡流阻尼协同工作，放线过程发条自动蓄能，撤去外力后提供恒定预紧拉力，避免导线散乱；通过螺杆调节永磁体与金属阻尼盘的间隙，可连续无级调节涡流阻尼，抵消发条回弹力，放线匀速顺滑无回弹、无卡顿；涡流阻尼无机械摩擦，设备使用寿命更长。

16、3、自适应线径补偿计米结构，通过触控屏录入导线直径，主板调取匹配周长补偿系数，结合编码器圈数校正放线长度，消除多层缠绕单圈周长误差，计量精度稳定达到 ±0.01m，实现管道缺陷点位精准定位，提升检测数据准确度。

17、4、多弹簧压紧式动态导电结构，多组弹簧二持续顶推导电片贴合静止导电滑环，旋转接触电阻稳定≤0.1ω；无碳刷摩擦噪声，能够稳定传输毫伏级微弱管地电位信号，避免信号漂移、失真。

18、5、断线快速声光报警，导电回路串联电流传感器，导线断裂后回路电流突变，控制主板可在 100ms 内识别故障并触发声光警报，工作人员可及时停机排查，避免采集大量无效数据，减少复测工作量。

19、6、整机集成防护结构，箱体设置密封减震胶垫，铰接式箱盖防尘防水抗震动；主轴具备单向锁止、双向自由转动两种工作模式，阻尼可调适配不同规格导线、不同放线速度，野外复杂工况适配性强。