一种管道变形探测系统的制作方法

1.本发明涉及油气管道检测技术领域，具体而言，涉及一种管道变形探测系统。


背景技术：

2.在油气的过程中，需要检测管道是否出现变形的情况。而油气管道内检测以其恶劣的工况，严酷的产品质量要求誉为世界难题。通常，管道内变形检测器存在技术要求高，实施难度大，难以多次使用达到满足要求的量测精度特点。
3.目前，能够提供实际工况使用的油气管道变形检测器，并且能够得到可靠的量测数据的公司较少。一般产品对于机械和电子的总体设计存在缺陷，无法满足在高压力、长距离和频繁使用的工况下达到稳定的产品性能要求。因此，该领域内需要在油气管道存在的高压力、高水汽和溶剂环境下具有高可靠性的管道变形探测系统。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种管道变形探测系统。该管道变形探测系统可以在高压力、高水汽和溶剂环境下进行管道变形的检测，并且具有高可靠性。
5.根据本公开的一个方面的提供一种管道变形探测系统，所述管道变形探测系统包括：供电单元；探测单元，连接所述供电单元，所述探测单元至少包括多个角度传感器；主控单元，连接所述供电单元和所述探测单元，所述主控单元采集来自各个所述角度传感器的信号。
6.在根据本公开的一个方面的管道变形探测系统中，所述主控单元通过多针连接器连接所述探测单元。
7.在根据本公开的一个方面的管道变形探测系统中，所述多针连接器包括主体部以及凸设于所述主体部一侧表面的多个弹簧顶针。
8.在根据本公开的一个方面的管道变形探测系统中，所述探测单元还包括多个模拟数字转换器，每个所述模拟数字转换器连接一个所述角度传感器。
9.在根据本公开的一个方面的管道变形探测系统中，所述模拟数字转换器与所述角度传感器一体封装。
10.在根据本公开的一个方面的管道变形探测系统中，所述探测单元还包括多个里程轮传感器，所述多个里程轮传感器连接所述主控单元。
11.在根据本公开的一个方面的管道变形探测系统中，所述主控单元包括现场可编程门阵列电路板，所述现场可编程门阵列电路板并行连接多个所述角度传感器。
12.在根据本公开的一个方面的管道变形探测系统中，所述主控单元还包括存储单元，所述存储单元集成于所述现场可编程门阵列电路板中。
13.在根据本公开的一个方面的管道变形探测系统中，所述主控单元还包括旋转编码器，所述旋转编码器连接所述现场可编程门阵列电路板。
14.在根据本公开的一个方面的管道变形探测系统中，所述供电单元包括电源以及电
源时序控制模块，所述电源时序控制模块连接所述电源。
15.相比于现有技术，本发明实施例提供的管道变形探测系统中，由于管道变形探测系统包括探测单元和主控单元，主控单元可以对探测单元中作为探臂的多个角度传感器测得的信号进行采集，因此，可以在高压力、高水汽和溶剂环境下进行管道变形的检测。另外，主控单元通过多针连接器连接探测单元，主控单元包括现场可编程门阵列电路板，现场可编程门阵列电路板并行连接多个所述角度传感器，并行连接可以实现实时高精度的并行数据传输处理，满足油气管道检测的微小轴向和纵向变形检测要求。此外，多针连接器包括多个弹簧顶针、采用pogo pin弹簧接触设计，有效地保证了剧烈振动工况下机械电气的连接要求，进而，保证了管道变形探测系统在油气管道中可多次使用并且具有高可靠性。
附图说明
16.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
17.图1是本发明的一个实施例的管道变形探测系统的结构示意图；
18.图2是本发明的一个实施例的多针连接器的结构示意图。
具体实施方式
19.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
20.所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。
21.根据本发明的主旨构思，本发明的管道变形探测系统包括：供电单元；探测单元，连接所述供电单元，所述探测单元至少包括多个角度传感器；主控单元，连接所述供电单元和所述探测单元，所述主控单元采集来自各个所述角度传感器的信号。
22.下面结合附图和实施例对本发明的技术内容进行进一步地说明。
23.请参见图1，其示出了本发明的一个实施例的管道变形探测系统的结构示意图。在本发明的优选实施例中，所述管道变形探测系统主要包括供电单元1、探测单元2以及主控单元3。
24.在本发明的可选实施例中，供电单元1包括电源11以及电源时序控制模块12，电源时序控制模块12连接电源11，从而将电压精确地分配至探测单元2以及主控单元3中的各个器件，保证主控单元3中的各个器件正常上电。其中，电源时序控制模块12可以是dc-dc电源时序控制电路。
25.探测单元2连接供电单元1。具体来说，在图1所示的可选实施例中，探测单元2至少包括多个角度传感器21。角度传感器21作为管道变形探测系统的探臂部分，用于实现油气
管道检测过程中的变形检测。进一步地，探测单元2还包括多个模拟数字转换器22(adc)。其中，每个模拟数字转换器22连接一个角度传感器21，模拟数字转换器22与角度传感器21一体封装(sip封装)，通过sip封装实现探测单元2中的传感器处理电路的高可靠性。进一步地，探测单元2还包括多个里程轮传感器23。里程轮传感器23用于计算里程轮的行驶距离，其可以通过接近开关探测里程轮上镶嵌的磁铁的转动来计算内检测器运行的距离。接近开关的脉冲信号通过电平转换直接和fpga可编程器件连接，通过内部固件进行脉冲信号的计数。
26.主控单元3连接供电单元1和探测单元2。主控单元3采集来自各个角度传感器21的信号。在本发明的一个实施例中，主控单元3包括现场可编程门阵列(fpga)电路板，现场可编程门阵列电路板并行连接多个角度传感器21，并行连接的机械设计可以实现项目实时高精度的并行数据传输处理，理论的即时采集信号处理速度能达到例如120mbps，满足油气管道检测的微小轴向和纵向变形检测要求。更具体来说，在本发明实施例中，主控单元3可以采用多管脚现场可编程门阵列电路板，直接采集作为探臂的角度传感器21测量得到的spi信号(高速spi信号)，并通过现场可编程门阵列电路板内固件开发，完成多路spi信号的并行处理以及数据压缩。
27.更进一步地，在本发明的优选实施例中，主控单元3可以通过多针连接器连接探测单元2，多针连接器能够使spi信号线在狭小缸体空间内可实现单根拆换，有效地保证了在恶劣管道工况中可能发生的因铁屑铁块碰撞损耗引起的更换。请参见图2，其示出了本发明的一个实施例的多针连接器的结构示意图。需要说明的是，图2仅仅示出多针连接器的具有顶针的一侧表面。如图2所示，多针连接器5包括主体部51以及多个弹簧顶针52。多个弹簧顶针52凸设于主体部51一侧表面(图2所示的一侧表面)，其中，弹簧顶针52可以沿其凸出的方向上在受力时进行移动，进而满足振动工况下可靠的机械电气连接的要求，解决了系统简洁直连要求的信号接续问题。作为本发明的可选实施例，图2所示的多针连接器以144pins连接器为例进行说明，但并不限于此，本领域技术人员理解，本发明的管道变形探测系统可以根据实际的需要选择相应的多针连接器。
28.进一步地，在图1所示的实施例中，主控单元3还包括存储单元。存储单元集成于现场可编程门阵列电路板中。由于管道变形探测系统应用于油气管道内，为了满足对长距离油气管道(例如200公里的油气管道)的探测数据的存储要求，可选地，存储单元包括nand flash芯片，进而，使用nv-ddr2协议达到400mhz的实时信号储存。进一步地，在本发明的可选实施例中，现场可编程门阵列电路板集成有信号传输的高可靠ethernet芯片、nor flash芯片、nand flash储存和fpga主芯片。
29.进一步地，在图1所示的实施例中，主控单元3还包括旋转编码器。旋转编码器3使用重锤量测内检测器的实时姿态角度。在本发明的实施例中，旋转编码器采用八位数字量输出，分辨率为256位(8bits)，输出的角度数字信号和主芯片fpga连接，使用fgpa固件对采集的数字信号进行解码和角度信息记录储存。
30.综上所述，本发明实施例提供的管道变形探测系统中，由于管道变形探测系统包括探测单元和主控单元，主控单元可以对探测单元中作为探臂的多个角度传感器测得的信号进行采集，因此，可以在高压力、高水汽和溶剂环境下进行管道变形的检测。另外，主控单元通过多针连接器连接探测单元，主控单元包括现场可编程门阵列电路板，现场可编程门
阵列电路板并行连接多个所述角度传感器，并行连接可以实现实时高精度的并行数据传输处理，满足油气管道检测的微小轴向和纵向变形检测要求。此外，多针连接器包括多个弹簧顶针、采用pogo pin弹簧接触设计，有效地保证了剧烈振动工况下机械电气的连接要求，进而，保证了管道变形探测系统在油气管道中可多次使用并且具有高可靠性。
31.虽然本发明已以可选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。