具有无线数据传输系统的内部清管器技术方案

本发明专利技术涉及用于管线的内部管道非破坏性控制的设备。技术成果是基于在清管器外的内部管道测量、诊断和控制机构和机载处理和存储机构两者之间发送数据和控制信号的无线机构的使用提高了内部清管器的操作可靠性。一种数据传输机构包括清管器的电子系统，所述电子系统包括含有至少一个电磁信号发射器的无线数据传输机构、包含至少一个测量单元和至少一个数据处理单元的测量及测量数据处理机构，其中，所述无线数据传输机构还包括至少一个连接至所述数据处理单元的用于接收所发送的数据的高频电磁信号接收器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于测试和观察管线状态的系统，更具体而言，涉及用于管线，尤其是油汽产品管道干线的内部管道非破坏性控制的设备，其采取的方式是使一种设备在受控管线内通过，所述设备包括一个或多个利用管线内输送的产品的压力在管线内移动的传送模块、位于模块主体上的对反映管线状态的参数敏感的控制传感器以及用于测量、处理、存储和发送测得数据的机构。
技术介绍
在清管器运行的管道空腔内可能存在异物。在内部清管器的移动过程中，这样的异物可能刮破处于清管器主体外的连接电缆，包括将传感器连接至位于清管器主体内的数据处理装置的电缆。US 7354348中公开的清管器采用机械电缆保护。但是，这样的保护过于笨重并且不能保护直接连接至非破坏性测试传感器的电缆，原因是这样的传感器的数量太大，没有足够的空间容纳这样的机械保护。W0 2006/021421中公开的清管器在管线轴的相当大的距离上采用沿管线内部的无线数据传输。出于这一目的，采用安装在清管器主体内的用于发送高频电磁信号的强大发射器以及在管线内与清管器具有较远距离的具有天线的接收器。将所述系统配置为最终向管线的外部发送数据，并且不允许从清管器设计当中去掉处于电子系统的各个单元之间的连接电缆。RU 2216686公开的清管器包括一种用于通过在管线内传播并且穿过管线接头当中的无线电透明狭缝的高频电磁信号来发送数据以及接收控制信号的系统。该系统还被配置为最终向管线外面发送数据以及从置于管线之上的地上发射器来接收控制信号，而且不允许从清管器设计中去掉电子系统的各个单元之间的连接电缆。
技术实现思路
本专利技术涉及提供用于交换内部清管器的数据和控制信号的方法和系统，所述方法和系统允许消除上述弊端，其有赖于的基础是使用无线模块在清管器外的内部管道测量、诊断和控制模块与机载处理和存储机构两者之间发送数据和控制信号。因此，由于消除了与障碍物碰撞时造成的对连接电缆的损害以及中继线连接器的密封失效，因而提供了更高的内部清管器运行可靠性，最终提高了内部清管器设备的使用寿命。本专利技术提议免除置于管线壁附近的非破坏性测试传感器和在清管器内置于密封容器当中的数据处理和累积单元之间的电缆。作为电缆的替代，在电子系统的各单元之间通过内部管道介质进行数据和控制信号的高频传输，或者直接在位于管线壁附近的测量单元内累积测量数据，并在清管器运行结束之后通过无线电信道发送测量数据。根据本专利技术的采用无线数据传输的主要变型如下:将测量数据从位于管线壁附近的非破坏性测试传感器无线发送至安装在清管器主体内的数据处理系统的单元；将测量数据从位于清管器模块之一内的传感器无线发送至位于清管器的另一模块内的数据处理单元；将控制信号从位于清管器模块之一内的机载控制计算机无线传输至远离这一模块的外壳的功能单元，以控制所述功能单元的操作模式；将控制信号从外部通信单元(从地上发射器接收控制信号)无线发送至机载控制计算机或者直接无线发送至远离所述外部通信单元的功能单元，以控制所述电子系统和所述功能单元的操作模式；在具有可控操作模式的测量单元、控制单元和测量数据处理单元之间无线双路通?目;在清管器运行结束之后将直接在测量单元中累积的测量数据无线发送至外部计算机的数据存储装置。根据本专利技术，所述清管器包括主体和电子系统，所述电子系统包括具有至少一个电磁信号发射器的无线数据传输机构；所述清管器的电子系统包括测量及数据处理机构，所述测量及数据处理机构包括至少一个测量单元和至少一个数据处理单元。所述无线数据传输机构能够发送数字数据并且含有发送数字数据编码机构。所述高频电磁信号发射器包括被实施为印刷电路板的部件的天线。所述无线数据传输机构还包括至少一个用于接收所发送的数据的电磁信号接收器，所述电磁信号接收器连接至数据处理单元。数据处理单元和电磁信号接收器被置于密封容器内；天线位于所述容器之外，所述天线连接至数据处理单元；在所述容器的外壳内有电连接器；所述天线通过所述电连接器连接至电磁信号接收器。述测量单元机械连接至数据处理单元的密封容器，其中，所述电磁信号发射器的天线的至少一部分处于所述电磁信号接收器的天线的至少一部分的视线范围内。电磁信号发射器的天线和电磁信号接收器的天线之间的距离不超过等于清管器必须在其内运行的管线的内径的二倍的值。在优选实施例中，所述测量单元包括:至少一个传感器；传感器信号处理及控制单元；电磁信号发射器；以及至少一个电池，其中，所述传感器连接至所述传感器信号处理及控制单元，所述传感器信号处理及控制单元也连接至所述电磁信号发射器；所述传感器信号处理及控制单元包括放大器和模数转换器；传感器的输出被连接至放大器的输入，放大器的输出被连接至模数转换器的输入，模数转换器的输出被连接至电磁信号发射器的输入。电池被连接至测量单元的电子部件，电池被实施为可再充电或者不可再充电的化学电源；电磁信号发射器包括也安装在测量单元内的天线；电磁信号发射器包括微控制器，所述微控制器能够根据W1-F1、蓝牙或ZigBee标准对信号编码。所述电磁信号发射器位于所述测量单元内；所述电磁信号发射器和所述测量单元的所有电连接被采用化合物或弹性密封料进行密封，以保护其不受内部管道介质的影响。清管器的电子系统还包括控制单元和与之连接的控制电磁信号发射器，以及控制电磁信号接收器。所述控制单元能够控制清管器子系统的运行模式；所述控制电磁信号发射器包括用于对控制信号编码的单元；所述控制电磁信号接收器包括用于对控制信号解码的单元。所述控制单元包括可编程逻辑微芯片或可编程控制器或处理器单元或机载计算机。清管器的电子系统包括至少一个功能单元，所述功能单元含有被设计为控制所述功能单元并连接至所述控制电磁信号接收器的单元。根据本专利技术的进一步开发:所述功能单元被实施为:-测量单元，或者-数据处理单元，或者-将所述数据发送到管线的外面的数据传输单元，或者-用于发送和/或接收用于对管线内的清管器位置进行地面跟踪的信号的单元，或者-用于开启/关闭清管器的电子系统的电力的单元，或者-清管器速度和/或加速度控制单元，或者-内部管道介质流量控制单元，用以控制在清管器通过管线运行时从清管器后面的管线内部区域通往清管器前面的管线内部区域的介质，-用于一个或多个作为清管器的部分的密封气体填充容器内的环境调节控制的单J L.ο传感器中的至少一些被实施为:-非破坏性测试传感器，或者-行进距离传感器，或者-清管器速度传感器，或者-清管器加速度传感器，或者-温度传感器，或者-压力传感器。作为测量单元的所述功能单元还含有控制电磁信号接收器，所述控制电磁信号接收器包括用于对控制电磁信号解码的单元；所述控制电磁信号接收器还连接至传感器信号处理及控制单元，所述传感器信号处理及控制单元能够使作为测量单元的部分的传感器在激活和/或询问模式之间切换。在实施例之一中，所述清管器包括至少一个含有作为超声波换能器的非破坏性测试传感器的测量单元；所述传感器信号处理及控制单元能够控制超声波换能器触发超声波脉冲的时间点和/或超声波脉冲频率和/或超声波脉冲方向和/或超声波换能器的发送/接收模式和/或超声波换能器能够接收超声波脉冲的时间间隔。在另一实施例中，所述清管器包括至少一个含有作为磁场传感器和/或管线内部几何结构传感器的非破坏性测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管线检查的内部清管器，包括：主体，以及清管器的电子系统，包括包括至少一个高频电磁信号发射器的无线数据传输机构，包括至少一个测量单元和至少一个数据处理单元的测量及已测量数据处理机构，所述清管器的特征在于所述无线数据传输机构还包括用于接收所发送的数据的至少一个高频电磁信号接收器，所述高频电磁信号接收器连接至数据处理单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·梅厄尔夫，A·斯莫诺夫，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US