用于探测管道异常的探测器制造技术

一种用于感测管道中的状态的传感器单元，包括适于沿管道内表面滚动的无缆球形包围物以及位于该球形包围物内部的仪器组件。该组件包括至少一个磁力计或加速计。优选地，具有三个正交设置的三个磁力计。根据需要也可具有其它传感器，诸如用来检测泄漏点的声音传感器以及温度或化学传感器。记录装置记录由磁力计或加速度计和传感器所采集的数据，并且，可选地，还可以记录时间轨迹。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种探测器，用于探测输送液体的管道中的异常情 况。在本专利技术的优选实施例中，本专利技术涉及一种传感器单元，该传 感器单元能够在不干扰管道中所传输液体的情况下对液体输送管 道进行4企查。在一个实施例中，探测器查找液体从管道中漏出的液 体泄漏点的位置。在另一实施例中，探测器用在具有金属丝加固装 置的混凝土管道中并探测金属丝加固装置的腐蚀或损坏部分，或者 用在金属管道中并探测腐蚀和/或焊接失效。传感器单元还具有确定 其在管道内的位置的新颖方式。
技术介绍
使用声波探测器来探测管道中的泄漏点是公知的。例如，探测 器可以放置在检查口的下侧上，或者探测器可以沿悬挂于检查口之间的电缆或沿能够顺着管子最下部延伸(trail)的电缆而i殳置，如 Paulson加拿大专利第2，273，979中所示。这种探测器可以纟笨测到由 金属丝加固混凝土管道中的断裂金属丝加固装置而造成的声音，或 者可以#罙测到/人金属或混凝土管道中的泄漏点漏出的液体的声音。公知的是，使用称为"检测机器人(pig)"的装置来检查小直 径管道，尤其是输油管道，该装置充满管道并通过油压而沿管道推 进。可以使用这种4企查来定位泄漏点，并检查相邻管子长度之间的 焊缝。用中密度无纟苋4专感器(neutral density untethered sensor )来4企查 管道也是公知的，该传感器通过管道中的液体来推进，诸如PCT 7/^开出片反物WO 2004/059274中所示。 <旦是，只,以确定这种传感器 在管道内的位置，并且该传感器会在管道内被截留。此外，这种传 感器单元利用电磁来进行通信，这阻止了该传感器单元使用磁性传 感器(诸如磁力计)来感测管道状态。如果管道足够大(例如，将水供给市民的大混凝土管或大的下 水管)，则可以将管子排空并且人员可以实施人工检查。在排空的 管道中，还公知的一些类型的检查是，使用安装在轮式车等上的传 感器。例力口，参见Paulson的美国专利6,781,369。
技术实现思路
本专利技术提供了一种独立的传感器单元，该传感器单元在管道丰# 送液体的同时净皮从一个人孔或4企测口处释》文到管道内。该传感器单 元随着液体的流动而4于进，并且在下游的4企测口处或可以方便进入管道的其它位置处#:收回。该传感器单元包括作为传感器的至少一 个磁力计或加速计。在优选实施例中，该传感器单元包括正交设置 的三个磁力计。本专利技术的传感器单元的横截面小于管道的横截面，并且不会妨 碍液体在管道中的流动。反之，其随着这种流动而4亍进。因此，该 传感器不会形成显著的背压或妨碍液体在管道中的流动。进 一 步， 可以将该传感器^f故得足够小，以用在对于人来i兌太小而不能进入且 因此不可能由工人进行检测的管道中。传感器单元(其包括传感器、辅助设备、以及保护性外部结构 内的电池)通常是j求形的。在一个实施例中，其是j求形的，例如给 出了网球的形状。在另一形式中，其具有略长的轴，给出了美式或加拿大式足球或者英式橄榄球中所使用的球的形状(以下称为椭J求 体)。传感器单元的优选形式为从球形(所有的轴都相等)到椭球体形状(其中一个轴(以下称为"主轴")比其它两个轴长大约30%, 而其它两个库由相等)的范围。在一个优选实施例中，传感器单元具有不可压缩的内部组件， 优选地为圓柱形或球形的，其包括一个或多个传感器、记录介质及 其电源(例如，电池)。在该4皮露中其^皮称为"传感器组件"。该传 感器组件包含在外部J求状单元(以下^皮称为"J求")内。该传感器 组件和J求单元一起构成本专利技术的传感器单元。在一个优选实施例中，传感器单元趋向于沿着管道底部滚动， 如同 一个3求沿着地面滚动，其中用于其滚动运动的原动力由管道中 流动的液体给出。为使传感器单元停留在管道底部，其整体密度大 于管道所填充的液体的密度。在另一实施例中，传感器单元所具有的整体密度小于管道中液 体的密度，并且趋向于沿着管道内的上表面滚动。在多个管道中， 具有沿着管道上表面而"i殳置的入口。因此，当4吏用该实施例时，应 该设定传感器单元的尺寸，以便使其具有比任一这种阀或入口 (位 于将其放入管道中的位置与将其移除的位置之间)更大的横截面， 以防止所述阀或入口^皮堵塞。在一种优选形式中，传感器单元是球形的，4象网球或英式足球。 如果是球形的，则传感器单元的直径优选地小于待使用该传感器单 元的管道直径的一半。这允许其经过诸如开启式蝶阀的沿着水平直 径将管子一分为二的物体的下方。传感器单元的直径应该也足够 大，以便传感器单元可以很容易地从小障碍物(诸如管道壁中的两 个管萃殳结合的不连续处)上滚过，从而即使在管子向上倾斜时水的 拖戈也使其继续向上滚动。传感器单元的滚动作用为传感器单元增加了角动量。该角动量可以有助于4吏该J求越过卞者如底部4非水口的障 碍物并使其不易受障碍物截留。此外，由于该球经过管子的底部中 心，所以可以毫无困难地经过进入结合管的微小流出(该樣史小流出 通常在侧部上而不是从底部处离开管子)。在多数情况下，传感器单元的直径应该大于管道直径的约1/10,以〗更其p及收足够的角动量，但这在一定程度上取决于障碍物的类型以及管子是否沿流动方 向向上，页杀+。考虑到这些因素，球形传感器单元的优选直径为待z使用该传感器单元的管道的直径的约1/4至约1/3。但是，对于特定管道而言， 此范围之外的球形传感器也是可行的。在另一优选形式中，传感器单元为椭球体，其长轴略长于与之 正交的其它两个轴，从而具有类似于橄榄球或美式足球的形状。如 果这种形状的传感器单元的密度相对于管道中液体的密度大得足 以使其停留在管道底部上，则该传感器单元^皮管道中的液体推动 时，其趋向于沿着管道的底部滚动，其中其长轴垂直于管道的中心 线。类似地，如果椭球体传感器单元的密度小于管道中液体的密度， 则其趋向于沿着管道内侧的顶部滚动，且其长轴垂直于管道的中心 线。这使得该传感器单元不可能进入横截面小于其长轴的入口中并 成为堵塞。通常，椭圓体球将优选地具有d、于待使用该球的管道直径的一 半的长轴，并且优选地在管道直径的1/3与1/4之间。4旦是，取决 于管道的性质，具有更小或更大长轴的传感器单元的使用也可以是 适宜的。在优选的实施例中，围绕传感器组件的球由容易压缩的泡沫材 料制成，诸如低密度开孔型(open cell)或网状聚氨酯泡沫材料。 网状泡沫材料不具有开孔，而只具有形成泡沫的基体(matrix)。网状泡沫材料尤其是优选的，这是因为当浸入到流过管道的液体中时 其比较不太可能保留空气。小于每立方英尺五磅的泡沫材料密度是 适当的，但小于一磅/立方英尺的密度是优选的。泡沫材料保护传感 器组件免受损坏，并赋予传感器单元期望的球状。当沿着管道内壁 滚动时，其还产生比单独使用传感器组件更小的噪音。该实施例的泡沫材料可以-故紧密地压缩在用于插入到管道内 的传感器组件的周围，从而可使传感器单元穿过入口，其中，所述 入口小于当传感器单元被膨胀到其完整球状或椭球体形状时的大小。 一旦传感器单元位于管道内，则泡沫材料的压力解除，并且传 感器单元恢复其完整尺寸和形状。当^皮压缩时，该形4犬可以4妄近椭 球体并且具有这样的直径，即该直径使得能够通过推动传感器单元 穿过阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无束缚传感器单元，用于感测管道中的状态，所述传感器单元包括：　　　　组件，包括从至少一个磁性传感器和至少一个加速计中选择的传感器；以及　　　　装置，用于记录由所述传感器感测的数据。

【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：彼得O帕尔森，
申请(专利权)人：全技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]