【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道检测，具体涉及一种速度可控的自发电管道内检测装置。
技术介绍
1、近年来，随着我国石油天然气行业的快速发展，长输油气管道长度已累计超过18万公里，预计2025年将达到24万公里。随着管道运营时间的延长，管道老化问题日益突出。在诸如天气、环境、第三方施工破坏等因素的影响下，管道内外壁会产生不同程度的损坏或腐蚀，为管道运行带来安全隐患。因此，油气管道检测就显得尤为重要。
2、对于管道内壁缺陷，管道内检测机器人能够很好地进行检测。而为了保证内检测机器人具备长续航能力，机器人较多地采用管道流体压差驱动模式，但这也会造成机器人在管道内行进速度难以保持稳定，如此将影响检测的精确度和覆盖率。同时，装置内部各个功能单元的能耗也使得机器人往往需要携带大体积的储能电池，这也会提高检测成本，降低机器人的长时间续航能力，增大机器人遭遇卡堵的风险。
3、为此设计一种速度可控的自发电管道内检测装置，可以有效自行调节行进速度，并自身发电实现长时间续航，提高管道检测效率，降低管道检测成本，具有现实意义和良好应用前景。
技术实现思路
1、本申请提供了一种速度可控的自发电管道内检测装置，用于解决管道内检测装置行进速度难以控制，以及不能长时间供电续航的问题。
2、本申请采用技术方案如下：
3、一种速度可控的自发电管道内检测装置，包括壳体和设置于壳体内部的检测系统。还包括皮碗、调速系统和发电系统；皮碗为内部空心的圆盘状结构，设置于壳体外部且与壳体同圆心布置
4、所述发电系统包括发电机和环形轮，壳体外壁设置有若干个弧形凹槽，若干个弧形凹槽围绕壳体外壁均匀布置；每个弧形凹槽内平行于壳体轴线方向设置有两个悬挂杆，环形轮设置于两个悬挂杆之间并通过轴承与悬挂杆转动连接，环形轮转动方向与装置运动方向同相布置；每根悬挂杆两端均通过减震弹簧与弧形凹槽弹性连接，减震弹簧使得环形轮能够根据管道的尺寸进行位置调整并使环形轮能充分接触管壁，环形轮与管道内壁之间保持足够的摩擦力；发电机设置于壳体内部并与环形轮机械传动连接，环形轮转动时能够带动发电机发电。
5、若干个所述调速系统以皮碗的圆心为中心呈放射状均匀布置；所述调速系统包括压力梢，压力梢内部设置有通电螺线管，压力梢与发电机电连接，改变通电螺线管的电流大小能够改变皮碗的形变量。
6、所述皮碗共有两个，一个皮碗设置于壳体前端，另一个皮碗设置于壳体后端。
7、所述调速系统还包括与压力梢靠近皮碗圆心一端连接的弹簧阻尼器，弹簧阻尼器对压力梢保持拉力。
8、所述皮碗采用全聚氨酯发泡材质。
9、所述壳体采用两端开口的圆柱筒形结构，壳体的筒体内部中部设置有密封隔板，密封隔板将壳体分隔为前腔室和后腔室；前腔室位于装置前进方向一端，后腔室位于装置前进相反方向一端；发电机设置于前腔室内部，检测系统设置于后腔室内部，检测系统包括相互电连接的检测模块、智能分析存储模块、锂电池，检测模块用于采集管道内的声波信息，并将信息发送给智能分析存储模块，智能分析存储模块用于接收、分析检测模块采集到的声波信息，并对分析结果进行识别、储存，锂电池为检测模块、智能分析存储模块供电；锂电池与发电机电连接、锂电池能够储存发电机产生的电能。
10、所述壳体前端的皮碗还密封连接有半球面结构的头罩，头罩直径小于皮碗直径。
11、所述检测模块搭载高精度iepe振动传感器，用于检测管道内声波信号，结合vmd和小波去噪的管道泄漏优化检测算法，判断泄漏点位置。
12、所述智能分析存储模块采用stm32单片机芯片作为中央处理单元，采用外部时钟电路为stm32单片机芯片提供时钟，采用典型的复位电路实现stm32单片机芯片的启动及复位，采用典型的dcdc电源芯片将锂电池提供的电能转换为stm32单片机芯片所需要的3.3v直流电源，采用rs485芯片实现rs485总线的通讯，stm32单片机芯片通过rs485通讯接口与检测模块相连接，读取、分析并储存检测过程中采集的声波数据。
13、本申请具有的有益效果：本专利技术的一种速度可控的自发电管道内检测装置，壳体外部设置有皮碗，皮碗内部设置调速系统，发电系统与调速系统电连接并为其供电，发电系统能够将装置的动能转化为电能，电流大小随装置运动速度变化，进而影响皮碗的形变量，改变皮碗对管壁的摩檫力，实现自行调节运行速度；同时本装置的发电系统在装置行进的过程中所产生的电能大部分输送至调速系统，其余电能储存在锂电池中用于为其他元器件供电，实现了装置电能的自给自足，提高了装置的长续航能力。
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1.一种速度可控的自发电管道内检测装置，包括壳体（2）和设置于壳体（2）内部的检测系统（6），其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述发电系统（5）包括发电机（51）和环形轮（52），壳体（2）外壁设置有若干个弧形凹槽（211），若干个弧形凹槽（211）围绕壳体（2）外壁均匀布置；每个弧形凹槽（211）内平行于壳体（2）轴线方向设置有两个悬挂杆（212），环形轮（52）设置于两个悬挂杆（212）之间并通过轴承与悬挂杆（212）转动连接，环形轮（52）转动方向与装置运动方向同相布置；每根悬挂杆（212）两端均通过减震弹簧（213）与弧形凹槽（211）弹性连接，减震弹簧（213）使得环形轮（52）能够根据管道的尺寸进行位置调整并使环形轮（52）能充分接触管壁，环形轮（52）与管道内壁之间保持足够的摩擦力；发电机（51）设置于壳体（2）内部并与环形轮（52）机械传动连接，环形轮（52）转动时能够带动发电机（51）发电。
3.根据权利要求2所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：若干个所述调速系统（4
4.根据权利要求1所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述皮碗（3）共有两个，一个皮碗（3）设置于壳体（2）前端，另一个皮碗（3）设置于壳体（2）后端。
5.根据权利要求3所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述调速系统（4）还包括与压力梢（41）靠近皮碗（3）圆心一端连接的弹簧阻尼器（42），弹簧阻尼器（42）对压力梢（41）保持拉力。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述皮碗（3）采用全聚氨酯发泡材质。
7.根据权利要求2、3或5任一项所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述壳体（2）采用两端开口的圆柱筒形结构，壳体（2）的筒体内部中部设置有密封隔板，密封隔板将壳体（2）分隔为前腔室（21）和后腔室（22）；前腔室（21）位于装置前进方向一端，后腔室（22）位于装置前进相反方向一端；发电机（51）设置于前腔室（21）内部，检测系统（6）设置于后腔室（22）内部，检测系统（6）包括相互电连接的检测模块（223）、智能分析存储模块（221）、锂电池（222），检测模块（223）用于采集管道内的声波信息，并将信息发送给智能分析存储模块（221），智能分析存储模块（221）用于接收、分析检测模块（223）采集到的声波信息，并对分析结果进行识别、储存，锂电池（222）为检测模块（223）、智能分析存储模块（221）供电；锂电池（222）与发电机（51）电连接、锂电池（222）能够储存发电机（51）产生的电能。
8.根据权利要求1-5任一项所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述壳体（2）前端的皮碗（3）密封连接有半球面结构的头罩（1），头罩（1）直径小于皮碗（3）直径。
9.根据权利要求7所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述检测模块（223）搭载高精度IEPE振动传感器，用于检测管道内声波信号，结合VMD和小波去噪的管道泄漏优化检测算法，判断泄漏点位置。
10.根据权利要求7所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述智能分析存储模块（221）采用STM32单片机芯片作为中央处理单元，采用外部时钟电路为STM32单片机芯片提供时钟，采用典型的复位电路实现STM32单片机芯片的启动及复位，采用典型的DCDC电源芯片将锂电池（222）提供的电能转换为STM32单片机芯片所需要的3.3V直流电源，采用RS485芯片实现RS485总线的通讯，STM32单片机芯片通过RS485通讯接口与检测模块（223）相连接，读取、分析并储存检测过程中采集的声波数据。
...【技术特征摘要】
1.一种速度可控的自发电管道内检测装置，包括壳体（2）和设置于壳体（2）内部的检测系统（6），其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述发电系统（5）包括发电机（51）和环形轮（52），壳体（2）外壁设置有若干个弧形凹槽（211），若干个弧形凹槽（211）围绕壳体（2）外壁均匀布置；每个弧形凹槽（211）内平行于壳体（2）轴线方向设置有两个悬挂杆（212），环形轮（52）设置于两个悬挂杆（212）之间并通过轴承与悬挂杆（212）转动连接，环形轮（52）转动方向与装置运动方向同相布置；每根悬挂杆（212）两端均通过减震弹簧（213）与弧形凹槽（211）弹性连接，减震弹簧（213）使得环形轮（52）能够根据管道的尺寸进行位置调整并使环形轮（52）能充分接触管壁，环形轮（52）与管道内壁之间保持足够的摩擦力；发电机（51）设置于壳体（2）内部并与环形轮（52）机械传动连接，环形轮（52）转动时能够带动发电机（51）发电。
3.根据权利要求2所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：若干个所述调速系统（4）以皮碗（3）的圆心为中心呈放射状均匀布置；所述调速系统（4）包括压力梢（41），压力梢（41）内部设置有通电螺线管，压力梢（41）与发电机（51）电连接，改变通电螺线管的电流大小能够改变皮碗（3）的形变量。
4.根据权利要求1所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述皮碗（3）共有两个，一个皮碗（3）设置于壳体（2）前端，另一个皮碗（3）设置于壳体（2）后端。
5.根据权利要求3所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述调速系统（4）还包括与压力梢（41）靠近皮碗（3）圆心一端连接的弹簧阻尼器（42），弹簧阻尼器（42）对压力梢（41）保持拉力。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种速度可控的自发电管道内检测装置，其特征在于：所述皮碗（3）采用全聚氨酯发泡材质。
7.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢森骧，束布昀，刘鸿燊，冯彦宾，侯涤非，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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