【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道内结垢检测，尤其涉及一种管道内壁结垢检测器、检测系统及检测方法。
技术介绍
1、管道是连续输送原油、石油产品等液体资源以及天然气等气体资源最经济、最有效的方式。然而长距离管道输送的油气含有有机物、硫化氢、二氧化碳等杂质，在高温、高压的影响下，这些杂质会蒸发浓缩并发生化学反应而析出难溶晶体，进而在管道内壁结垢，造成管道内径减小，严重时会造成管道堵塞，导致人员伤亡和经济损失。
2、目前通常采用直接法进行结垢检测，即利用厚度检测仪器(如超声波测厚仪等)对炉管或容器壁进行厚度测量。由于结垢层声阻抗与管体声阻抗差异较大，超声波会在管壁内侧发生多次反射与折射，使得超声波难以穿透管内结垢层。此外，超声导波、声学谐振等方法也被用于管道内壁的无损检测。但这些方法通常需要逐管段地对管道进行定点测量，时间成本和人工成本较高，施工不便。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种管道内壁结垢检测器、检测系统及检测方法，以解决现有管道结垢检测时间和人工成本高的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案在于：
3、一种管道内壁结垢检测器，包括球壳、第一水听器、第二水听器、配重片、减震圈、电路板和供电单元；第一水听器和第二水听器安装于球壳，第一水听器位于球壳的赤道面，以垂直于赤道面且经过球壳球心的轴线为z轴，第二水听器位于z轴；配重片与赤道面重合并安装于球壳内腔，球壳绕z轴滚动；减震圈的轴线与z轴共线，两个减震圈套装于球壳并对称设置于赤道
4、进一步的，管道内壁结垢检测器还包括悬浮单元，悬浮单元包括悬浮球和悬浮支架；悬浮球连接于悬浮支架上方，悬浮支架与球壳转动连接，转动轴为z轴；悬浮支架上设置有顶针，顶针抵接于减震圈以使减震圈倾斜。
5、进一步的，供电单元包括电池和无线充电线圈，无线充电线圈与电池连接，电池用于向电路板、第一水听器和第二水听器供电。
6、进一步的，电路板上还设置有电源稳压模块，电源稳压模块与电池连接。
7、进一步的，球壳包括上半壳和下半壳，第二水听器、电路板安装于上半壳，电池和无线充电线圈安装于下半壳。
8、进一步的，电路板上还设置有磁力计。
9、进一步的，电路板上还设置有mcu、板载flash存储模块和无线传输模块；mcu与第一水听器、第二水听器、加速度传感器连接、板载flash存储模块和无线传输模块连接。
10、进一步的，检测器的z轴和x轴的转动惯量比为k，k∈[1.1，1.9]。
11、本专利技术的另一方面，提出了一种管道内壁结垢检测系统，包括上述的管道内壁结垢检测器，还包括外加磁场，沿管道的长度方向间隔设置多个外加磁场。
12、本专利技术的第三方面，提出了一种管道内壁结垢检测方法，采用上述的管道内壁结垢检测器，包括如下步骤：
13、信号采集：将管道内壁结垢检测器放入管道并在水流作用下沿管道滚动，第一水听器、第二水听器采集声信号，加速度传感器采集加速度信号；
14、数据分析：所述管道内壁结垢检测器滚动的加速度信号为正弦信号，结垢段的正弦信号频率大于未结垢段；同时所述管道内壁结垢检测器进出结垢段时会产生噪声声信号，用来判断是否有结垢变径；当结垢段表面不平整时，结垢段的加速度信号的幅值大于未结垢段或者加速度信号波形的完整性被破坏，表现为非正弦形。
15、综合上述技术方案，本专利技术所能实现的技术效果在于：
16、本专利技术提供的管道内壁结垢检测器包括球壳、第一水听器、第二水听器、配重片、电路板和供电单元；第一水听器和第二水听器安装于球壳，第一水听器位于球壳的赤道面，以垂直于赤道面且经过球壳球心的轴线为z轴，第二水听器位于z轴；配重片与赤道面重合并安装于球壳内腔，球壳绕z轴滚动；减震圈的轴线与z轴共线，两个减震圈套装于球壳并对称设置于赤道面的两侧；电路板和供电单元安装于球壳内腔，电路板上设置有加速度传感器。
17、本专利技术提供的管道内壁结垢检测器利用流体推动检测器沿被检测管道滚动以自动完成管道检测，无需人工逐段逐点检测。通过设置配重片使球形检测器进行定轴滚动，并利用管道结垢处流速增大、结垢处球的滚动产生声学噪声的特性，结合第一水听器、第二水听器和加速度传感器检测声信号和加速度信号，通过加速度信号的频率和规律性改变以及结垢处检测器滚动产生的声学噪声的特性来判断结垢段并确定结垢段的位置。将配重片内置的方式结合外置的减震圈则避免使用弹性包裹层包覆球壳和外置配重，减小了检测器的直径，提高了通过性，有利于通过管道结垢段以保证检测顺利完成，同时避免了弹性包裹层对声信号的阻挡，提高了声信号采集质量。
18、相比于人工逐段逐点检测，管道内壁结垢检测器仅需流体推动，具有操作简单、检测高效的优势，可极大的降低检测成本。
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1.一种管道内壁结垢检测器，其特征在于，包括球壳（100）、第一水听器（200）、第二水听器（300）、配重片（400）、减震圈（500）、电路板（600）和供电单元（700）；
2.根据权利要求1所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，还包括悬浮单元（800），所述悬浮单元（800）包括悬浮球（810）和悬浮支架（820）；
3.根据权利要求1所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，所述供电单元（700）包括电池（710）和无线充电线圈（720），所述无线充电线圈（720）与所述电池（710）连接，所述电池（710）用于向所述电路板（600）、所述第一水听器（200）和所述第二水听器（300）供电。
4.根据权利要求3所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，所述电路板（600）上还设置有电源稳压模块，所述电源稳压模块与所述电池（710）连接。
5.根据权利要求3所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，所述球壳（100）包括上半壳（110）和下半壳（120），所述第二水听器（300）、所述电路板（600）安装于所述上半壳（110），所述电池
6.根据权利要求1所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，所述电路板（600）上还设置有磁力计。
7.根据权利要求1所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，所述电路板（600）上还设置有MCU、板载flash存储模块和无线传输模块；
8.根据权利要求1所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，所述检测器的Z轴和X轴的转动惯量比为k,k∈[1.1，1.9]。
9.一种管道内壁结垢检测系统，其特征在于，包括如权利要求6所述的管道内壁结垢检测器，还包括外加磁场，沿管道的长度方向间隔设置多个外加磁场。
10.一种管道内壁结垢检测方法，采用如权利要求1-8任一项所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种管道内壁结垢检测器，其特征在于，包括球壳（100）、第一水听器（200）、第二水听器（300）、配重片（400）、减震圈（500）、电路板（600）和供电单元（700）；
2.根据权利要求1所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，还包括悬浮单元（800），所述悬浮单元（800）包括悬浮球（810）和悬浮支架（820）；
3.根据权利要求1所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，所述供电单元（700）包括电池（710）和无线充电线圈（720），所述无线充电线圈（720）与所述电池（710）连接，所述电池（710）用于向所述电路板（600）、所述第一水听器（200）和所述第二水听器（300）供电。
4.根据权利要求3所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，所述电路板（600）上还设置有电源稳压模块，所述电源稳压模块与所述电池（710）连接。
5.根据权利要求3所述的管道内壁结垢检测器，其特征在于，所述球壳...
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