磁介指令定位仪转让专利
申请号 : CN200810012610.8
文献号 : CN100585253C
文献日 : 2010-01-27
发明人 : 邵德峰 , 戴东辉 , 夏海涛 , 隋莹莹 , 王浩 , 苏群 , 于开波 , 肖丹鹏 , 李冬雪
申请人 : 丹东华日理学电气有限公司
摘要 :
本发明涉及一种利用旋转低频磁场在管道外遥控管道内爬行器运动的设备，是由电指令源和电子传感器两部分组成，电指令源在管道外产生低频辐射磁场，安装在爬行器上的电子传感器在管道内接收指令源发出的低频磁场，进行磁场分析，发出定位指令，使爬行器停在指定位置。本发明的优点：(1)无放射性元素，避免了操作者受辐射的威胁和对环境的污染；(2)运输、保管、使用、用后处理不存在任何的危险，无需采用特别的防护措施，简便易行；(3)磁介指令定位仪完全可以替代传统的γ射线源，定位精度高。
权利要求 :
1一种磁介指令定位仪，其特征在于：是由电指令源和电子传感器两部分 组成：
电指令源结构是：在电指令源外壳(1)上装有固定座(15)，在固定座(15) 上装有驱动电机(12)，驱动电机(12)驱动轴联接磁铁(11)，在固定座(15) 上装有充电插座(4)，充电电池(14)联接充电插座(4)，在固定座(15)上装 有保护电路(13)，在电指令源外壳(1)上装有开关(2)、拎手(3)；
电子传感器结构是：在电子传感器外壳(8)上装有调整旋钮(5)、指示灯 (6)、电缆插座(7)，在电子传感器外壳(8)内装有电路板(9)、接收线圈(10)， 调整旋钮(5)、指示灯(6)、电缆插座(7)和接收线圈(10)连接在电路板(9) 电路上，电缆插座(7)上的电缆连接爬行器。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种利用旋转低频磁场在管道外遥控管道内爬行器运动的设备。
背景技术
目前石油、天然气等能源的远距离输送多数采用的是管道输送的方式。长输 送管道是由多根钢管焊接而成的。为保证焊接质量，要对每两根钢管间的连接焊 口进行检测，检测的方法是使用爬行器拍摄X光片。爬行器是一种能在管道内运 动并能发出X射线的设备。其使用方法是把爬行器放置在管道入口处，在焊口的 外壁附上一圈X光胶片，操作员在管道外用γ射线源遥控爬行器运动到焊口位 置，然后爬行器发出X射线，使焊口外的X光胶片曝光，以确定焊缝是否存在缺 陷。
使用γ射线源控制爬行器的缺点是射线源的运输、保管、使用、用后处理都 存在一定危险，所以急需一种无放射元素的遥控设备，替代γ射线源，在管道外 遥控管道内爬行器运动的设备。
使用γ射线源控制爬行器的缺点是射线源的运输、保管、使用、用后处理都 存在一定危险，所以急需一种无放射元素的遥控设备，替代γ射线源，在管道外 遥控管道内爬行器运动的设备。
发明内容
本发明针对现有γ射线源遥控爬行器装置的缺陷，提出一种无射线源、安全、 可靠的爬行器控制设备。
解决上述问题所采取的具体技术方案是：一种磁介指令定位仪是由电指令源 和电子传感器两部分组成，电指令源结构是：在电指令源外壳(1)上装有固定 座(15)，在固定座(15)上装有驱动电机(12)，驱动电机(12)驱动轴联接磁 铁(11)，在固定座(15)上装有充电插座(4)，充电电池(14)联接充电插座 (4)，在固定座(15)上装有保护电路(13)，在电指令源外壳(1)上装有开关 (2)、拎手(3)；
电子传感器结构是：在电子传感器外壳(8)上装有调整旋钮(5)、指示灯 (6)、电缆插座(7)、在电子传感器外壳(8)内装有电路板(9)、接收线圈(10)， 调整旋钮(5)、指示灯(6)、电缆插座(7)和接收线圈(10)连接在电路板(9) 电路上，电缆插座(7)上的电缆连接爬行器。
该定位仪采用电磁感应原理，旋转的磁场与固定的线圈之间产生相对切割运 动，则线圈中产生感应电动势：
-感应电动势(V)；
B——磁场的磁感应强度；
L——线圈有效长度；
V——磁铁和线圈的相对运动速度；
a——电子传感器与管道顶部的距离；
b——磁场的边界到磁铁的距离；
t——线圈进入磁场的时间。
电路通过分析感应电动势来发出定位信号。
电指令源工作时由可以旋转的磁铁产生低频辐射磁场，该低频磁场穿透钢管 给电子传感器发出指令。
电子传感器通过电缆与爬行器进行信号的传输。电子传感器安装在爬行器 上，在管道内接收指令源发出的低频磁场，进行磁场分析，发出定位指令，使爬 行器停在指定位置。
本发明的优点：
(1)无放射性元素，避免了操作者受辐射的威胁和对环境的污染；
(2)运输、保管、使用、用后处理不存在任何的危险，无需采用特别的防 护措施，简便易行；
(3)磁介指令定位仪完全可以替代传统的γ射线源，定位精度高。
附图说明：
图1是磁介指令定位仪结构示意图
图2是电指令源电路原理图
图3是电子传感器电路原理图
图4是磁介定位仪工作示意图
解决上述问题所采取的具体技术方案是：一种磁介指令定位仪是由电指令源 和电子传感器两部分组成，电指令源结构是：在电指令源外壳(1)上装有固定 座(15)，在固定座(15)上装有驱动电机(12)，驱动电机(12)驱动轴联接磁 铁(11)，在固定座(15)上装有充电插座(4)，充电电池(14)联接充电插座 (4)，在固定座(15)上装有保护电路(13)，在电指令源外壳(1)上装有开关 (2)、拎手(3)；
电子传感器结构是：在电子传感器外壳(8)上装有调整旋钮(5)、指示灯 (6)、电缆插座(7)、在电子传感器外壳(8)内装有电路板(9)、接收线圈(10)， 调整旋钮(5)、指示灯(6)、电缆插座(7)和接收线圈(10)连接在电路板(9) 电路上，电缆插座(7)上的电缆连接爬行器。
该定位仪采用电磁感应原理，旋转的磁场与固定的线圈之间产生相对切割运 动，则线圈中产生感应电动势：
-感应电动势(V)；
B——磁场的磁感应强度；
L——线圈有效长度；
V——磁铁和线圈的相对运动速度；
a——电子传感器与管道顶部的距离；
b——磁场的边界到磁铁的距离；
t——线圈进入磁场的时间。
电路通过分析感应电动势来发出定位信号。
电指令源工作时由可以旋转的磁铁产生低频辐射磁场，该低频磁场穿透钢管 给电子传感器发出指令。
电子传感器通过电缆与爬行器进行信号的传输。电子传感器安装在爬行器 上，在管道内接收指令源发出的低频磁场，进行磁场分析，发出定位指令，使爬 行器停在指定位置。
本发明的优点：
(1)无放射性元素，避免了操作者受辐射的威胁和对环境的污染；
(2)运输、保管、使用、用后处理不存在任何的危险，无需采用特别的防 护措施，简便易行；
(3)磁介指令定位仪完全可以替代传统的γ射线源，定位精度高。
附图说明：
图1是磁介指令定位仪结构示意图
图2是电指令源电路原理图
图3是电子传感器电路原理图
图4是磁介定位仪工作示意图
具体实施方式
结合附图详细说明本发明的结构和工作原理。
磁介指令定位仪是由电指令源和电子传感器两部分组成，如图1所示，电指 令源结构是：在电指令源外壳1上装有固定座15，在固定座15上装有驱动电机 12，驱动电机12驱动轴联接磁铁11，在固定座15上装有充电插座4，充电电池 14联接充电插座4，在固定座15上装有保护电路13，在电指令源外壳1上装有 开关2、拎手3。
电指令源电路联接关系如图2所示，电池的输出端按照电压极性连接在保护 板的输入端子Ui+点和Ui-点上，并且与充电器插座连接为电池充电。电机正接 线端子接保护板的Um+点，负接线端子接保护板的Um-点；指示灯的正极接保护 板的UL+点，负极接保护板的UL-点；蜂鸣器的正极接保护板的B+点，负极接保 护板的B-点。
电子传感器结构是：在电子传感器外壳8上装有调整旋钮5、指示灯6、电 缆插座7、电路板9、接收线圈10。用一根电缆连接电缆插座7和爬行器，使二 者之间进行信号传输。调整旋钮5、指示灯6、电缆插座7和接收线圈10都连接 在电路板9上，电路板9和接收线圈10放在电子传感器外壳8的内部，调整旋 钮5、指示灯6、电缆插座7均按照结构图所示位置安装在电子传感器外壳8上 的相应位置。
电子传感器电路联接关系如图3所示，调整旋钮5与电阻R6相连，调整R6 的阻值，以控制X射线穿透不同厚度的管道；指示灯6就是电路中的发光二极管 D1，连接在三极管Q1上；电缆插座7就是电路图中的J1；接收线圈10就是电 路图中的L1，电路通过检测L1产生的感生电动势来判断指令源的命令；该命令 通过连接电缆与爬行器进行信号传输，当电子传感器接收到停止命令时，电路中 的继电器线圈K1得电，吸引触点吸合，于是爬行器停止前进。
使用时参照图4，操作人员手握电指令源拎手3将指令源放在管道顶部。电 源开关2控制驱动电机12的旋转和停止。驱动电机12带动磁铁11旋转，向外 辐射出低频磁场。充电插座4用于电池14充电。当电源电压低于某一特定值时， 保护电路13产生报警信号，此时需要对电池进行充电。
根据所检测的管道厚度的不同，通过旋转电子传感器调整旋钮5调节传感器 内部的可调电阻的阻值，来控制X射线的穿透力。指示灯6表示电子传感器的工 作状态。指示灯6亮表示接收到电指令源发出的定位指令。指示灯6灭表示没有 接收到电指令源发出的定位指令。电缆插座7与爬行器连接一根连接电缆。爬行 器通过连接电缆为电指令源提供电源，电指令源通过连接电缆给爬行器发出定位 指令。接收线圈10用于接收电指令源发出的低频磁场信号。电路板9对信号进 行处理分析，再发出定位指令，爬行器接收到指令后停止前进。
检测时将电指令源放置在距离要拍摄X光片的焊口一定远处，并打开电源开 关，使它发射低频磁场，再将固定好电子传感器的爬行器放入管道内，打开爬行 器开关，爬行器开始在管道内向前运动。当运行到指令源辐射磁场的区域，电子 传感器的接收线圈接收到低频磁场信号，通过电缆给爬行器发出停止指令，使爬 行器停止在焊缝位置。
磁介指令定位仪是由电指令源和电子传感器两部分组成，如图1所示，电指 令源结构是：在电指令源外壳1上装有固定座15，在固定座15上装有驱动电机 12，驱动电机12驱动轴联接磁铁11，在固定座15上装有充电插座4，充电电池 14联接充电插座4，在固定座15上装有保护电路13，在电指令源外壳1上装有 开关2、拎手3。
电指令源电路联接关系如图2所示，电池的输出端按照电压极性连接在保护 板的输入端子Ui+点和Ui-点上，并且与充电器插座连接为电池充电。电机正接 线端子接保护板的Um+点，负接线端子接保护板的Um-点；指示灯的正极接保护 板的UL+点，负极接保护板的UL-点；蜂鸣器的正极接保护板的B+点，负极接保 护板的B-点。
电子传感器结构是：在电子传感器外壳8上装有调整旋钮5、指示灯6、电 缆插座7、电路板9、接收线圈10。用一根电缆连接电缆插座7和爬行器，使二 者之间进行信号传输。调整旋钮5、指示灯6、电缆插座7和接收线圈10都连接 在电路板9上，电路板9和接收线圈10放在电子传感器外壳8的内部，调整旋 钮5、指示灯6、电缆插座7均按照结构图所示位置安装在电子传感器外壳8上 的相应位置。
电子传感器电路联接关系如图3所示，调整旋钮5与电阻R6相连，调整R6 的阻值，以控制X射线穿透不同厚度的管道；指示灯6就是电路中的发光二极管 D1，连接在三极管Q1上；电缆插座7就是电路图中的J1；接收线圈10就是电 路图中的L1，电路通过检测L1产生的感生电动势来判断指令源的命令；该命令 通过连接电缆与爬行器进行信号传输，当电子传感器接收到停止命令时，电路中 的继电器线圈K1得电，吸引触点吸合，于是爬行器停止前进。
使用时参照图4，操作人员手握电指令源拎手3将指令源放在管道顶部。电 源开关2控制驱动电机12的旋转和停止。驱动电机12带动磁铁11旋转，向外 辐射出低频磁场。充电插座4用于电池14充电。当电源电压低于某一特定值时， 保护电路13产生报警信号，此时需要对电池进行充电。
根据所检测的管道厚度的不同，通过旋转电子传感器调整旋钮5调节传感器 内部的可调电阻的阻值，来控制X射线的穿透力。指示灯6表示电子传感器的工 作状态。指示灯6亮表示接收到电指令源发出的定位指令。指示灯6灭表示没有 接收到电指令源发出的定位指令。电缆插座7与爬行器连接一根连接电缆。爬行 器通过连接电缆为电指令源提供电源，电指令源通过连接电缆给爬行器发出定位 指令。接收线圈10用于接收电指令源发出的低频磁场信号。电路板9对信号进 行处理分析，再发出定位指令，爬行器接收到指令后停止前进。
检测时将电指令源放置在距离要拍摄X光片的焊口一定远处，并打开电源开 关，使它发射低频磁场，再将固定好电子传感器的爬行器放入管道内，打开爬行 器开关，爬行器开始在管道内向前运动。当运行到指令源辐射磁场的区域，电子 传感器的接收线圈接收到低频磁场信号，通过电缆给爬行器发出停止指令，使爬 行器停止在焊缝位置。