專利名稱：用于管道檢測的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及用于管道檢測的裝置，尤其是，但不專用干，流體管道內(nèi)表面檢測的裝置，例如油或氣管道的在線檢測。
背景技術(shù)：
已知使用通常稱為管道檢測器(pipeline pig)的檢測裝置檢測管道內(nèi)部。已知的檢測器包括徑向排列的傳感器臂。使用中，當(dāng)檢測器沿著管道被驅(qū)動時，為了執(zhí)行管道內(nèi)壁的檢測，每個傳感器臂的一端偏置成接觸管道的內(nèi)壁。特別是，傳感器臂提供管壁的尺寸檢測，尋找管壁形狀中的凹痕或其它缺陷。
傳統(tǒng)的管道由一個個的管段構(gòu)成，它們相互連接，以限定一列管段。典型地，在相鄰的管段之間的接合處限定管道中的內(nèi)部突起，例如，通過將兩個管段焊接在一起形成的焊縫。然而，由于當(dāng)傳感器臂碰到突起時，傳感器臂與管壁的接觸經(jīng)常漏失，因此焊縫和其它內(nèi)部突起出現(xiàn)了檢測困難。此外，在碰到后，傳感器臂可能回蕩一段時間。那樣，檢測數(shù)據(jù)可能丟失，直到當(dāng)傳感器臂沿著管壁重新回到更穩(wěn)定的運動。本公開內(nèi)容克服了或緩和了上述問題，或與相關(guān)的已知檢測裝置的其它缺點或問題。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個實施例，提供一種用于管道檢測工具的傳感器臂。傳感器臂包括本體，本體包括第一端部和第二端部，第一端部配置成用于將傳感器臂安裝在管道檢測工具上，并且第二端部包括接觸部分，接觸部分配置成接觸管壁的內(nèi)表面；和，延長部分(elongate section),其在第一端部和第二端部之間延伸，該延長部分具有外輪廓(external profile)，該外輪廓限定頂表面、底表面和布置在頂表面和底表面之間的主腹板(main web)，在橫截面上主腹板的深度比橫截面上主腹板的寬度大。按照本發(fā)明的另ー個實施例，提供一種用于管道檢測的裝置。該裝置包括基座組件，用于連接到檢測工具；傳感器臂，可樞轉(zhuǎn)地安裝在基座組件上，傳感器臂包括本體，本體包括第一端部和第二端部和延長部分，該延長部分在第一端部和第二端部之間延伸；和，彈簧，連接在基座組件和傳感器臂之間，彈簧配置成朝著延伸位置(extended position)偏置傳感器臂，用于順著檢測工具的運動與管的內(nèi)表面進行有彈簧加載的接觸，并且當(dāng)傳感器臂處于完全延伸位置時，彈簧具有布置在鄰近延長部分的標(biāo)準(zhǔn)位置(normal position),延長部分包括槽，該槽在鄰近彈簧的標(biāo)準(zhǔn)位置的本體的第一端部和第二端部之間的方向上延伸。


附圖并入并且組成說明書的一部分，說明了ー個或多個實施例以及，和說明書一起，解釋這些實施例。在圖中
圖I是管道檢測裝置的示意性的側(cè)視圖；圖2是用在圖I的管道檢測裝置中的傳感器臂的第一側(cè)視圖；圖3是通過圖2的傳感器臂的橫截面圖；圖4是用在圖I的管道檢測裝置中的傳感器臂的第二側(cè)視圖；圖5是用在圖I的管道檢測裝置中的接觸頭的示意性的側(cè)視圖；圖6是用在圖I的管道檢測裝置中的彈簧的示意性的側(cè)視圖；圖7是通過圖I的管道檢測裝置的橫截面圖； 圖8是用在圖I的管道檢查裝置中的襯套的端視圖。
具體實施例方式接下來參照附圖描述示范性的實施例。不同附圖中的相同的附圖標(biāo)記指示相同或相似元件。下面的詳細描述并不限制本發(fā)明。而是，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求限定。參照整個本公開“示范性的實施例”，“實施例”，或其變型意味著與實施例有關(guān)的所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本主題內(nèi)容公開的至少ー個實施例中。那樣，短語“在示范性的實施例中”，“在實施例中”，或它們在整個公開內(nèi)容中不同地方的變型不必參照同一個實施例。進ー步，特定的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任何合適的方式結(jié)合于ー個或多個實施例中。首先，參照圖1，用于管道檢測的裝置一般標(biāo)記為100，裝置100包括傳感器臂102，傳感器臂102可樞轉(zhuǎn)地安裝在配置用于在線檢測管道的檢測工具(僅僅是一部分，標(biāo)記為104)上。一般而言，傳感器臂102用于順著工具104的運動實施管道內(nèi)壁的尺寸檢測?；M件106安裝在工具104上?；M件106用作傳感器臂102的支撐。傳感器臂102通過樞轉(zhuǎn)銷105可樞轉(zhuǎn)地連接于基座組件106。傳感器臂102可在延伸位置(即，如圖I所示的)和多個偏轉(zhuǎn)位置之間(即，如圖I所示的當(dāng)臂按順時針方向樞轉(zhuǎn)時)移動。彈簧108 (例如，扭簧)連接在基座組件106和臂102之間。彈簧108有助于朝著其延伸位置偏置臂102，用于順著工具104的運動與管的內(nèi)表面進行有彈簧加載的接觸。在示范性的實施例中(如在下面將要更詳細地描述的那樣)，傳感器臂102上的限位塊和基座組件106防止臂102的過渡延伸而超出圖I中所示的延伸位置。在圖2中，更詳細的示出了傳感器臂102，包括具有第一端部和第二端部112，114的本體110。配置第一端部112用于將臂102安裝到工具104上，例如，通過樞轉(zhuǎn)銷105連接到基座組件106。在這個實施例中，第二端部114限定臂102的末端116，其用于順著工具104的運動接觸內(nèi)壁。本體110具有延長部分118，延長部分118在所述第一端部和第二端部112，114之間延伸。如圖3中可以看出，延長部分118具有外輪廓，外輪廓限定頂表面和底表面120，122，以及在所述頂表面和底表面120，122之間延伸的主腹板124。所述輪廓進ー步限定延長部分118的第一側(cè)面和第二側(cè)面126，128。主腹板124具有橫截面，該橫截面的深度比其寬度大，此外，頂表面和底表面120，122之間的距離比延長部分118的第一側(cè)面和第二側(cè)面126，128之間的距離大。如圖3中可以看出，主腹板的深度至少是主腹板寬度的兩倍。延長部分的頂表面和底表面之間的距離比其兩側(cè)面距離的兩倍還大。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種輪廓顯示出了優(yōu)越的動カ性能，減少若碰到焊縫引起的回蕩、彎曲和其它動カ影響。臂的橫截面二次矩已發(fā)現(xiàn)能在“Y”面提供最佳剛度，而不用過分增加臂的質(zhì)量。在示范性的實施例中，本體110通過注射成型形成。比起傳統(tǒng)的機加工構(gòu)件，采用注射成型エ藝能減少制造成本和研制時間。與傳統(tǒng)的機加工臂，如由鋁制成的臂相比，它也能使臂102的重量輕。然而，其它的制造技術(shù)也可用于替換的實施例中，如模鑄，旋轉(zhuǎn)模鑄或殼模法。本體110可以是單件構(gòu)造，且因此可以由簡單 的成型制成，例如，在一簡單的模型空腔中制成。在示范性的實施例中,注射成型主體由塑料,如尼龍或尼龍12制成。特別地,尼龍12的重量輕，非常適合于與油和氣管道的在線檢測有關(guān)的操作環(huán)境。在進ー步的示范性的實施例中，注射成型主體由玻璃的重量含量多達大約30%的尼龍12制成。由這種材料制成的臂102，尤其是形成有上面討論的這種配置吋，已發(fā)現(xiàn)能顯示出有利的強度水平，減小彎曲性能并且提高抗沖擊性以適應(yīng)與在線檢測技術(shù)有關(guān)的操作條件。實驗表明，以傳遞給臂的動能以及隨后的臂離開管壁的偏轉(zhuǎn)度而論，臂的輕質(zhì)和動カ改進的配置降低了碰到焊縫的沖擊力。此外，可以理解的是，在碰到焊縫后，輕質(zhì)和動力改進的配置有助于使臂穩(wěn)定下來，更快速地沿著管的內(nèi)表面進入平穩(wěn)運動，由此減少碰到焊縫導(dǎo)致的檢測數(shù)據(jù)的丟失。如圖4中可見，臂102包括槽130，該槽在主體的所述第一端部和第二端部之間的方向上延伸。槽130形成在延長部分118的側(cè)面128上。如上面所提到的那樣，臂102通過彈簧108偏置進入工具104上的延伸位置。工具104在管內(nèi)運動期間，臂102的延伸度相對于工具104將會發(fā)生變化(例如，如果工具104偏離管的中心線)。若延伸度發(fā)生重大變化，如由碰到焊縫造成的，彈簧108將偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)彈簧108和臂102之間任何接觸都可能會對工具104上的臂102的相對位置或動カ性能有消極影響。槽130提供了彈簧108可偏轉(zhuǎn)進入的空間，從而減小了偏轉(zhuǎn)彈簧108和臂102之間重大接觸的可能性。具體而言，槽降低了偏轉(zhuǎn)彈簧108和臂102的側(cè)面128之間沖擊的風(fēng)險。在示范性的實施例中，槽130包括延長凹槽或形成在延長部分118的側(cè)面128上的切ロ。因此，槽130很容易以簡單模具制成。返回參照圖2，臂102包括接觸頭132，接觸頭132用于接觸管壁的內(nèi)表面。接觸頭132連接在臂102的末端116上。接觸頭132由鋼，如真空淬火與回火的工具鋼制成。端頭132防止傳感器臂102磨損，并且抑制與管壁接觸產(chǎn)生的摩擦熱熔融傳感器臂102?？?由虛線134指示)延伸通過臂102的末端116。如圖5中可見，接觸頭132具有頭部136和尾部138，頭部136用于接觸管壁。尾部138延伸通過孔134并且通過螺母140固定。頭部136從末端116突出。頭部136具有上接觸表面142，上接觸面142用于接觸管壁。接觸表面142具有外周144，外周144限定前緣146。前緣146在上接觸表面142限定倒圓(radius)。當(dāng)工具沿著管通過時，接觸頭上設(shè)置圓角前緣可減小接觸頭和焊縫之間碰到的沖擊力，從而減少沖擊造成的偏轉(zhuǎn)度和磨 損。在示范性的實施例中，前緣可相對于上表面142傾斜或倒角，以達到相同或相似的效果。接觸表面142的外周144也限定后緣148，其也是傾斜的、倒角或在上接觸表面142限定圓角。如果工具反向沿著管通過，在接觸頭上設(shè)置傾斜或圓角后緣能減小接觸頭和焊縫之間碰到的沖擊カ，從而減少沖擊造成的偏轉(zhuǎn)度和磨損。返回參照圖4，孔150形成在臂102的第一端部112，用來接收樞轉(zhuǎn)銷105。襯套152安裝在孔150內(nèi)，以轉(zhuǎn)動配合安裝在樞轉(zhuǎn)銷105上。在示范性的實施例中，襯套152由磷銅制成，并且可在用于本產(chǎn)品的注射成型エ序中超模壓成型(over-moulded)。這減少了裝置裝配中所需的步驟。磷銅的使用提供了極好的耐磨性和耐腐蝕性。磁鐵154安裝在襯套152的一端(S卩，如圖7所示)。當(dāng)傳感器臂102圍繞樞轉(zhuǎn)點轉(zhuǎn)動時，例如，若碰到焊縫或順著工具104的運動的管內(nèi)徑中發(fā)生其它變化時，磁鐵154提供變化的磁極，變化的磁極通過基座組件106上的傳感器(未示出)識別出。在示范性的實施例中，磁鐵154安裝到例如由尼龍12材料制成的薄的襯套156中，然后膠粘到磷銅襯套152上。如圖8所示，襯套156的背面160中提供切ロ 158，使得螺絲刀或其它裝置可通過襯套152，并且進入與襯套156接合，以正確定位臂102上的磁鐵(磁極)。返回參照圖1，限位塊162安在臂102上，鄰近第一端部112處，用以限制臂102相對于基座組件106的延伸。在此實施例中，限位塊162采取凸塊的形式設(shè)置在臂的一端上，配置成緊靠著基座組件106上的限位塊，例如用于樞轉(zhuǎn)銷105的支撐托架166的一部分164。在示范性的實施例中，限位塊162整體形成在臂102上，例如在臂制造期間。圖6示出了用于圖I的裝置中的示范性的彈簧108。彈簧108包括用于連接到基座組件106的卷繞的第一端部168，和用來連接到的孔172上的末端170，孔172形成于鄰近臂102的第二端部114上。彈簧108由埃爾基洛伊耐蝕游絲合金(Elgiloy)制成，以形成具有高的屈服強度和好的耐腐蝕性的扭簧。在示范性的實施例中，在沿著管道運動期間，彈簧的剛度(以及因此的當(dāng)將臂偏置成與管壁結(jié)合時彈簧施加的載荷)配置成輔助臂的動カ性能，以減少偏離抬起的程度和臂由于碰到焊縫造成的回蕩的影響和/或次數(shù)。使用本公開例子的書面描述，可使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員實踐，包括制造和使用任何設(shè)備或裝置以及實施任何組合的步驟。本主題內(nèi)容的可專利性范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的其它實施例?？梢岳斫?，這些其它實施例也在本權(quán)利要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于管道檢測工具的傳感器臂，所述傳感器臂包括 本體，所述本體包括 第一端部和第二端部，所述第一端部配置成用于將所述傳感器臂安裝在所述管道檢測工具上，并且所述第二端部包括接觸部分，所述接觸部分配置成接觸管壁的內(nèi)表面；和 延長部分，其在所述第一端部和第二端部之間延伸，所述延長部分具有外輪廓，所述外輪廓限定頂表面、底表面和布置在頂表面和底表面之間的主腹板，所述主腹板在橫截面上的深度比所述主腹板在橫截面上的寬度大。
2.按照權(quán)利要求I所述的傳感器臂，其特征在于，所述傳感器臂是重量輕的塑料結(jié)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求I所述的傳感器臂，其特征在于，所述傳感器臂是注射成型結(jié)構(gòu)。
4.按照權(quán)利要求I所述的傳感器臂，其特征在于，所述延長部分的外輪廓進一歩限定第一側(cè)面和第二側(cè)面，并且所述頂表面和底表面之間的距離比所述延長部分的第一側(cè)面和第二側(cè)面之間的距離大。
5.按照權(quán)利要求4所述的傳感器臂，其特征在于，所述延長部分的頂表面和底表面之間的距離是所述延長部分的所述側(cè)面之間距離的至少兩倍。
6.按照權(quán)利要求I所述的傳感器臂，其特征在于，所述延長部分包括槽，所述槽在所述本體的第一端部和第二端部之間的方向上延伸。
7.按照權(quán)利要求6所述的傳感器臂，其特征在于，所述延長部分包括側(cè)面，并且所述槽包括形成在所述延長部分的側(cè)面上的延長凹槽或切ロ。
8.按照權(quán)利要求I所述的傳感器臂，其特征在于，所述接觸部分包括連接于所述傳感器臂的第二端部上的接觸頭。
9.按照權(quán)利要求8所述的傳感器臂，其特征在于，孔延伸通過所述本體的第二端部，用于將所述接觸部分連接到所述傳感器臂，并且所述接觸頭具有用于接觸管壁的頭部和延伸進入所述孔用于將所述接觸頭固定到所述傳感器臂的尾部。
10.按照權(quán)利要求8所述的傳感器臂，其特征在干，所述接觸頭包括頭部，所述頭部具有用于接觸管壁的上接觸表面，并且所述上接觸表面的外周限定傾斜的前緣或在所述上接觸表面上限定圓角。
11.按照權(quán)利要求8所述的傳感器臂，其特征在于，所述接觸頭包括頭部，所述頭部具有用于接觸管壁的上接觸表面，并且所述上接觸表面的外周限定傾斜的后緣或在所述上接觸表面上限定ー圓角。
12.按照權(quán)利要求I所述的傳感器臂，其特征在于，孔形成在所述傳感器臂的第一端部上用于接收樞轉(zhuǎn)銷，在所述孔中安裝襯套用干與所述樞轉(zhuǎn)銷配合。
13.按照權(quán)利要求12所述的傳感器臂，其特征在于，所述襯套由磷銅制成。
14.按照權(quán)利要求12所述的傳感器臂，其特征在于，所述襯套是所述傳感器臂的超模壓構(gòu)件。
15.按照權(quán)利要求12所述的傳感器臂，其特征在于，在所述襯套的一端安裝磁鐵，所述磁鐵提供用于監(jiān)測所述傳感器臂位移的變化的磁極。
16.按照權(quán)利要求I所述的傳感器臂，其特征在于，所述傳感器臂上鄰近第一端部處安裝有限位塊，所述限位塊配置成限制所述傳感器臂的延伸。
17.按照權(quán)利要求16所述的傳感器臂，其特征在于，所述限位塊是在所述傳感器臂的一側(cè)上整體形成的凸塊。
18.按照權(quán)利要求I所述的傳感器臂，其特征在于，所述本體包含玻璃的重量含量多達大約30%的尼龍12。
19.一種用于管道檢測的裝置，包括 基座組件，其用于連接到檢測工具； 傳感器臂，其可樞轉(zhuǎn)地安裝在所述基座組件上，所述傳感器臂包括本體，所述本體包括第一端部和第二端部以及在所述第一端部和第二端部之間延伸的延長部分；和 彈簧，其連接在所述基座組件和所述傳感器臂之間，所述彈簧配置成朝著延伸位置偏置所述傳感器臂，用于順著檢測工具的運動與管的內(nèi)表面進行有彈簧加載的接觸，并且當(dāng)所述傳感器臂處于完全延伸位置時，所述彈簧具有布置在鄰近所述延長部分的標(biāo)準(zhǔn)位置，所述延長部分包括槽，所述槽在鄰近所述彈簧的標(biāo)準(zhǔn)位置的所述本體的第一端部和第二端部之間的方向上延伸。
20.按照權(quán)利要求19所述的用于管道檢測的裝置，其特征在于，所述傳感器臂的第一端部配置成用于將所述傳感器臂安裝到管道檢測工具上，并且所述第二端部包括接觸部分，所述接觸部分配置成用于接觸管壁的內(nèi)表面，并且所述延長部分包括外輪廓，所述外輪廓限定頂表面、底表面和布置在頂表面和底表面之間的主腹板，在橫截面上所述主腹板的深度比橫截面上所述主腹板的寬度大。
全文摘要
本申請涉及用于管道檢測的裝置。其中，提供一種用于管道檢測工具的傳感器臂。傳感器臂包括本體，本體包括第一端部和第二端部，第一端部配置成用于將傳感器臂安裝在管道檢測工具上，并且第二端部包括接觸部分，接觸部分配置成接觸管壁的內(nèi)表面；和，延長部分，其在第一端部和第二端部之間延伸，該延長部分具有外輪廓，該外輪廓限定頂表面，底表面和布置在頂表面和底表面之間的主腹板，主腹板在橫截面上的深度比主腹板在橫截面上的寬度大。
文檔編號G01N33/00GK102680645SQ201210077090
公開日2012年9月19日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者L·J·富塞爾, R·P·哈維 申請人:Pii有限公司