[发明专利]用于探测管道异常的探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种探测器，用于探测输送液体的管道中的异常情况。在本发明的优选实施例中，本发明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检查。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。

背景技术

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)的电缆而设置，如Paulson加拿大专利第2,273,979中所示。这种探测器可以探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，或者可以探测到从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。可以使用这种检查来定位泄漏点，并检查相邻管子长度之间的焊缝。

用中密度无缆传感器(neutral density untethered sensor)来检查管道也是公知的，该传感器通过管道中的液体来推进，诸如PCT公开出版物WO 2004/059274中所示。但是，难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。例如，参见Paulson的美国专利6,781,369。

发明内容

本发明提供了一种独立的传感器单元，该传感器单元在管道输送液体的同时被从一个人孔或检测口处释放到管道内。该传感器单元随着液体的流动而行进，并且在下游的检测口处或可以方便进入管道的其它位置处被收回。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。

本发明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，其随着这种流动而行进。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，可以将该传感器做得足够小，以用在对于人来说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)通常是球形的。在一个实施例中，其是球形的，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(以下称为椭球体)。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％，而其它两个轴相等)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，优选地为圆柱形或球形的，其包括一个或多个传感器、记录介质及其电源(例如，电池)。在该披露中其被称为“传感器组件”。该传感器组件包含在外部球状单元(以下被称为“球”)内。该传感器组件和球单元一起构成本发明的传感器单元。

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，如同一个球沿着地面滚动，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设置的入口。因此，当使用该实施例时，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被堵塞。