[发明专利]一种管道检测器跟踪装置

说明书

技术领域

本发明属于石油管道维护技术领域，更具体地，涉及一种管道检测器跟踪装置。

背景技术

为保证石油管道的正常运行，防止管道因腐蚀等原因造成环境灾害，必须定期对管道进行清理和检测。目前主要采用管道内检测器进行管道检测，该类检测器在管道内运行，利用漏磁检测等技术来检测管道缺陷和管道特征。由于管道普遍较长(数百公里以上)，因此需要在管道设备工作的过程确定管道检测设备的位置，作为管道缺陷位置的定位参考点。

现有技术中的管道跟踪设备利用单轴磁性传感器对管道检测器发射的低频信号进行检测，每隔一段距离放置一台管道检测器跟踪装置。跟踪装置利用磁性传感器接收管道检测器发射的示踪信号，通过对信号变化特性的判断，确认检测器是否通过设定位置；这种方式受限于传感器设计以及设备工作原理，跟踪设备在工作时必须限定其放置距离以及放置角度，才能保证设备的正常工作；这一缺陷对深埋管道、海洋环境或是复杂地形条件下的管道检测定位作业带来实际操作上的困难。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种管道检测器跟踪装置，采用两个相互正交的磁传感器全向接收示踪信号，克服现有技术里的跟踪设备在应用时对其布放距离与放置角度的局限。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种管道检测器跟踪装置，包括第一磁传感器、第二磁传感器、模拟信号处理模块、数字信号处理模块、GPS收发模块、主控模块和电源管理模块；

模拟信号处理模块的第一输入端连接第一磁传感器的输出端，第二输入端连接第二磁感器的输出端，第三输入端连接数字信号处理模块的第六端，第四输入端连接数字信号处理模块的第七输出端，电源端连接电源管理模块的第一输出端；

数字信号处理模块的第一端连接模拟信号处理模块的第一输出端，第二端连接模拟信号处理模块的第二输出端，第三端通过SPI总线连接主控模块的第一端，第四端连接GPS收发模块的第一端，收发位置信息，第五端连接GPS收发模块的第二端，接收秒脉冲，电源端连接电源管理模块的第二输出端；

主控模块的第二端连接电源管理模块的电源控制端，电源端连接电源管理模块的第三输出端；主控模块还具有一个与外部设备进行通信的接口，用于接收外部控制指令和设置参数，发送跟踪信息数据以及工作状态信息；GPS收发模块的电源端连接电源管理模块的第四输出端。

其中，第一磁传感器与第二磁传感器分别用于接收示踪信号在两个正交方向上的信号分量，实现对示踪信号在不同方向上的差异化接收；

模拟信号处理模块具有两个模拟信号处理通道，分别用于独立处理来自两路磁传感器的示踪信号分量，对两路磁传感器接收到的示踪信号分量进行放大、滤去带外噪声和工频干扰；模拟信号处理模块对示踪信号进行放大的增益可调，以适应不同距离和环境下的示踪信号接收；

数字信号处理模块用于处理接收到的数字信号；并对模拟信号处理模块的增益进行动态调整；具体的，判断模拟信号处理模块输出信号的幅度是否处于预设的区间，若大于该区间的最大值，则减小模拟信号处理模块的放大增益；若小于该区间的最小值，则增大模拟信号处理模块的放大增益，使数字信号处理模块接收到的数字信号的幅度处于预设的区间，以适于信号处理；

数字信号处理模块还用于根据示踪信号的场强大小及变化幅度，调整示踪信号过站的判断阈值，以适应各种环境条件下,对不同距离上的强度不一的管道检测器发射信号的跟踪判断；根据示踪信号变化规律，判断示踪信号发射源的运动及位置变化，实现对管道检测器的跟踪标定；

数字信号处理模块具有两路数字信号处理通道，可同时处理两路独立的数字信号；第一路信号处理通道处理的是来自第一磁传感器接收的并经模拟信号处理模块处理后的信号，第二路信号处理通道处理的是来自第二磁传感器接收的并经模拟信号处理模块处理后的信号；而两路磁传感器分别接收到的是管道检测器发射的示踪信号在两个正交方向上信号分量；通过对数字信号处理模块中提取的示踪信号分量变化的特性，判断管道检测器的通过时间，通过两路示踪信号分量在方向上的不同覆盖范围，实现信号的全向接收，并利用两路信号变化的差异性进行联合判决，提高示踪信号过站的判定准确度；结合GPS收发模块提供的定位信息和时间基准，实现对管道检测器的跟踪标定；

主控模块用于监控信息记录与传输、实现设备电源管理以及内部模块的控制；电源管理模块在主控模块的作用下，控制GPS收发模块、数字信号处理模块与模拟信号处理模块的上电与断电，实现设备在正常工作状态与休眠状态之间的转换，降低跟踪装置的功耗，延长其工作时间；