[发明专利]一种IMU惯性测量单元的智能管道形变检测系统

说明书

本发明公开了一种IMU惯性测量单元的智能管道形变检测系统，包括检测器、标记盒和数据分析处理计算机；检测器包括IMU惯性测量单元、线圈感应模块、时钟模块和信号采集模块；标记盒内设有GPS导航模块；数据分析处理计算机在检测器完成管路检测后读取检测器存储的信息，同时读取每个标记盒中GPS模块的时间和位置信息，然后对这些信息进行融合，计算出检测器的行驶轨迹，该行驶轨迹即为管道中心轴线分布，依据中心轴线的分布来判断管道形变。IMU惯性测量单元包括三个方向的陀螺仪和三个方向的加速度计，用来采集检测器的姿态信息。解决了管道内没有GPS信号，无法定位的问题。

技术领域

本发明涉及一种管路检测技术，具体涉及一种IMU惯性测量单元的智能管道形变检测系统。

背景技术

西气东输、进口原油及矿浆的输送都离不开管道，我国幅员辽阔，油气管道纵横交错，遍及了各个角落，在国民经济生产中有非常重要的作用，而管道长期承受介质的腐蚀，道路施工，河流，雨水、温度、施工及行车的影响会产生腐蚀和形变的缺陷。这些缺陷会影响管道的服役使用寿命，会造成管道泄漏，带来重大经济损失。而检测管道腐蚀的设备要求管道形变量非常小，如不进行管道形变检测管道腐蚀检测设备可能会被卡在管道中间，为此检测管道的形变的工作是必不可少的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种IMU惯性测量单元的智能管道形变检测系统，用以解决现有设备测试精度易受外界环境影响的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种IMU惯性测量单元的智能管道形变检测系统，所述检测系统包括检测器、标记盒和数据分析处理计算机；

所述检测器包括IMU惯性测量单元、线圈感应模块、时钟模块和信号采集模块；

所述标记盒内设有GPS导航模块；

所述数据分析处理计算机在检测器完成管路检测后读取检测器存储的信息，同时读取每个标记盒中GPS模块的时间和位置信息，然后对这些信息进行融合，计算出检测器的行驶轨迹。

优选的，上述检测器的IMU惯性测量单元包括三个方向的陀螺仪和三个方向的加速度计，用来采集检测器的姿态信息。

优选的，上述检测器的线圈感应模块采用线圈切割磁场的原理，用于检测管道内设备是否通过了标记盒。

优选的，上述检测器的时钟模块用于为系统提供时间，接收标记盒发来的GPS时钟数据作为系统时钟的基准和在运行过程中对时钟的校准。

优选的，上述标记盒的GPS导航模块设置于标记盒内用于获取标记盒的GPS坐标。

优选的，上述检测器的信号采集模块接收IMU惯性测量单元、线圈感应模块和时钟模块发来的数据。

优选的，上述检测系统的检测方法包括如下步骤：

Step1：在检测器始发点，标定检测器GPS坐标和时钟信息；

Step2：检测器运动过程中，检测器通过IMU惯性测量单元实时检测检测器三个坐标的陀螺数据和加速度数据，实时记录在信号采集模块中；

Step3：通过检测器的线圈感应模块，实时检测路途中的标记盒，当检测到标记盒时，检测器接收标记盒发来的GPS时钟信号，并记录路过的时间到信号采集模块中；

Step4：检测器完成管路检测工作后，从管路中取出，数据分析处理计算机整合标记盒的GPS位置信息和检测器的信号采集模块中的数据信息，利用卡尔曼滤波算法对数据进行整合，对外输出检测系统检测结论及数据。

本发明具有如下优点：