專利名稱：永磁定位儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬石油、石化管道無損檢測領域，尤其涉及一種用于對管道內(nèi)部爬 行器進行精確定位的永磁定位儀。
背景技術：
在輸油、輸氣管道環(huán)焊縫的x射線無損檢測領域中，進行無損探傷的主
要設備是管道爬行器，傳統(tǒng)的定位方式是使用"Cs-137指令源"定位，其基 本工作原理是應用Cs-137放射源及其相應的放射性探測器作為指令定位的發(fā) 生器與接收器。這種定位方式在實際工作中，發(fā)射與接收的準確率較高，但在 其多年的使用中所暴露出來的弊端也是很多檢測公司痛疼的問題，其缺點主要 在
1)在購買方面，根據(jù)國家當前環(huán)保部門的要求，如某一單位想使用管道 爬行器，在購買之前要建立合格的放射源儲存庫、制定嚴格的使用、運輸、保 存、保管等各項規(guī)章制度并辦理輻射環(huán)境評價和進行環(huán)評。環(huán)評完成后，要到 當?shù)厥≥椛洵h(huán)境監(jiān)理站辦理輻射安全許可證，取完證后，要到省級環(huán)保部門辦 理購買審批手續(xù)方可購買使用，購買后，要到省級環(huán)保部門辦理備案手續(xù)，即 購買完成。往往用戶工程不在當?shù)?，到外地使用，還要先到外地所在地省級環(huán) 保部門辦理接收手續(xù)，回本單位所在省級環(huán)保部門辦理登記手續(xù)，接受當?shù)丨h(huán) 保部門的監(jiān)督、管理。工程完成，還要重復轉移、運輸手續(xù)，運回本單位所在地放射源儲存庫妥善保存、保管并到省環(huán)保部門辦理登記手續(xù)且本單位也要做 好相應的登記。
2) 在操作方面，在使用過程中，要求必須嚴格按照操作規(guī)程工作，稍有 不慎就會對操作人員本身或周圍的工作人員造成嚴重的輻射傷害。
3) 在保存方面，保存放射源仍然是一個棘手的問題， 一旦保存不當，就 會造成泄露，這種泄露往往都是在人們不知道的情況下，不知不覺被射線輻射， 造成嚴重的輻射事故。
4) 在保管方面，由于一旦放射源丟失，且不論其是被盜還是保管不慎遺 失，如對周圍的環(huán)境和人身造成傷害，當事人及其企業(yè)法人都必須承擔嚴重的 法律責任。
普通的各類接收傳感器大多采用分立元件，模擬電路，雖然線路極為簡單， 但存在著不容忽視的缺點。國外生產(chǎn)的接收傳感器相對具有精度高，抗干擾性
強等特點但存在線路復雜、體積大，操作繁瑣，增大了操作者的勞動強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的不足之處而提供一種抗干擾性強，精度高，體 積小，操作簡單，安全環(huán)保的具有"綠色"意義的無損檢測管道爬行器永磁定 位儀。
為達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的永磁定位儀，它包括磁力發(fā) 射部分及磁力接收部分；所述磁力接收部分包括傳感器、信號采集處理部分、 中央處理器、電源變換部分及輸出控制部分；所述傳感器的輸出端接信號采集 處理部分的輸入端；所述信號采集處理部分的輸出端接中央處理器的輸入端； 所述電源變換部分的輸出端分別接信號采集處理部分、中央處理器及輸出控制傳感器移動切割磁力發(fā)射部分產(chǎn)生的磁力線，由此形成的感應電流經(jīng)信號 采集處理部分轉換后，送入中央處理器進行分析處理；中央處理器最終向輸出 控制部分發(fā)出控制指令。
作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述磁力發(fā)射部分包括殼體、在所述殼體內(nèi) 配有電池、電機及永磁體；所述永磁體與電機的動力輸出端固定配接；所述電 池的電源輸出端接電機的電源輸入端。
作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述殼體包括電機及電池裝配倉與永磁體 裝配倉；所述電機及電池裝配倉采用金屬材料；所述永磁體裝配倉采用非金屬 材料。
本發(fā)明所述電池可采用鋰電池。
本發(fā)明抗干擾性強，精度高，體積小，操作簡單且安全環(huán)保，其以集成電 路取代了分立元件，以數(shù)字電路代替模擬電路，采用先進的微處理器進行程序 控制，以渦流技術代替鹵素計數(shù)管，彌補了計數(shù)管的怕潮、怕震、易損的缺陷， 與國內(nèi)外其它廠家相比，具有體積小，操作簡單，定位準確，抗干擾性強，使 用壽命長，環(huán)保、無職業(yè)健康傷害等特點。
本發(fā)明克服了國內(nèi)現(xiàn)有爬行器穿透厚度低于20mm及受厚度變化等外部因 素干擾大的定位不準缺陷，本發(fā)明與磁接收管道爬行器兩者結合，使管道爬行 器運行平穩(wěn)，性能更加可靠。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的保護范圍 將不僅局限于下列內(nèi)容的表述。圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖； 圖2為本發(fā)明磁力發(fā)射部分結構示意圖； 圖3為本發(fā)明磁力接收部分結構示意圖； 圖4為本發(fā)明磁力接收部分電路原理框圖； 圖5為本發(fā)明磁力接收部分工作原理框圖； 圖6為本發(fā)明磁力接收部分具體電路原理。
具體實施例方式
如圖1 4所示，本發(fā)明包括磁力發(fā)射部分7及磁力接收部分8;所述
磁力接收部分8包括傳感器、信號采集處理部分、中央處理器、電源變換部分 及輸出控制部分；所述傳感器的輸出端接信號采集處理部分的輸入端；所述信 號采集處理部分的輸出端接中央處理器的輸入端；所述電源變換部分的輸出端 分別接信號采集處理部分、中央處理器及輸出控制部分的輸入端；傳感器移動 切割磁力發(fā)射部分產(chǎn)生的磁力線，由此形成的感應電流經(jīng)信號采集處理部分轉 換后，送入中央處理器進行分析處理；中央處理器最終向輸出控制部分發(fā)出控 制指令。如圖2，本發(fā)明磁力發(fā)射部分包括殼體1、在所述殼體1內(nèi)配有電池 2、電機3及永磁體4;所述永磁體4與電機3的動力輸出端固定配接；所述 電池2的電源輸出端接電機3的電源輸入端。本發(fā)明所述殼體1包括電機及電 池裝配倉5與永磁體裝配倉6;所述電機及電池裝配倉5采用金屬材料；所述 永磁體裝配倉6采用非金屬材料；所述電池2為鋰電池。圖1中，ll為X射 線機，12為管道爬行器主體部分。
本發(fā)明包括磁力發(fā)射部分7及磁力接收部分8，如圖l，管道9外部的磁 力發(fā)射部分7通過合適的電機3帶動合適的永磁體4勻速旋轉，產(chǎn)生恒定的磁場。如圖5，管道9內(nèi)部的與管道爬行器相連的磁力接收部分8通過感應線圈 移動，切割磁力線產(chǎn)生的電流信號經(jīng)過A/D轉換單元轉換成電壓信號，實時采 樣輸入到程序控制單元與程序控制單元設定值進行比較，當采樣值<設定值， 電路不動作，繼續(xù)采樣；當采樣值〉設定值，程序控制單元發(fā)出信號，控制電 路板上繼電器線圈閉合，輸出低電平電壓信號給爬行器，控制爬行器精確定位， 完成整個檢測任務。
如圖1，本發(fā)明在使用時，放在管道9外部的磁力發(fā)射部分7稱為發(fā)射器， 放在管道9內(nèi)部的磁力接收部分8稱為接收器，通過簡單試驗，確定好定位距 離，放在預先測量好的位置上，打開電源開關使之工作與管道內(nèi)部的磁力接收 部分8配合就能很好地控制爬行器工作。
本發(fā)明在使用時，注意發(fā)射器每次放置的方向要一致，不需要調節(jié)即可； 接收器對于不同厚度、不同材料的鋼管，要進行靈敏度調節(jié)才能保證爬行器定 位的準確性。具體調整如下
1、 紅燈功能傳感器定位指示。紅燈亮傳感器發(fā)出定位指令給爬行器。 紅燈滅，傳感器發(fā)出前進制令給爬行器。
2、 綠燈功能綠燈亮，接收器檔位適中。綠燈滅，檔位過小。綠燈閃爍， 檔位過大。
3、 波段開關功能調整波段開關，可以適應不同壁厚的鋼管。
4、 波段開關調整步驟
4.1、 把接收器放置到爬行器上，接收器上表面距離管道內(nèi)壁8cm。
4.2、 把爬行器放到管道內(nèi)，把后輪墊起，通電。接收器距離管道端口的 距離要80cm以上。200810012358.0
的正上方，打開開關。
4.4、 調整接收器檔位。當所選擇的檔位過低，綠燈"滅"，當選擇的檔位 過高，綠燈"閃"，當所選擇的檔位適合，綠燈"亮"。
4.5、 當綠燈亮后，前后左右緩慢挪動發(fā)射器。保證綠燈不閃。如綠燈閃， 則降低一檔。
5、對于同樣厚度、同樣材料的鋼管，接收器只需要調整一次檔位，不必 每次使用前都調整。
當安裝接收器的爬行器到達發(fā)射器正下方位置時，由接收其內(nèi)部的傳感器 接收磁介質指令信號，經(jīng)過對指令信號的分析和處理，接收器向爬行器發(fā)出控 制指令，使爬行器根據(jù)發(fā)射器的定位指令精確定位。
圖2為本發(fā)明的磁力發(fā)射部分整體結構示意圖，磁力發(fā)射部分有直流電機 3、永磁體4、鋰電池2、 DC/DC轉換模塊等組成。鋰電池2通過DC/DC轉換模 塊為直流電機供電，即可保證電機勻速恒定，又可延長電機的使用壽命。電機 轉動帶動永磁體4旋轉，產(chǎn)生恒定的強磁場。
圖3為本發(fā)明的磁力接收部分8結構示意圖，9為感應線圈，10為線路板。 如圖5，磁力接收部分8有感應線圈、控制電路有A/D轉換單元、信號處理單 元、1/0口、程序控制單元、輸出控制單元組成。首先，通過I/0口將程序輸 入到單片機，磁力接收部分8通過感應線圈移動，切割磁力發(fā)射部分7產(chǎn)生的 磁力線而感應出電流信號經(jīng)過A/D轉換單元轉換成電壓信號，通過信號處理單 元輸入到程序控制單元，與程序控制單元設定值進行比較，當采樣值<設定值， 電路不動作，繼續(xù)采樣；當采樣值>設定值，程序控制單元發(fā)出信號給輸出控 制單元，控制電路板上繼電器線圈吸合，從而使繼電器觸點閉合，輸出低電平電壓信號給爬行器，控制爬行器精確定位。當發(fā)射信號取消時，線圈沒有感應 信號，程序進行復位，整個電路進入到待命狀態(tài)。重復以上操作，即可完成爬 行器的連續(xù)精確定位，從而完成整個檢測過程。
如圖6，本發(fā)明中央處理器可采用ATMEGA8L芯片，輸出控制部分包括T5、 T3、 T6、 T4;電源變換部分包括TI、 C4、 C7、 C5、 C6、 C9、 Cll、 C12、 C17、 C8; AC變DC包括U1B、 U1A。
權利要求
1、永磁定位儀，其特征在于，包括磁力發(fā)射部分(7)及磁力接收部分(8)；所述磁力接收部分(8)包括傳感器、信號采集處理部分、中央處理器、電源變換部分及輸出控制部分；所述傳感器的輸出端接信號采集處理部分的輸入端；所述信號采集處理部分的輸出端接中央處理器的輸入端；所述電源變換部分的輸出端分別接信號采集處理部分、中央處理器及輸出控制部分的輸入端；傳感器移動切割磁力發(fā)射部分產(chǎn)生的磁力線，由此形成的感應電流經(jīng)信號采集處理部分轉換后，送入中央處理器進行分析處理；中央處理器最終向輸出控制部分發(fā)出控制指令。
2、 根據(jù)權利要求1所述的永磁定位儀，其特征在于所述磁力 發(fā)射部分包括殼體(1)、在所述殼體(1)內(nèi)配有電池(2)、電機(3) 及永磁體(4);所述永磁體(4)與電機(3)的動力輸出端固定配接； 所述電池(2)的電源輸出端接電機(3)的電源輸入端。
3、 根據(jù)權利要求2所述的永磁定位儀，其特征在于所述殼體(1) 包括電機及電池裝配倉(5)與永磁體裝配倉(6);所述電機及 電池裝配倉(5)采用金屬材料；所述永磁體裝配倉(6)采用非金屬材料。
4、 根據(jù)權利要求3所述的永磁定位儀，其特征在于所述電池(2) 為鋰電池。
全文摘要
本發(fā)明屬石油、石化管道無損檢測領域，尤其涉及一種用于對管道內(nèi)部爬行器進行精確定位的永磁定位儀，它包括磁力發(fā)射部分(7)及磁力接收部分(8)；所述磁力接收部分(8)包括傳感器、信號采集處理部分、中央處理器、電源變換部分及輸出控制部分；所述傳感器的輸出端接信號采集處理部分的輸入端；所述信號采集處理部分的輸出端接中央處理器的輸入端；所述電源變換部分的輸出端分別接信號采集處理部分、中央處理器及輸出控制部分的輸入端；所述磁力發(fā)射部分包括殼體(1)、在所述殼體(1)內(nèi)配有電池(2)、電機(3)及永磁體(4)。本發(fā)明抗干擾性強，精度高，體積小，操作簡單，安全環(huán)保。
文檔編號G01V3/08GK101630020SQ200810012358
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月17日 優(yōu)先權日2008年7月17日
發(fā)明者張雪娜 申請人:張雪娜