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，更具體地涉及用于流體管道例如油或氣管道的在線檢測的裝置。
背景技術(shù)：
已知的是，使用通常稱為管道“清管器(pig)”的檢測裝置來檢測管道內(nèi)部。已知的清管器包括磁性裝置，該磁性裝置配置成當(dāng)清管器沿著管驅(qū)動時鄰近管內(nèi)壁產(chǎn)生磁場。已知的清管器還包括漏磁(MFL)傳感器，其配置成當(dāng)傳感器沿著管移動時探測磁場的磁通密度的變化。這使得探測和分析管道中的缺陷例如管壁中的腐蝕、裂紋或疊層成為可能。典型地，漏磁傳感器部署在傳感器臂上，傳感器臂以徑向陣列 從工具伸出并且被彈簧偏壓以驅(qū)使傳感器與管道的內(nèi)表面相接觸。常規(guī)的管道由單獨(dú)的管區(qū)段構(gòu)成，它們相互連接以限定一連串的管區(qū)段。典型地，在相鄰的管區(qū)段之間的接合處限定了管道中的內(nèi)部突起，例如，通過將兩個管區(qū)段焊接在一起而形成的焊縫。然而，由于當(dāng)傳感器臂碰到突起時傳感器臂將經(jīng)常錯失與管壁的接觸，因此焊接焊縫和其它內(nèi)部突起帶來了檢測問題。此外，在碰到之后，傳感器臂可能回蕩一段時間。由此，檢測數(shù)據(jù)可能會丟失，直到例如傳感器臂沿著管壁重新回到更為穩(wěn)定的移動時。此外，碰到焊接焊縫所引起的沖擊可導(dǎo)致對傳感器和傳感器臂的磨損或其它損壞，這會抑制裝置記錄精確數(shù)據(jù)的能力。裝置的修理和維護(hù)可能成本高昂，例如，就制造成本和工具不能使用的時間周期而言。本公開內(nèi)容克服或減輕了上述問題，或與已知檢測裝置相關(guān)的其它缺點(diǎn)或問題。

發(fā)明內(nèi)容
本公開內(nèi)容提供了用于管道檢測工具的裝置，其呈用于安裝到管道檢測工具上的傳感器組件的形式，該傳感器組件包括用于安裝到管道檢測工具上的傳感器臂和用于支承漏磁傳感器的傳感器承載架，其中，傳感器臂具有用于連接到檢測工具的第一端部和鄰近傳感器承載架所固定處的第二端部，其中，傳感器承載架通過樞軸銷可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到傳感器臂上，并且傳感器臂由多個伸長區(qū)段組成，這些伸長區(qū)段相協(xié)作以捕獲樞軸銷且從而固定傳感器承載架以便與傳感器臂一起運(yùn)動。在示范性的實(shí)施例中，傳感器承載架是注射模制結(jié)構(gòu)并且樞軸銷為傳感器承載架的包覆模制構(gòu)件。樞軸銷可為金屬結(jié)構(gòu)，例如不銹鋼。在示范性的實(shí)施例中，樞軸塊安裝在傳感器臂的第一端部，用于將組件附接到檢測工具上。在示范性的實(shí)施例中，樞軸塊通過另一樞軸銷聯(lián)接于傳感器臂，并且傳感器臂的伸長區(qū)段相協(xié)作以在所述傳感器臂的第二端部處捕獲所述樞軸銷，且從而固定傳感器臂以便與樞軸塊一起運(yùn)動。在示范性的實(shí)施例中，樞軸塊是注射模制結(jié)構(gòu)并且所述另一樞軸銷是樞軸塊的包復(fù)豐旲制構(gòu)件。樞軸銷可為金屬結(jié)構(gòu)，例如不鎊鋼。本公開內(nèi)容還提供用于管道檢測工具的裝置，其呈用于安裝到管道檢測工具上的傳感器組件的形式，該傳感器組件包括用于安裝到管道檢測工具上的傳感器臂和用于支承漏磁傳感器的傳感器承載架，其中，傳感器臂具有用于連接到檢測工具的第一端部和鄰近傳感器承載架所固定處的第二端部，其中，傳感器承載架通過樞軸銷可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到傳感器臂上，并且傳感器臂由注射模制或其它塑料材料區(qū)段組成，這些區(qū)段相協(xié)作以捕獲樞軸銷且從而固定傳感器承載架以便與傳感器臂一起運(yùn)動。然而，其它的制造技術(shù)也可用于備選的實(shí)施例中，例如模鑄、旋轉(zhuǎn)模制或殼模法。本公開內(nèi)容還提供用于管道檢測裝置上的傳感器組件的傳感器承載架，其中，傳 感器承載架限定具有敞開端部的隔室(compartment),傳感器可通過該敞開端部插入傳感器承載架中，并且其中，傳感器通過彈性卡夾(clip)在隔室中固定就位。


并入且構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了一個或多個實(shí)施例并且連同描述一起闡釋了這些實(shí)施例。在附圖中圖I是管道檢測裝置的一部分的示意性側(cè)視圖；圖2是用在圖I的裝置中的傳感器臂、傳感器承載架和傳感器的分解透視圖；圖3是用在圖I的裝置中的傳感器承載架和傳感器的分解透視圖；圖4是通過用在圖I的裝置中的傳感器的示意性截面圖；圖5是用在圖I的裝置中的傳感器承載架在第一位置中的示意性透視圖；圖6是用在圖I的裝置中的傳感器承載架在第二位置中的示意性透視具體實(shí)施例方式接下來參照附圖描述示范性的實(shí)施例。不同附圖中的相同的參考標(biāo)記指示相同或相似的元件。下面的詳細(xì)描述并不限制本發(fā)明。代替的是，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。在整個公開內(nèi)容中提及“示范性的實(shí)施例”，“實(shí)施例”，或其變型意指關(guān)于該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或性能包括在所公開主題的至少一個實(shí)施例中。因此，在整個公開內(nèi)容中的不同地方出現(xiàn)短語“在示范性的實(shí)施例中”，“在實(shí)施例中”，或它們的變型并非必然地指代同一實(shí)施例。此外，具體的特征、結(jié)構(gòu)或性能可以任何合適的方式結(jié)合于一個或多個實(shí)施例中。首先參照圖1，用于管道檢測的裝置通常標(biāo)記為100。裝置100包括傳感器組件102，傳感器組件102安裝在配置成用于在線檢測管道的檢測工具或“清管器”(僅僅是其一部分，標(biāo)記為104)上。一般而言，傳感器組件102用于在工具104沿著其移動的管道的材料中探測腐蝕和其它缺陷。傳感器組件102包括多個傳感器臂106 (為便于顯示，圖I中僅示出了其中的一個)，它們以徑向陣列從工具104伸出。每個傳感器臂106均具有用于連接到工具104的第一端部108和遠(yuǎn)離工具104的第二端部110。因此，第一端部108可稱為“固定”端部，而第二端部110可稱為“遠(yuǎn)端”端部。傳感器承載架112連接到每個臂106的第二端部110上并且漏磁(MFL)傳感器114支承在各個傳感器承載架112上。工具104包括磁性裝置(未示出)，該磁性裝置用于鄰近工具104沿著其移動的管的內(nèi)壁產(chǎn)生磁場。傳感器臂106受到彈簧偏壓(例如，由彈簧107)，以便驅(qū)使傳感器114與內(nèi)壁相接觸。當(dāng)工具沿著管移動時，傳感器114探測磁通密度的變化。來自傳感器114的數(shù)據(jù)經(jīng)記錄和分析以探測 管道內(nèi)的缺陷，例如管壁內(nèi)的腐蝕、裂紋或疊層。圖2和圖3示出了用在圖I的裝置100中的傳感器臂106、傳感器承載架112和傳感器114的示范性實(shí)施例。在該實(shí)施例中，傳感器承載架112限定傳感器114裝配在其中的隔室116。傳感器114具有傳感器面115，傳感器面115從隔室116的敞開端部117朝向外部?？?18形成在隔室116的側(cè)面120中。相應(yīng)定位的孔122形成在傳感器114中。定位銷124用于延伸通過隔室116中的孔118并進(jìn)入傳感器114中的孔122，用于固定傳感器114以便與傳感器承載架112 —起移動。傳感器承載架112包括樞軸銷126，通過樞轉(zhuǎn)銷126，承載架112可樞轉(zhuǎn)地連接于傳感器臂106。在示范性的實(shí)施例中，傳感器承載架112是注射模制構(gòu)件(例如，由塑料材料制成)并且樞軸銷126在注射模制工序期間可進(jìn)行包覆模制，以便在連接到傳感器臂106之前與傳感器承載架112 —體形成。這減少了組裝裝置100所需的步驟數(shù)量。在該實(shí)施例中，傳感器臂106包括多個伸長區(qū)段106A，106B，它們相互協(xié)作以捕獲樞軸銷126且因此固定傳感器承載架112以便與傳感器臂106 —起運(yùn)動。傳感器臂106在第一端部108和第二端部110之間沿著其長度分開以限定所述伸長區(qū)段106A，106B。如可看到的，樞軸銷126在第一方向上延伸并且臂106沿著垂直于所述第一方向延伸的軸線分開。在該實(shí)施例中，傳感器臂106沿著其長度方向分成兩半(由伸長區(qū)段106A，106B限定)。伸長區(qū)段106A，106B分別在第二端部110處限定凹部128用于捕獲樞軸銷126。采用例如不銹鋼結(jié)構(gòu)之類的螺母和螺栓布置穿過伸長區(qū)段106A，106B中各自的孔130，伸長區(qū)段106A，106B在第二端部110處固定在一起。相似的布置(未示出)用于將伸長區(qū)段106A，106B在第一端部108處固定在一起。返回參照圖1，傳感器臂106的第一端部108可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接于樞軸塊132，通過樞軸塊132，傳感器臂安裝到工具104上。為了相對于工具104可樞轉(zhuǎn)并且為了固定傳感器臂106以便與樞軸塊132 —起運(yùn)動，傳感器臂106通過另一樞軸銷134聯(lián)接于樞軸塊132。該另一樞軸銷134在第一方向上延伸，該第一方向垂直于傳感器臂沿著其分成伸長區(qū)段106A，106B的軸線。盡管未示出，但將會理解的是，傳感器臂106的兩個伸長區(qū)段106A，106B相協(xié)作以捕獲所述另一樞軸銷134。具體而言，兩個伸長區(qū)段106A，106B分別限定用于捕獲所述另一樞軸銷134的凹部，例如，采用與上述相同的方式(相對于樞軸銷126而言)。在示范性的實(shí)施例中，樞軸塊132是注射模制構(gòu)件(例如，由塑料材料制成)并且樞軸銷134在注射模制工序期間可進(jìn)行包覆模制，以便在連接到傳感器臂106之前與樞軸塊132 —體形成。這減少了組裝裝置100所需的步驟數(shù)量。在示范性的實(shí)施例中，傳感器臂由重量輕的材料例如尼龍制成。就減輕重量和用于在線檢測的嚴(yán)酷操作環(huán)境中的適合性而言，已發(fā)現(xiàn)的是，尼龍12提供了特別的益處。
圖4中示出了公知的漏磁傳感器114。傳感器114具有傳感器面115，使用中，傳感器面115從承載架112的敞開端部(例如，如圖2中所示的117)朝向外部。傳感器面115由耐磨帶136覆蓋。傳感器114還包括用于收納定位銷(例如，如關(guān)于圖2所述)的孔122。傳感器114在其下側(cè)140還包括突起138，該突起138限定用于收納固定裝置的孔142 (如下文將要描述)。圖5和圖6示出了傳感器承載架112的示范性的實(shí)施例，該傳感器承載架112配置成用于圖4中所示種類的傳感器114。如上文所述，傳感器承載架112限定隔室116，傳感器114裝配于該隔室116中。傳感器114具有傳感器面115，傳感器面115從隔室116的敞開端部117朝向外部?？?18形成在隔室116的側(cè)面120內(nèi)用于安裝定位銷，例如，如關(guān)于圖2所述。傳感器承載架112限定用于樞軸銷126的孔144，借助于樞軸銷126，承載架112可樞轉(zhuǎn)地連接于傳感器臂106。承載架112可為注射模制構(gòu)件并且樞軸銷126在注射模制工序期間可進(jìn)行包覆模制。
在該實(shí)施例中，傳感器114通過彈性卡夾146在隔室116中固定就位。隔室116包括窗口 148，該窗口 148定位成以便傳感器114上的孔142可通過所述窗口 148接近。如從圖5和圖6可以看出，卡夾146可插入承載架112中以便延伸通過所述窗口 148和所述孔142?？▕A146包括兩個彈性臂150，其一旦以圖6所示的方式插入則采用與隔室116的內(nèi)側(cè)卡扣接合，以偏壓傳感器114克服在隔室116內(nèi)運(yùn)動。卡夾146可容易地連接和拆卸，但卻足夠堅(jiān)固以經(jīng)受住管道環(huán)境。這允許對漏磁傳感器114予以拆卸和重新使用。實(shí)驗(yàn)表明，該裝置將展現(xiàn)出改進(jìn)的動力性能和對管道操作環(huán)境的抵抗能力。該裝置還提供了減少制造成本和研制周期，也易于組裝和維修(例如，當(dāng)更換損壞/磨損的元件時)。示范性的傳感器承載架允許漏磁傳感器易于裝配和方便更換。相比于常規(guī)的機(jī)加工構(gòu)件，采用注射模制工序減小了制造成本和研制周期。尼龍12對于管道操作環(huán)境提供了很大的抵抗能力。由于重量輕，它還減少了在檢測工具上的支承組件(例如，常規(guī)的浮環(huán)裝置)中的下陷。然而，其它的制造技術(shù)和/或塑料材料也可用于備選的實(shí)施例中，例如模鑄、旋轉(zhuǎn)模制或殼模法。本書面描述使用了所公開主題的實(shí)例，以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┢洌ㄖ圃旌褪褂萌魏窝b置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本主題可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的其它實(shí)例。此類其它實(shí)例旨在并理解為包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于管道檢測的裝置，其呈用于安裝到管道檢測工具上的傳感器組件的形式，所述傳感器組件包括用于安裝到管道檢測工具上的傳感器臂以及用于支承漏磁傳感器的傳感器承載架，其中，所述傳感器臂具有用于連接檢測工具的第一端部和鄰近所述傳感器承載架被固定處的遠(yuǎn)端端部，其中，所述傳感器承載架通過樞軸銷可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述傳感器臂上，并且所述傳感器臂由多個伸長區(qū)段組成，所述多個伸長區(qū)段相互協(xié)作以在所述傳感器臂的遠(yuǎn)端端部捕獲所述樞軸銷且從而固定所述傳感器承載架以便與所述傳感器臂一起運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述傳感器臂包括由兩個伸長區(qū)段組成的二分本體，所述兩個伸長區(qū)段相互協(xié)作以在所述傳感器臂的遠(yuǎn)端端部捕獲所述樞軸銷。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述傳感器臂限定伸長本體，并且其中，所述伸長本體沿著其長度被分成兩半。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述本體的兩半中的每一半均在一端限定用于捕獲所述樞軸銷的凹部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述樞軸銷在第一方向上延伸并且所述伸長本體沿著垂直于所述第一方向延伸的軸線被分開。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，在所述傳感器臂的第一端部安裝有樞軸塊，用于將所述組件附接到檢測工具上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述樞軸塊通過另一樞軸銷聯(lián)接于所述傳感器臂，并且所述傳感器臂的伸長區(qū)段相協(xié)作以在所述傳感器臂的第二端部處捕獲所述樞軸銷，且從而固定所述傳感器臂以便與所述樞軸塊一起運(yùn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述傳感器臂沿著其長度被分成兩半，每一半均限定用于捕獲所述另一樞軸銷的凹部。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述另一樞軸銷在第一方向上延伸并且所述傳感器臂沿著垂直于所述第一方向的方向延伸的軸線被分開。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述傳感器臂由塑料材料例如尼龍12制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述傳感器承載架為注射模制結(jié)構(gòu)并且所述樞軸銷為所述傳感器承載架的包覆模制構(gòu)件。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述樞軸塊為注射模制結(jié)構(gòu)并且所述另一樞軸銷為所述樞軸塊的包覆模制構(gòu)件。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述傳感器承載架限定具有敞開端部的隔室，漏磁傳感器通過所述敞開端部可插入到所述傳感器承載架中。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述傳感器承載架限定具有敞開端部的隔室，并且在所述隔室中安裝有漏磁傳感器，其中，所述傳感器具有通過所述隔室的敞開端部朝向外部的傳感器面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述傳感器通過彈性卡夾在所述隔室中固定就位。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述隔室包括窗口并且所述傳感器包括通過所述窗口可接近的孔，其中，所述卡夾延伸通過所述窗口和所述孔，以偏壓所述傳感器克服在所述隔室內(nèi)運(yùn)動。
17.一種用于管道檢測的裝置，其呈用于安裝到管道檢測工具上的傳感器組件的形式，所述傳感器組件包括用于安裝到管道檢測工具上的傳感器臂和用于支承漏磁傳感器的傳感器承載架，其中，所述傳感器臂具有用于連接檢測工具的第一端部和鄰近固定所述傳感器承載架處的第二端部，其中，所述傳感器承載架通過樞軸銷可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述傳感器臂上，并且所述傳感器臂由注射模制或其它塑料區(qū)段組成，所述區(qū)段相互協(xié)作以捕獲所述樞軸銷且從而固定所述傳感器承載架以便與所述傳感器臂一起運(yùn)動。
18.一種用于管道檢測裝置上的傳感器組件的傳感器承載架，其中，所述傳感器承載架限定具有敞開端部的隔室，通過所述敞開端部，傳感器可插入所述傳感器承載架中，并且其中，所述傳感器通過彈性卡夾在所述隔室中固定就位。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的傳感器承載架，其特征在于，所述隔室包括窗口并且所述傳感器包括通過所述窗口可接近的孔，其中，所述卡夾延伸通過所述窗口和所述孔，以偏壓所述傳感器克服在所述隔室內(nèi)運(yùn)動。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的傳感器承載架，其特征在于，所述傳感器承載架為模制或鑄造結(jié)構(gòu)并且包括一體形成式附接的樞軸銷，所述樞軸銷用于將所述承載架連接到管道檢測裝置上的傳感器組件的傳感器臂上。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于管道檢測的裝置。具體而言，一種傳感器組件安裝到管道檢測工具上。該組件包括具有傳感器承載架安裝在一端的傳感器臂。傳感器臂由兩個伸長的注射模制構(gòu)件組成，它們相協(xié)作以捕獲承載架上的樞軸銷。該樞軸銷在第一方向上延伸并且伸長本體沿著垂直方向延伸的軸線被分開。在傳感器臂的另一端安裝有注射模制樞軸塊。傳感器臂的伸長區(qū)段相協(xié)作以捕獲用于樞軸塊的另一樞軸銷。傳感器臂、承載架和樞軸塊由塑料材料例如尼龍12制成。樞軸銷為包覆模制件。漏磁傳感器安裝在承載架中的隔室內(nèi)。彈性卡夾延伸通過隔室中的窗口和傳感器中的孔，以偏壓傳感器克服在隔室內(nèi)運(yùn)動。
文檔編號G01N27/82GK102645483SQ201210091899
公開日2012年8月22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