专利名称：一种清管器速度检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油气输送技术领域，尤其涉及一种清管器速度检测装置。
背景技术：
在石油与天然气输送管道中，常进行清管作业。清管操作提高管输效率、降低管道腐蚀，保障管道流动安全，清管器并已经用于油井采油以及工业输送管路。在实验管道内进行清管实验可以模拟实际管道中的清管过程，可以为清管研究提供强有力的支持。在实际管道清管过程中，可以通过在清管器上安装电子跟踪器跟踪清管器的位置，还可以使用过球指示器确定清管器通过某点的时刻。在室内清管实验中，实验所用清管器较小，难以安装电子跟踪器，且需要在多处检测清管器达到的时间，使用过球指示器成本高。在室内实验中常用的方法为使用过球指示器确定清管器进入、离开管道的时刻，而清管器通过其他位置 的时刻多通过压力波动的方法确定，但当清管器摩阻压降较小时压力传感器难以分辨出清管器的通过。当管道为透明管路时，可以通过目测、摄像的方法检测清管器的通过，计算清管器的速度，但是目测方法误差较大，摄像方法数据处理量大。在清管实验中，清管器速度是重要的参数，可以根据清管器通过两个检测点的时间差以及检测点间的距离计算得到。在实验中，清管器通过检测点的时间需要通过数据采集系统得到，但在操作中，也需要及时显示清管器是否通过检测点，当清管器卡在管道中时，需要确定清管器的位置以取出清管器。因此以较低成本检测清管器速度，并可指示清管器通过与否的装置对清管实验有很重要的意义。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种清管器速度检测装置，以通过较低成本检测清管器速度。为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种清管器速度检测装置，所述的清管器速度检测装置包括永久磁铁，安装于清管器上；线圈，缠绕于实验管道外壁且与管道轴线垂直；放大电路，安装于实验管道外部且与线圈两端连接。优选的，在本实用新型一实施例中，所述永久磁铁为长方体钕铁硼永久磁铁；所述长方体钕铁硼永久磁铁对称安装于清管器中心轴上。优选的，在本实用新型一实施例中，所述线圈所用电线为铜芯漆包线；所述线圈每圈均为I匝，线圈垂直于管道轴线，线圈之间的连接线平行于管道轴线。优选的，在本实用新型一实施例中，所述放大电路为使用运放器制作的放大电路。优选的，在本实用新型一实施例中，所述的清管器速度检测装置还包括与放大电路连接的数据采集板卡。优选的，在本实用新型一实施例中，所述的清管器速度检测装置还包括与数据采集板卡连接的电脑。另外，为了指示清管器通过与否，优选的，在本实用新型一实施例中，所述的清管器速度检测装置还包括磁性开关，安装于管道外壁；继电器，安装于实验管道外部且与磁性开关相连；指示灯，安装于实验管道外部且与继电器连接；复位开关，安装于管道外部且与继电器连接。优选的，在本实用新型一实施例中，所述磁性开关为干簧管磁性开关。优选的，在本实用新型一实施例中，所述继电器为具有两个�？サ愕募痰缙鳎凰黾痰缙魇褂米运绞搅�。优选的，在本实用新型一实施例中，所述指示灯为发光二极管。上述技术方案具有如下有益效果因为采用清管器速度检测装置包括永久磁铁，安装于清管器上；线圈，缠绕于实验管道外壁且与管道轴线垂直；放大电路，安装于实验管道外部且与线圈两端连接的技术手段，所以可以通过较低成本检测清管器速度。另外， 所述的清管器速度检测装置还采用包括磁性开关，安装于管道外壁；继电器，安装于实验管道外部且与磁性开关相连；指示灯，安装于实验管道外部且与继电器连接；复位开关，安装于管道外部且与继电器连接的技术手段，以指示清管器通过与否。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本实用新型实施例一种清管器速度检测装置结构示意图；图2为本实用新型实施例一种清管器速度检测装置上的清管器通过指示的装置结构示意图；图3为本发明实施例线圈安装示意图；图4为本发明实施例清管器通过指示装置电路示意图；图5为本实用新型应用实例清管过程中线圈中感应电势变化示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图I所示，为本实用新型实施例一种清管器速度检测装置结构示意图，该清管器速度检测装置包括永久磁铁I，安装于清管器10上；线圈2，缠绕于实验管道11外壁且与管道11轴线垂直；放大电路3，安装于实验管道11外部且与线圈2两端连接。优选的，所述永久磁铁I为长方体钕铁硼永久磁铁；所述长方体钕铁硼永久磁铁对称安装于清管器10中心轴上。优选的，所述线圈2所用电线为铜芯漆包线；所述线圈2每圈均为I匝，线圈2垂直于管道11轴线，线圈之间的连接线平行于管道11轴线。优选的，所述放大电路3为使用运放器制作的放大电路。优选的，所述的清管器速度检测装置还包括与放大电路3连接的数据采集板卡8。优选的，所述的清管器速度检测装置还包括与数据采集板卡8连接的电脑9。如图2所示，为本实用新型实施例一种清管器速度检测装置上的清管器通过指示的装置结构示意图，为了指示清管器10通过与否，优选的，所述的清管器速度检测装置还 包括磁性开关4，安装于管道11外壁；继电器5，安装于实验管道11外部且与磁性开关4相连；指示灯6，安装于实验管道11外部且与继电器5连接；复位开关7，安装于管道11外部且与继电器5连接。优选的，所述磁性开关4为干簧管磁性开关。优选的，所述继电器5为具有两个常开触点的继电器；所述继电器5使用自锁方式连接。优选的，所述指示灯6为发光二极管。以下举行具体说明在清管器10中心轴上安装永久磁铁1，在管道11上缠绕线圈2，线圈2垂直于管道11轴线。在清管器10通过线圈2时，线圈2中的磁通量发生变化，在线圈2中产生感应电动势，感应电动势经放大电路3放大以后接入数据采集板卡8，并在电脑9上记录。根据线圈2中感应电势的变化可以确定清管器10通过线圈2的时间，根据清管器10通过两个线圈的时间t以及线圈之间的距离L可以计算出清管器10的速度V = LA.在管道11沿线布置线圈2可以检测出清管器10在管道11沿线的速度变化。如图3所示，为本发明实施例线圈安装示意图，其包括主视图、俯视图和侧视图，每个线圈均为I匝，避免了多匝线圈沿管壁宽度不均的缺陷。线圈之间的距离大于永久磁铁磁场的影响距离，从而保证在清管器10经过线圈2时只有一个线圈中产生感应电势。线圈之间的连接线平行于管道11轴线，在清管器10经过时，连接线中无感应电势生成。所有线圈连成一串，在整个检测段中只需要一个放大电路3，对数据采集板卡8上也仅需要一个接口，最大限度节约了实验资源。该装置适用于实验室中常用的非导磁材质管道。如图4所示，为本发明实施例清管器通过指示装置电路示意图，清管器通过指示装置由电源，复位开关7，磁性开关4，继电器5以及指示灯6组成。在进行清管作业时，复位开关7处于闭合状态，磁性开关4在远离磁铁时处于打开状态，继电器5�？サ愦τ诖蚩刺痰缙�5线圈电路未接通，指示灯6处于熄灭状态。在清管器10上安装的磁铁靠近磁性开关4时，磁性开关4闭合，继电器5线圈电路联通，指示灯6亮，同时继电器5衔铁吸合，�？サ惚蘸�。在清管器10离开以后，磁性开关4断开，但继电器5�？サ闳匀槐３直蘸咸甘镜�6仍保持点亮，这样能方便的判断清管器10的通过。只有对复位开关7手动复位以后，继电器5衔铁复位，继电器5线圈电路断开，指示灯6方灭，此时可以进行下一次实验。该装置适用于实验室中常用的非导磁材质管道。I、清管器速度检测[0042]在透明实验管路中进行了清管实验，在管道11上间隔32cm的距离上安装了两个线圈，感应电势通过数据采集系统采集，采集频率为1kHz。同时使用高速摄像机拍摄清管器10通过该管段的过程，并根据拍摄到的图像分析清管器10的速度。如图5所示，为本实用新型应用实例清管过程中线圈中感应电势变化示意图，从图5中可以看出，在磁铁未到达线圈2时，检测装置的感应电压在0附近波动，这是数据采集系统自身的电压干扰，在磁铁经过时，感应电压突增，在清管器10经过后，感应电压突降。由于清管器10速度过大，数据采集系统仅采集到正向感应电压。清管器10通过前后两个线圈的时间间隔为0. 007s，在两个线圈之间的平均速度为45. 7m/s。高速摄像检测出的速度为46. 2m/s，两者相差不大。2、清管器通过指示 在清管实验环路上的有机玻璃管段，不锈钢管段以及工程塑料管段上安装清管器10通过显示装置，在清管器10未通过时指示灯6熄灭，在清管器10通过时指示灯6亮，并一直保持亮的状态，直到手动操作复位开关7复位，指示灯6熄灭。在下一次清管实验中清管器10通过时，指示灯6才亮起。3、清管器定位清管器10通过指示装置还可以实验对静止清管器10的定位，在有机玻璃管中进行了实验。在管道11中放入清管器10，清管器10上安装有永久磁铁1，磁性开关4沿管道11移动。在远离清管器10时，指示灯6不亮，在靠近清管器10时，指示灯6亮。在清管实验中，当清管器10卡在非透明管路中时，可以使用这种方法确定清管器10的位置。本实用新型提出一种清管实验中清管器速度检测与清管器通过指示的装置，包括永久磁铁，安装于清管器上；线圈，缠绕于管道外部；放大电路，安装于管道外部且与检测线圈两端相连；磁性开关，安装于管道外壁；继电器，安装于管道外部且与磁性开关相连；指示灯，安装于管道外部且与继电器相连；复位开关，且与继电器相连。本实用新型使用电磁检测方法，仅需要在清管器上安装永久磁铁，而其余检测元件均在管道外部，不影响管道内部流动，不影响清管器的通过。能够检测清管实验中清管器的速度，指示清管器是否通过管道中某一位置，并能在清管器卡在管道中时确定清管器的位置。该装置可用于实验室中常见的非磁性材质管路，包括有机玻璃管、不锈钢管、工程塑料管等。实验装置能够用于气/液单相流动以及气液两相流动清管实验，装置结构简单、反应灵敏，操作方便、价格低廉，结果准确。本领域技术人员还可以了解到本实用新型实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block),单元,和步骤可以通过电子硬件、电脑软件,或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability),上述的各种说明性部件(illustrative components),单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本实用新型实施例保护的范围。本实用新型实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。本实用新型实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件�？�、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、⑶-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。在一个或多个示例性的设计中，本实用新型实施例所描述的上述功能可以在硬 件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电脑、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式
而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种清管器速度检测装置，其特征在于，所述的清管器速度检测装置包括 永久磁铁，安装于清管器上； 线圈，缠绕于实验管道外壁且与管道轴线垂直； 放大电路，安装于实验管道外部且与线圈两端连接。
2.如权利要求I所述的清管器速度检测装置，其特征在于， 所述永久磁铁为长方体钕铁硼永久磁铁；所述长方体钕铁硼永久磁铁对称安装于清管器中心轴上。
3.如权利要求I所述的清管器速度检测装置，其特征在于， 所述线圈所用电线为铜芯漆包线；所述线圈每圈均为I匝，线圈垂直于管道轴线，线圈之间的连接线平行于管道轴线。
4.如权利要求I所述的清管器速度检测装置，其特征在于， 所述放大电路为使用运放器制作的放大电路。
5.如权利要求I所述的清管器速度检测装置，其特征在于，所述的清管器速度检测装置还包括 与放大电路连接的数据采集板卡。
6.如权利要求5所述的清管器速度检测装置，其特征在于，所述的清管器速度检测装置还包括 与数据采集板卡连接的电脑。
7.如权利要求1-6中任一项所述的清管器速度检测装置，其特征在于，所述的清管器速度检测装置还包括 磁性开关，安装于管道外壁； 继电器，安装于实验管道外部且与磁性开关相连； 指示灯，安装于实验管道外部且与继电器连接； 复位开关，安装于管道外部且与继电器连接。
8.如权利要求7中所述的清管器速度检测装置，其特征在于， 所述磁性开关为干簧管磁性开关。
9.如权利要求7所述的清管器速度检测装置，其特征在于， 所述继电器为具有两个�？サ愕募痰缙鳎凰黾痰缙魇褂米运绞搅印�
10.如权利要求7所述的清管器速度检测装置，其特征在于， 所述指示灯为发光二极管。
专利摘要本实用新型实施例提供一种清管器速度检测装置，所述的清管器速度检测装置包括永久磁铁，安装于清管器上；线圈，缠绕于实验管道外壁且与管道轴线垂直；放大电路，安装于实验管道外部且与线圈两端连接。另外，为了指示清管器通过与否，所述的清管器速度检测装置还包括磁性开关，安装于管道外壁；继电器，安装于实验管道外部且与磁性开关相连；指示灯，安装于实验管道外部且与继电器连接；复位开关，安装于管道外部且与继电器连接。本实用新型上述所述的清管器速度检测装置技术方案具有如下有益效果可以通过较低成本检测清管器速度。另外，所述的清管器速度检测装置还采用包括磁性开关、继电器、指示灯、复位开关，以指示清管器通过与否。
文档编号G01P3/66GK202548141SQ201220181818
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者于达, 吕晓方, 吴�：�, 宫敬, 段瑞溪 申请人:中国石油大学(北京)
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