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专利名称：用于管道检测的装置的制作方法
技术领域：
本公开内容涉及用于管道检测的装置，尤其是，但不专用干，流体管道内表面检测的装置，例如油或气管道的在线检測。
背景技术：
已知使用通常称为管道检测器(pipeline pig)的检测装置检测管道内部。已知的检测器包括径向排列的传感器臂。使用中，当检测器沿着管道被驱动时，为了执行管道内壁的检测，每个传感器臂的一端偏置成接触管道的内壁。特别是，传感器臂提供管壁的尺寸检测，寻找管壁形状中的凹痕或其它缺陷。
传统的管道由一个个的管段构成，它们相互连接，以限定一列管段。典型地，在相邻的管段之间的接合处限定管道中的内部突起，例如，通过将两个管段焊接在一起形成的焊缝。然而，由于当传感器臂碰到突起时，传感器臂与管壁的接触经常漏失，因此焊缝和其它内部突起出现了检测困难。此外，在碰到后，传感器臂可能回荡一段时间。那样，检测数据可能丢失，直到当传感器臂沿着管壁重新回到更稳定的运动。本公开内容克服了或缓和了上述问题，或与相关的已知检测装置的其它缺点或问题。

发明内容
按照本发明的一个实施例，提供一种用于管道检测工具的传感器臂。传感器臂包括本体，本体包括第一端部和第二端部，第一端部配置成用于将传感器臂安装在管道检测工具上，并且第二端部包括接触部分，接触部分配置成接触管壁的内表面；和，延长部分(elongate section),其在第一端部和第二端部之间延伸，该延长部分具有外轮廓(external profile)，该外轮廓限定顶表面、底表面和布置在顶表面和底表面之间的主腹板(main web)，在横截面上主腹板的深度比横截面上主腹板的宽度大。按照本发明的另ー个实施例，提供一种用于管道检测的装置。该装置包括基座组件，用于连接到检测工具；传感器臂，可枢转地安装在基座组件上，传感器臂包括本体，本体包括第一端部和第二端部和延长部分，该延长部分在第一端部和第二端部之间延伸；和，弹簧，连接在基座组件和传感器臂之间，弹簧配置成朝着延伸位置(extended position)偏置传感器臂，用于顺着检测工具的运动与管的内表面进行有弹簧加载的接触，并且当传感器臂处于完全延伸位置时，弹簧具有布置在邻近延长部分的标准位置(normal position),延长部分包括槽，该槽在邻近弹簧的标准位置的本体的第一端部和第二端部之间的方向上延伸。


附图并入并且组成说明书的一部分，说明了ー个或多个实施例以及，和说明书一起，解释这些实施例。在图中
图I是管道检测装置的示意性的侧视图；图2是用在图I的管道检测装置中的传感器臂的第一侧视图；图3是通过图2的传感器臂的横截面图；图4是用在图I的管道检测装置中的传感器臂的第二侧视图；图5是用在图I的管道检测装置中的接触头的示意性的侧视图；图6是用在图I的管道检测装置中的弹簧的示意性的侧视图；图7是通过图I的管道检测装置的横截面图； 图8是用在图I的管道检查装置中的衬套的端视图。
具体实施例方式接下来參照附图描述示范性的实施例。不同附图中的相同的附图标记指示相同或相似元件。下面的详细描述并不限制本发明。而是，本发明的范围由所附的权利要求限定。參照整个本公开“示范性的实施例”，“实施例”，或其变型意味着与实施例有关的所描述的特定特征、结构或特性包括在本主题内容公开的至少ー个实施例中。那样，短语“在示范性的实施例中”，“在实施例中”，或它们在整个公开内容中不同地方的变型不必參照同一个实施例。进ー步，特定的特定特征、结构或特性可以任何合适的方式结合于ー个或多个实施例中。首先，參照图1，用于管道检测的装置一般标记为100，装置100包括传感器臂102，传感器臂102可枢转地安装在配置用于在线检测管道的检测工具(仅仅是一部分，标记为104)上。一般而言，传感器臂102用于顺着工具104的运动实施管道内壁的尺寸检测。基座组件106安装在工具104上。基座组件106用作传感器臂102的支撑。传感器臂102通过枢转销105可枢转地连接于基座组件106。传感器臂102可在延伸位置(即，如图I所示的)和多个偏转位置之间(即，如图I所示的当臂按顺时针方向枢转时)移动。弹簧108 (例如，扭簧)连接在基座组件106和臂102之间。弹簧108有助于朝着其延伸位置偏置臂102，用于顺着工具104的运动与管的内表面进行有弹簧加载的接触。在示范性的实施例中(如在下面将要更详细地描述的那样)，传感器臂102上的限位块和基座组件106防止臂102的过渡延伸而超出图I中所示的延伸位置。在图2中，更详细的示出了传感器臂102，包括具有第一端部和第二端部112，114的本体110。配置第一端部112用于将臂102安装到工具104上，例如，通过枢转销105连接到基座组件106。在这个实施例中，第二端部114限定臂102的末端116，其用于顺着工具104的运动接触内壁。本体110具有延长部分118，延长部分118在所述第一端部和第二端部112，114之间延伸。如图3中可以看出，延长部分118具有外轮廓，外轮廓限定顶表面和底表面120，122，以及在所述顶表面和底表面120，122之间延伸的主腹板124。所述轮廓进ー步限定延长部分118的第一侧面和第二侧面126，128。主腹板124具有横截面，该横截面的深度比其宽度大，此外，顶表面和底表面120，122之间的距离比延长部分118的第一侧面和第二侧面126，128之间的距离大。如图3中可以看出，主腹板的深度至少是主腹板宽度的两倍。延长部分的顶表面和底表面之间的距离比其两侧面距离的两倍还大。已经发现这种轮廓显示出了优越的动カ性能，減少若碰到焊缝引起的回荡、弯曲和其它动カ影响。臂的横截面二次矩已发现能在“Y”面提供最佳刚度，而不用过分增加臂的质量。在示范性的实施例中，本体110通过注射成型形成。比起传统的机加工构件，采用注射成型エ艺能減少制造成本和研制时间。与传统的机加工臂，如由铝制成的臂相比，它也能使臂102的重量轻。然而，其它的制造技术也可用于替换的实施例中，如模铸，旋转模铸或壳模法。本体110可以是单件构造，且因此可以由简单 的成型制成，例如，在一简单的模型空腔中制成。在示范性的实施例中,注射成型主体由塑料,如尼龙或尼龙12制成。特别地,尼龙12的重量轻，非常适合于与油和气管道的在线检测有关的操作环境。在进ー步的示范性的实施例中，注射成型主体由玻璃的重量含量多达大约30%的尼龙12制成。由这种材料制成的臂102，尤其是形成有上面讨论的这种配置吋，已发现能显示出有利的強度水平，减小弯曲性能并且提高抗冲击性以适应与在线检测技术有关的操作条件。实验表明，以传递给臂的动能以及随后的臂离开管壁的偏转度而论，臂的轻质和动カ改进的配置降低了碰到焊缝的冲击力。此外，可以理解的是，在碰到焊缝后，轻质和动力改进的配置有助于使臂稳定下来，更快速地沿着管的内表面进入平稳运动，由此减少碰到焊缝导致的检测数据的丢失。如图4中可见，臂102包括槽130，该槽在主体的所述第一端部和第二端部之间的方向上延伸。槽130形成在延长部分118的侧面128上。如上面所提到的那样，臂102通过弹簧108偏置进入工具104上的延伸位置。工具104在管内运动期间，臂102的延伸度相对于工具104将会发生变化(例如，如果工具104偏离管的中心线)。若延伸度发生重大变化，如由碰到焊缝造成的，弹簧108将偏转。偏转弹簧108和臂102之间任何接触都可能会对工具104上的臂102的相对位置或动カ性能有消极影响。槽130提供了弹簧108可偏转进入的空间，从而减小了偏转弹簧108和臂102之间重大接触的可能性。具体而言，槽降低了偏转弹簧108和臂102的侧面128之间冲击的风险。在示范性的实施例中，槽130包括延长凹槽或形成在延长部分118的侧面128上的切ロ。因此，槽130很容易以简单模具制成。返回參照图2，臂102包括接触头132，接触头132用于接触管壁的内表面。接触头132连接在臂102的末端116上。接触头132由钢，如真空淬火与回火的工具钢制成。端头132防止传感器臂102磨损，并且抑制与管壁接触产生的摩擦热熔融传感器臂102。孔(由虚线134指示)延伸通过臂102的末端116。如图5中可见，接触头132具有头部136和尾部138，头部136用于接触管壁。尾部138延伸通过孔134并且通过螺母140固定。头部136从末端116突出。头部136具有上接触表面142，上接触面142用于接触管壁。接触表面142具有外周144，外周144限定前缘146。前缘146在上接触表面142限定倒圆(radius)。当工具沿着管通过时，接触头上设置圆角前缘可减小接触头和焊缝之间碰到的冲击力，从而减少冲击造成的偏转度和磨 损。在示范性的实施例中，前缘可相对于上表面142倾斜或倒角，以达到相同或相似的效果。接触表面142的外周144也限定后缘148，其也是倾斜的、倒角或在上接触表面142限定圆角。如果工具反向沿着管通过，在接触头上设置倾斜或圆角后缘能减小接触头和焊缝之间碰到的冲击カ，从而减少冲击造成的偏转度和磨损。返回參照图4，孔150形成在臂102的第一端部112，用来接收枢转销105。衬套152安装在孔150内，以转动配合安装在枢转销105上。在示范性的实施例中，衬套152由磷铜制成，并且可在用于本产品的注射成型エ序中超模压成型(over-moulded)。这减少了装置装配中所需的步骤。磷铜的使用提供了极好的耐磨性和耐腐蚀性。磁铁154安装在衬套152的一端(S卩，如图7所示)。当传感器臂102围绕枢转点转动时，例如，若碰到焊缝或顺着工具104的运动的管内径中发生其它变化时，磁铁154提供变化的磁极，变化的磁极通过基座组件106上的传感器(未示出)识别出。在示范性的实施例中，磁铁154安装到例如由尼龙12材料制成的薄的衬套156中，然后胶粘到磷铜衬套152上。如图8所示，衬套156的背面160中提供切ロ 158，使得螺丝刀或其它装置可通过衬套152，并且进入与衬套156接合，以正确定位臂102上的磁铁(磁极)。返回參照图1，限位块162安在臂102上，邻近第一端部112处，用以限制臂102相对于基座组件106的延伸。在此实施例中，限位块162采取凸块的形式设置在臂的一端上，配置成紧靠着基座组件106上的限位块，例如用于枢转销105的支撑托架166的一部分164。在示范性的实施例中，限位块162整体形成在臂102上，例如在臂制造期间。图6示出了用于图I的装置中的示范性的弹簧108。弹簧108包括用于连接到基座组件106的卷绕的第一端部168，和用来连接到的孔172上的末端170，孔172形成于邻近臂102的第二端部114上。弹簧108由埃尔基洛伊耐蚀游丝合金(Elgiloy)制成，以形成具有高的屈服強度和好的耐腐蚀性的扭簧。在示范性的实施例中，在沿着管道运动期间，弹簧的刚度(以及因此的当将臂偏置成与管壁结合时弹簧施加的载荷)配置成辅助臂的动カ性能，以减少偏离抬起的程度和臂由于碰到焊缝造成的回荡的影响和/或次数。使用本公开例子的书面描述，可使任何本领域技术人员实践，包括制造和使用任何设备或装置以及实施任何组合的步骤。本主题内容的可专利性范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员可以想到的其它实施例。可以理解，这些其它实施例也在本权利要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种用于管道检测工具的传感器臂，所述传感器臂包括 本体，所述本体包括 第一端部和第二端部，所述第一端部配置成用于将所述传感器臂安装在所述管道检测工具上，并且所述第二端部包括接触部分，所述接触部分配置成接触管壁的内表面；和 延长部分，其在所述第一端部和第二端部之间延伸，所述延长部分具有外轮廓，所述外轮廓限定顶表面、底表面和布置在顶表面和底表面之间的主腹板，所述主腹板在横截面上的深度比所述主腹板在横截面上的宽度大。
2.按照权利要求I所述的传感器臂，其特征在于，所述传感器臂是重量轻的塑料结构。
3.按照权利要求I所述的传感器臂，其特征在于，所述传感器臂是注射成型结构。
4.按照权利要求I所述的传感器臂，其特征在于，所述延长部分的外轮廓进一歩限定第一侧面和第二侧面，并且所述顶表面和底表面之间的距离比所述延长部分的第一侧面和第二侧面之间的距离大。
5.按照权利要求4所述的传感器臂，其特征在于，所述延长部分的顶表面和底表面之间的距离是所述延长部分的所述侧面之间距离的至少两倍。
6.按照权利要求I所述的传感器臂，其特征在于，所述延长部分包括槽，所述槽在所述本体的第一端部和第二端部之间的方向上延伸。
7.按照权利要求6所述的传感器臂，其特征在于，所述延长部分包括侧面，并且所述槽包括形成在所述延长部分的侧面上的延长凹槽或切ロ。
8.按照权利要求I所述的传感器臂，其特征在于，所述接触部分包括连接于所述传感器臂的第二端部上的接触头。
9.按照权利要求8所述的传感器臂，其特征在于，孔延伸通过所述本体的第二端部，用于将所述接触部分连接到所述传感器臂，并且所述接触头具有用于接触管壁的头部和延伸进入所述孔用于将所述接触头固定到所述传感器臂的尾部。
10.按照权利要求8所述的传感器臂，其特征在干，所述接触头包括头部，所述头部具有用于接触管壁的上接触表面，并且所述上接触表面的外周限定倾斜的前缘或在所述上接触表面上限定圆角。
11.按照权利要求8所述的传感器臂，其特征在于，所述接触头包括头部，所述头部具有用于接触管壁的上接触表面，并且所述上接触表面的外周限定倾斜的后缘或在所述上接触表面上限定ー圆角。
12.按照权利要求I所述的传感器臂，其特征在于，孔形成在所述传感器臂的第一端部上用于接收枢转销，在所述孔中安装衬套用干与所述枢转销配合。
13.按照权利要求12所述的传感器臂，其特征在于，所述衬套由磷铜制成。
14.按照权利要求12所述的传感器臂，其特征在于，所述衬套是所述传感器臂的超模压构件。
15.按照权利要求12所述的传感器臂，其特征在于，在所述衬套的一端安装磁铁，所述磁铁提供用于监测所述传感器臂位移的变化的磁极。
16.按照权利要求I所述的传感器臂，其特征在于，所述传感器臂上邻近第一端部处安装有限位块，所述限位块配置成限制所述传感器臂的延伸。
17.按照权利要求16所述的传感器臂，其特征在于，所述限位块是在所述传感器臂的一侧上整体形成的凸块。
18.按照权利要求I所述的传感器臂，其特征在于，所述本体包含玻璃的重量含量多达大约30%的尼龙12。
19.一种用于管道检测的装置，包括 基座组件，其用于连接到检测工具； 传感器臂，其可枢转地安装在所述基座组件上，所述传感器臂包括本体，所述本体包括第一端部和第二端部以及在所述第一端部和第二端部之间延伸的延长部分；和 弹簧，其连接在所述基座组件和所述传感器臂之间，所述弹簧配置成朝着延伸位置偏置所述传感器臂，用于顺着检测工具的运动与管的内表面进行有弹簧加载的接触，并且当所述传感器臂处于完全延伸位置时，所述弹簧具有布置在邻近所述延长部分的标准位置，所述延长部分包括槽，所述槽在邻近所述弹簧的标准位置的所述本体的第一端部和第二端部之间的方向上延伸。
20.按照权利要求19所述的用于管道检测的装置，其特征在于，所述传感器臂的第一端部配置成用于将所述传感器臂安装到管道检测工具上，并且所述第二端部包括接触部分，所述接触部分配置成用于接触管壁的内表面，并且所述延长部分包括外轮廓，所述外轮廓限定顶表面、底表面和布置在顶表面和底表面之间的主腹板，在横截面上所述主腹板的深度比横截面上所述主腹板的宽度大。
全文摘要
本申请涉及用于管道检测的装置。其中，提供一种用于管道检测工具的传感器臂。传感器臂包括本体，本体包括第一端部和第二端部，第一端部配置成用于将传感器臂安装在管道检测工具上，并且第二端部包括接触部分，接触部分配置成接触管壁的内表面；和，延长部分，其在第一端部和第二端部之间延伸，该延长部分具有外轮廓，该外轮廓限定顶表面，底表面和布置在顶表面和底表面之间的主腹板，主腹板在横截面上的深度比主腹板在横截面上的宽度大。
文档编号G01N33/00GK102680645SQ201210077090
公开日2012年9月19日 申请日期2012年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者L·J·富塞尔, R·P·哈维 申请人:Pii有限公司