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1、(10)申请公布号 CN 103174941 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103174941 A *CN103174941A* (21)申请号 201310125120.X (22)申请日 2013.04.11 F17D 5/00(2006.01) (71)申请人 山东理工大学 地址 255086 山东省淄博市高新技术产业开 发区高创园 D 座 1012 室 (72)发明人 马立修 潘金凤 张新慧 曹立军 刘国柱 陈文钢 万隆 孙梦颜 (54) 发明名称 输油管道检测装置 (57) 摘要 本发明涉及检测技术领域， 具体涉及一种检 测装置。输油管道检测装置， 包括检测机构。
2、， 检测 机构包括底座， 底座上设有透明外壳， 外壳内从下 往上依次设有至少两层颗粒层， 至少两层颗粒层 之间采用隔膜隔开， 至少两层颗粒层的颜色不同 ； 外壳的底部采用隔膜将外壳内外隔开， 颗粒层位 于隔膜上方 ； 底座的底部设有波纹状的波纹膜， 波纹膜将所述底座内外隔开， 波纹膜上设有顶尖 装置， 顶尖装置位于底座内， 并且其顶部朝向外壳 底部的隔膜。 由于采用上述技术方案， 本发明采用 机械变形原理、 物理方法、 化学方法等实现输油管 道最大压力指示、 超高压力报警、 管道内油垢覆盖 厚度的指示等功能。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中。
3、华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103174941 A CN 103174941 A *CN103174941A* 1/2 页 2 1. 输油管道检测装置， 包括一检测机构， 其特征在于， 所述检测机构包括一底座， 所述 底座上设有一透明外壳， 所述外壳内从下往上依次设有至少两层颗粒层， 至少两层颗粒层 之间采用隔膜隔开， 至少两层颗粒层的颜色不同 ； 所述外壳的底部采用一隔膜将所述外壳内外隔开， 所述颗粒层位于所述隔膜上方 ； 所述底座的底部设有一波纹状的波纹膜， 所述波纹膜将所述底座内外隔开， 所述波纹 膜上。
4、设有一顶尖装置， 所述顶尖装置位于所述底座内， 并且其顶部朝向外壳底部的隔膜。 2. 根据权利要求 1 所述的输油管道检测装置， 其特征在于， 所述顶尖装置采用一中空 无底面的锥体结构， 所述顶尖装置的侧面镂空， 当顶尖装置穿透隔膜及颗粒层时， 流动性能 优良的颗粒通过镂空结构流动到波纹膜上方。 3. 根据权利要求 1 所述的输油管道检测装置， 其特征在于， 所述外壳上还设有至少两 组对射型激光传感器， 所述对射型激光传感器包括发射激光部分和接收激光部分， 一个所 述发射激光部分设置在一个隔膜的一端， 与之对应的所述接收激光部分设置在此隔膜的另 一端， 所述接收激光部分接收所述发射激光部分发射。
5、的激光信号 ； 所述接收激光部分的信号输出端连接一无线信号发射装置， 所述无线信号发射装置将 信号输出给一无线信号接收装置 ； 当颗粒流动到波纹膜上时， 对射型激光传感器发射激光部分和接收激光部分之间的颗 粒消失， 接收激光部分接收到激光信号， 对射型激光传感器把信号传给无线信号发射装置， 无线信号发射装置发射这层隔膜被穿透的信号， 无线信号接收装置接收信号， 从而发现被 穿透的隔膜层， 及时察觉管道压力的变化情况。 4.根据权利要求1、 2或3所述的输油管道检测装置， 其特征在于， 所述颗粒层上方还设 有一层锌原料层、 一层硫酸原料层， 所述颗粒层、 所述锌原料层和所述硫酸原料层之间采用 隔。
6、膜隔开， 所述硫酸原料层上方设有一铁板， 所述铁板上设有一开口 ； 所述锌原料层下方设 有一内部波纹膜， 所述内部波纹膜的上表面设有耐腐蚀层， 所述内部波纹膜中心位置设有 一顶尖， 所述顶尖设置在所述锌原料层中， 所述顶尖的顶部朝向外壳顶部， 所述顶尖的中心 线与所述顶尖装置的中心线重合 ； 所述顶尖下部镂空， 当顶尖顶破隔膜时， 硫酸原料层流动 到锌原料层 ； 所述外壳内还设有一气球， 所述气球的吹气口联通所述开口， 所述气球设置在所述铁 板上方 ； 所述外壳的上底面采用隔膜， 所述隔膜位于所述气球上方。 5. 根据权利要求 4 所述的输油管道检测装置， 其特征在于， 所述锌原料层和所述硫酸。
7、 原料层之间的所述隔膜采用在纸质层表面覆盖耐腐蚀的薄膜制成所述隔膜 ； 所述铁板下表 面设有耐腐蚀的涂料层。 6. 根据权利要求 4 所述的输油管道检测装置， 其特征在于， 所述气球的吹气口边沿设 有橡胶圈， 在所述橡胶圈上方设有一个绳结， 绳结周长小于橡胶圈的周长， 绳结能够在受到 外力作用下收缩、 拉紧， 绳结的扣能够在绳结受到拉力时越来越紧， 当气球充氢气膨胀顶破 外壳上顶层的隔膜后上升时， 气球拉动绳结上升， 绳结在气球升力的拉动下收缩， 在绳结扣 的作用下绑紧气球的吹气口， 绳结的另一端连接一开关， 当受到绳结拉力时， 开关闭合 ； 开关闭合， 触发无线信号发射装置， 无线信号发射装。
8、置发出信号， 指示管道压力过高的 位置， 实现报警作用。 权 利 要 求 书 CN 103174941 A 2 2/2 页 3 7. 根据权利要求 4 所述的输油管道检测装置， 其特征在于， 所述对射型激光传感器、 所 述无线信号发射装置可以采用太阳能供电的方式进行工作 ； 还包括一蓄电池， 所述对射型激光传感器、 所述无线信号发射装置的电源输入端分别 通过一开关连接所述蓄电池， 所述蓄电池连接一太阳能板， 所述太阳能板设置在所述外壳 外， 所述开关、 所述蓄电池和所述无线信号发射装置安装在铁板上方。在开关闭合情况下， 使无线信号发射装置发出管道压力过高的信号。 8. 根据权利要求 7 所述的。
9、输油管道检测装置， 其特征在于， 还包括一温度检测传感器， 所述温度检测传感器设置在位于所述底座上的所述波纹膜上， 所述温度检测传感器的信号 输出端连接所述无线信号发射装置， 所述无线信号发射装置将管道内的温度信息通过无线 的方式传输给所述无线信号接收装置， 实现远程温度监控的目的。 9.根据权利要求1、 2或3所述的输油管道检测装置， 其特征在于， 所述颗粒层采用沙粒 制成沙粒层， 每层沙粒层的沙粒颜色不同 ； 所述隔膜采用油性纸 ； 所述波纹膜采用钢板制成的波纹膜。 10. 根据权利要求 1、 2 或 3 所述的输油管道检测装置， 其特征在于， 所述外壳外周设有 螺纹， 所述外壳和所述底座。
10、采用螺纹连接 ； 所述底座外周设有螺纹。 权 利 要 求 书 CN 103174941 A 3 1/5 页 4 输油管道检测装置 技术领域 0001 本发明涉及检测技术领域， 具体涉及一种检测装置。 背景技术 0002 现有的输油管道， 一旦出现管道内压力过大， 会出现爆炸等危险事故， 因此市面上 出现了一些用于检测输油管道压力的检测装置， 通常采用传感器进行检测， 上述方式需要 采用电源供电， 且电子产品容易因外界因素引起故障。另外， 输油管道内油垢覆盖后， 容易 引起输油管道的堵塞， 人们也不容易查找油垢位置。 发明内容 0003 本发明的目的在于， 提供一种输油管道检测装置， 解决以上技。
11、术问题。 0004 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现 ： 0005 输油管道检测装置， 包括一检测机构， 其特征在于， 所述检测机构包括一底座， 所 述底座上设有一透明外壳， 所述外壳内从下往上依次设有至少两层颗粒层， 至少两层颗粒 层之间采用隔膜隔开， 至少两层颗粒层的颜色不同 ； 0006 所述外壳的底部采用一隔膜将所述外壳内外隔开， 所述颗粒层位于所述隔膜上 方 ； 0007 所述底座的底部设有一波纹状的波纹膜， 所述波纹膜将所述底座内外隔开， 所述 波纹膜上设有一顶尖装置， 所述顶尖装置位于所述底座内， 并且其顶部朝向外壳底部的隔 膜。 0008 本发明用于输油管道中，。
12、 使用时， 将本发明的底座设置在管道中， 外壳至少一部分 颗粒层突出于管道 ； 当管道压力上升， 具有弹性的波纹膜存在压力时， 产生变形， 推动顶尖 装置穿破外壳底部的隔膜， 至少两层颗粒层和其之间的隔膜 ； 当一段时间内的高压产生时 候， 顶尖装置穿破的颗粒层数就越多， 穿破后， 颗粒都落到波纹膜的上方。 通过透明外壳， 可 以观察不同颜色的颗粒层的颗粒情况， 当颗粒保留的层数越少时， 说明管道内的压力越大， 通过透明外壳可以观察管道内的颗粒层数， 从而体现管道内曾经的最大压力值。 0009 所述顶尖装置采用一中空无底面的锥体结构， 所述顶尖装置的侧面镂空， 当顶尖 装置穿透隔膜及颗粒层时，。
13、 流动性能优良的颗粒通过镂空结构流动到波纹膜上方。 0010 所述外壳上还设有至少两组对射型激光传感器， 所述对射型激光传感器包括发射 激光部分和接收激光部分， 一个所述发射激光部分设置在一个隔膜的一端， 与之对应的所 述接收激光部分设置在此隔膜的另一端， 所述接收激光部分接收所述发射激光部分发射的 激光信号 ； 0011 所述接收激光部分的信号输出端连接一无线信号发射装置， 所述无线信号发射装 置将信号输出给一无线信号接收装置 ； 0012 当颗粒流动到波纹膜上时， 对射型激光传感器发射激光部分和接收激光部分之间 的颗粒消失， 接收激光部分接收到激光信号， 对射型激光传感器把信号传给无线信号。
14、发射 说 明 书 CN 103174941 A 4 2/5 页 5 装置， 无线信号发射装置发射这层隔膜被穿透的信号， 无线信号接收装置接收信号， 从而发 现被穿透的隔膜层， 及时察觉管道压力的变化情况。上述设计实现了本发明不仅可以现场 观察管道压力情况， 还可以通过远程监控的方式进行报警。本发明的无线信号接收装置可 以设置在手持机、 手机、 平板电脑、 计算机等设有无线信号接收装置的电子产品， 使用者通 过电子产品远程监控管道压力情况。 0013 所述颗粒层上方还设有一层锌原料 (Zn) 层、 一层硫酸原料 (H2S04) 层， 所述颗粒 层、 所述锌原料层和所述硫酸原料层之间采用隔膜隔开，。
15、 所述硫酸原料层上方设有一铁板， 所述铁板上设有一开口 ； 0014 所述锌原料层下方设有一内部波纹膜， 所述内部波纹膜的上表面设有耐腐蚀层， 所述内部波纹膜中心位置设有一顶尖， 所述顶尖设置在所述锌原料层中， 所述顶尖的顶部 朝向外壳顶部， 所述顶尖的中心线与所述顶尖装置的中心线重合 ； 所述顶尖下部镂空， 当顶 尖顶破隔膜时， 硫酸原料层流动到锌原料层 ； 0015 所述外壳内还设有一气球， 所述气球的吹气口联通所述开口， 所述气球设置在所 述铁板上方 ； 0016 所述外壳的上底面采用隔膜， 所述隔膜位于所述气球上方。 0017 本发明在使用时， 当管道内压力超过管道的承受压力时候， 顶。
16、尖装置顶到顶尖， 促 使顶尖顶穿锌原料层和硫酸原料层之间的隔膜， 促使锌原料层和硫酸原料层中的锌和硫酸 产生化学反应， 产生气体， 气体通过开口和吹气口给气球充气， 促使气球膨胀， 气球膨胀顶 破外壳顶部的隔膜， 使气球鼓起， 从而指示管道内产生了超高压力。 0018 所述锌原料层和所述硫酸原料层之间的所述隔膜采用易穿透的纸材料制作而成 的纸质层， 优选在所述纸质层表面覆盖耐腐蚀的薄膜制成所述隔膜。 0019 所述铁板下表面设有耐腐蚀的涂料层， 优选在所述铁板下表面涂覆一层搪瓷材料 层。 0020 所述气球的吹气口边沿设有橡胶圈， 在所述橡胶圈上方设有一个绳结， 绳结周长 小于橡胶圈的周长， 。
17、绳结能够在受到外力作用下收缩、 拉紧， 绳结的扣能够在绳结受到拉力 时越来越紧， 当气球充氢气膨胀顶破外壳上顶层的隔膜后上升时， 气球拉动绳结上升， 绳结 在气球升力的拉动下收缩， 在绳结扣的作用下绑紧气球的吹气口， 绳结的另一端连接一开 关， 当受到绳结拉力时， 开关闭合 ； 0021 开关闭合， 触发无线信号发射装置， 无线信号发射装置发出信号， 指示管道压力过 高的位置， 实现报警作用。 0022 本发明在无线报警的情况下， 气球上升， 在高空飘荡， 能够使检测人员很容易找到 检测点。 0023 所述对射型激光传感器、 所述无线信号发射装置可以采用太阳能供电的方式进行 工作 ； 0024。
18、 还包括一蓄电池， 所述对射型激光传感器、 所述无线信号发射装置的电源输入端 分别通过一开关连接所述蓄电池， 所述蓄电池连接一太阳能板， 所述太阳能板设置在所述 外壳外， 所述开关、 所述蓄电池和所述无线信号发射装置安装在铁板上方。 在开关闭合情况 下， 使无线信号发射装置发出管道压力过高的信号。 0025 还包括一温度检测传感器， 所述温度检测传感器设置在位于所述底座上的所述波 说 明 书 CN 103174941 A 5 3/5 页 6 纹膜上， 所述温度检测传感器的信号输出端连接所述无线信号发射装置， 所述无线信号发 射装置将管道内的温度信息通过无线的方式传输给所述无线信号接收装置， 实。
19、现远程温度 监控的目的。 0026 所述颗粒层可以采用粉末状颗粒制成颗粒层， 所述颗粒层也可以采用沙粒制成沙 粒层， 每层沙粒层的沙粒颜色不同。 0027 所述隔膜优选采用油性纸。以便在节约材料的前提下， 隔离各层物质。 0028 所述波纹膜优选采用钢板制成的波纹膜。在波纹膜下方存在压力时， 推动顶尖装 置往上运动。 0029 所述外壳外周可以设有螺纹， 所述外壳和所述底座采用螺纹连接。 0030 所述底座外周可以设有螺纹， 通过螺纹将本发明安装到石油管道上。 0031 有益效果 ： 由于采用上述技术方案， 本发明采用机械变形原理、 物理方法、 化学方 法等实现输油管道最大压力指示、 超高压力。
20、报警、 管道内油垢覆盖厚度的指示等功能， 本发 明采用无源设计， 可以安装在空旷无电源、 无动力的输油管道上。 附图说明 0032 图 1 为本发明的一种结构示意图 ； 0033 图 2 为本发明的应用原理图 ； 0034 图 3 为顶尖装置 7 的一种结构示意图 ； 0035 图 4 为顶尖 11 的一种结构示意图 ； 0036 图 5 为气球位于外壳内的放大示意图 ； 0037 图 6 为气球充气后的放大示意图 ； 0038 图 7 为气球飘出外壳的放大示意图。 具体实施方式 0039 为了使本发明实现的技术手段、 创作特征、 达成目的与功效易于明白了解， 下面结 合具体图示进一步阐述本发。
21、明。 0040 参照图 1， 输油管道检测装置， 包括一检测机构， 检测机构包括一底座 8， 底座 8 上 设有一透明外壳10， 外壳10内从下往上依次设有六层颗粒层， 从下往上分别为沙粒层6、 沙 粒层 5、 沙粒层 4、 沙粒层 3、 沙粒层 2、 沙粒层 1， 各层颗粒层之间采用隔膜隔开， 每层颗粒层 的颜色不同。外壳 10 的底部采用一隔膜将外壳 10 内外隔开， 颗粒层位于隔膜上方。底座 8 的底部设有一波纹状的波纹膜 9， 波纹膜 9 将底座 8 内外隔开， 波纹膜 9 上设有一顶尖装 置 7， 顶尖装置 7 位于底座 8 内， 并且其顶部朝向外壳 10 底部的隔膜。参照图 3， 。
22、顶尖装置 7 采用一中空无底面的锥体结构， 顶尖装置 7 的侧面镂空， 当顶尖装置 7 穿透隔膜及颗粒层 时， 流动性能优良的颗粒通过镂空结构流动到波纹膜上方。 0041 外壳上还设有至少两组对射型激光传感器， 对射型激光传感器包括发射激光部分 和接收激光部分， 一个发射激光部分设置在一个隔膜的一端， 与之对应的接收激光部分设 置在此隔膜的另一端， 接收激光部分接收发射激光部分发射的激光信号 ； 接收激光部分的 信号输出端连接一无线信号发射装置， 无线信号发射装置将信号输出给一无线信号接收装 置 ； 当颗粒流动到波纹膜上时， 对射型激光传感器发射激光部分和接收激光部分之间的颗 说 明 书 CN。
23、 103174941 A 6 4/5 页 7 粒消失， 接收激光部分接收到激光信号， 对射型激光传感器把信号传给无线信号发射装置， 无线信号发射装置发射这层隔膜被穿透的信号， 无线信号接收装置接收信号， 从而发现被 穿透的隔膜层， 及时察觉管道压力的变化情况。上述设计实现了本发明不仅可以现场观察 管道压力情况， 还可以通过远程监控的方式进行报警。本发明的无线信号接收装置可以设 置在手持机、 手机、 平板电脑、 计算机等设有无线信号接收装置的电子产品， 使用者通过电 子产品远程监控管道压力情况。 0042 颗粒层上方还设有一层锌原料层 16、 一层硫酸原料层 17， 颗粒层、 锌原料层 16 和。
24、 硫酸原料层 17 之间采用隔膜隔开， 硫酸原料层 17 上方设有一铁板 12， 铁板 12 上设有一开 口。铁板下表面设有耐腐蚀的涂料层， 优选在铁板下表面涂覆一层搪瓷材料层。 0043 参照图1、 图4， 锌原料层16下方设有一内部波纹膜27， 内部波纹膜27的上表面设 有耐腐蚀层， 内部波纹膜 27 中心位置设有一顶尖 11， 顶尖 11 设置在锌原料层 16 中， 顶尖 11 的顶部朝向外壳 10 顶部， 顶尖 11 的中心线与顶尖装置 7 的中心线重合 ； 顶尖 11 下部镂 空， 当顶尖顶破隔膜时， 硫酸原料层 17 流动到锌原料层 16。参照图 1、 图 5， 外壳 10 内还设。
25、 有一气球 13， 气球 13 的吹气口联通开口， 气球 13 设置在铁板 12 上方。外壳 10 的上底面采 用隔膜 14， 隔膜 14 位于气球 13 上方。本发明用于输油管道 15 中， 使用时， 将本发明的底 座 8 设置在管道中， 外壳 10 至少一部分颗粒层突出于管道 15 ； 当管道压力上升， 具有弹性 的波纹膜 9 存在压力时， 产生变形， 推动顶尖装置 7 穿破外壳 10 底部的隔膜， 至少两层颗粒 层和其之间的隔膜 ； 当一段时间内的高压产生时候， 顶尖装置 7 穿破的颗粒层数就越多， 穿 破后， 颗粒都落到波纹膜9的上方。 通过透明外壳10， 可以观察不同颜色的颗粒层的颗。
26、粒情 况， 当颗粒保留的层数越少时， 说明管道 15 内的压力越大， 通过透明外壳 10 可以观察管道 内的颗粒层数， 从而体现管道内曾经的最大压力值。 0044 参照图 6， 当管道内压力超过管道的承受压力时候， 顶尖装置 7 顶到顶尖， 促使顶 尖顶穿锌原料层16和硫酸原料层17之间的隔膜， 促使锌原料层16和硫酸原料层17中的锌 和硫酸产生化学反应， 产生气体， 气体通过开口和吹气口给气球13充气， 促使气球13膨胀， 气球 13 膨胀顶破外壳 10 顶部的隔膜， 使气球 13 鼓起， 从而指示管道内产生了超高压力。 0045 参照图 5、 图 6、 图 7， 气球 13 的吹气口边沿设。
27、有橡胶圈， 在橡胶圈上方设有一个绳 结 37， 绳结 37 周长小于橡胶圈的周长， 绳结 37 能够在受到外力作用下收缩、 拉紧， 绳结 37 的扣能够在绳结受到拉力时越来越紧， 当气球 13 充氢气膨胀顶破外壳上顶层的隔膜后上 升时， 气球 13 拉动绳结上升， 绳结 37 在气球 13 升力的拉动下收缩， 在绳结扣的作用下绑紧 气球 13 的吹气口， 绳结的另一端连接一开关 38， 当受到绳结拉力时， 开关 38 闭合。开关 38 闭合后， 触发无线信号发射装置， 无线信号发射装置发出信号， 指示管道压力过高的位置， 实现报警作用。本发明在无线报警的情况下， 气球上升， 在高空飘荡， 能够。
28、使检测人员很容 易找到检测点。 0046 对射型激光传感器、 无线信号发射装置可以采用太阳能供电的方式进行工作 ； 还 包括一蓄电池， 对射型激光传感器、 无线信号发射装置的电源输入端分别通过一开关连接 蓄电池， 蓄电池连接一太阳能板， 太阳能板设置在外壳外， 开关、 蓄电池和无线信号发射装 置安装在铁板上方。在开关闭合情况下， 使无线信号发射装置发出管道压力过高的信号。 0047 还包括一温度检测传感器， 温度检测传感器设置在位于底座上的波纹膜上， 温度 检测传感器的信号输出端连接无线信号发射装置， 无线信号发射装置将管道内的温度信息 说 明 书 CN 103174941 A 7 5/5 页。
29、 8 通过无线的方式传输给无线信号接收装置， 实现远程温度监控的目的。 0048 锌原料层和硫酸原料层之间的隔膜采用易穿透的纸材料制作而成的纸质层， 优选 在纸质层表面覆盖耐腐蚀的薄膜制成隔膜。其他的隔膜优选采用油性纸。以便在节约材料 的前提下， 隔离各层物质。 0049 波纹膜9优选采用钢板制成的波纹膜9。 在波纹膜9下方存在压力时， 推动顶尖装 置 7 往上运动。 0050 外壳 10 外周可以设有螺纹， 外壳 10 和底座 8 采用螺纹连接。底座 8 外周可以设 有螺纹， 通过螺纹将本发明安装到石油管道上。 0051 实施方式一 ： 0052 参照图 2， 在一段输油管道 15 上， 沿。
30、着管道 15 安装有四个本发明的输油管道检测 装置， 且输油管道检测装置伸入到不同深度的管道 15 上， 当安装深的输油管道检测装置产 生报警， 而安装浅显的没有产生报警时候， 说明安装浅显的地方已经被油垢覆盖， 以此来判 断油垢的覆盖程度。 0053 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。 本行业的技术 人员应该了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理， 在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进， 这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。 说 明 书 CN 103174941 A 8 1/4 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103174941 A 9 2/4 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103174941 A 10 3/4 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103174941 A 11 4/4 页 12 图 7 说 明 书 附 图 CN 103174941 A 12 。