一种管道姿态检测设备用磁屏蔽结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及石油化工和天然气管道检测系统结构领域，具体设及一种管道姿 态检测设备用磁屏蔽结构。
【背景技术】
[0002] 在石油化工和天然气产业中，由于长时间的腐蚀、磨损W及应力等因素，铁磁性油 气输送管道会逐渐形成机械裂纹和腐蚀穿孔等各种缺陷。由于多数管道都深埋于地底或海 底下，维修成本非常高，因此业内广泛采用高精度自动化的管道姿态检测设备进行管道缺 陷检测和精确定位，指导技术人员组织快速维修，最大限度降低成本。
[0003] 管道姿态检测设备一般都采用巧螺、重力传感器等惯性器件进行姿态位置检测， 通过解算得到精确的管道缺陷位置信息。光学惯性器件由于其高性价比被广泛应用，但是 其缺点是对磁场比较敏感，特别是当管道姿态检测设备运行于地底、海底深处时，受到外界 较强磁场的影响，产品可能会直接失效。因此，需要对管道姿态检测设备进行磁屏蔽设计， 为管道姿态检测设备内部的磁敏感器件提供良好的电磁兼容环境。另外，磁屏蔽结构设计 过程中，磁屏蔽结构的厚度是一个关键参数，直接决定磁屏蔽效能，同时，由于磁屏蔽结构 采用的材料的密度大通常比较大，对系统的重量影响较大。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提出一种适用于管道姿态检测设备的磁屏蔽结构，能有效 地屏蔽低频(频率小于IOOHz)弱磁场的同时具有较轻的重量。
[0005] 为达此目的，本实用新型采用W下技术方案：
[0006] -种管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，包括圆柱状屏蔽罩和搭接于所述屏蔽罩上 的屏蔽盖，所述屏蔽盖的中部向下凹陷形成凹陷部，位于所述凹陷部外周的所述屏蔽盖的 部分为安装部，安装部用于与所述屏蔽罩连接。
[0007] 作为一种优选的技术方案，所述屏蔽罩的厚度为SE,
[000引
[0009] 其中，化、出分别为屏蔽前后磁场中某点的磁场强度，a、b分别为屏蔽罩的内径和外 径，yr为屏蔽罩所采用的材料的相对磁导率。
[0010] 作为一种优选的技术方案，所述凹陷部的厚度大于等于所述屏蔽罩的厚度SE。
[0011] 作为一种优选的技术方案，在所述凹陷部的圆屯、W外的位置上开设有通孔，所述 通孔上设置有环形容纳腔。
[0012] 作为一种优选的技术方案，所述通孔位于所述凹陷部的半径的中间位置或位于所 述凹陷部的半径的中间位置与所述凹陷部的边缘之间的区域内。
[0013] 作为一种优选的技术方案，所述安装部的外周沿周向开设有第一安装孔，所述屏 蔽罩的上端对应设置有第二安装孔，通过螺钉穿过所述第一安装孔与所述第二安装孔将所 述屏蔽盖连接于所述屏蔽罩上。
[0014] 作为一种优选的技术方案，所述安装部上沿周向均匀设置有至少四个第一安装 孔，所述屏蔽罩的上端对应设置有至少四个第二安装孔。
[0015] 作为一种优选的技术方案，所述屏蔽罩中设置有安装架，所述安装架将所述屏蔽 罩分为上容腔和下容腔，所述上容腔用于安装管道姿态检测设备。
[0016] 作为一种优选的技术方案，所述屏蔽罩和所述屏蔽盖中的至少一者由铁儀基软磁 合金材料制成。
[0017] 本实用新型的有益效果如下：
[0018] 本实用新型提供的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构保护屏蔽结构内部的敏感器 件在弱磁场环境下能够正常工作，同时，屏蔽盖包括安装部与凹陷部，安装部为较厚的承重 结构，保证磁屏蔽结构的稳定性，凹陷部凹陷于安装部，减轻了磁屏蔽结构的重量。
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型的实施例提供的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构的组合状态结 构示意图；
[0020] 图2是本实用新型的实施例提供的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构的分解结构示 意图；
[0021 ]图3是无限长圆柱腔体模型。
[0022] 图中，1、屏蔽盖;11、凹陷部;12、安装部;2、屏蔽罩;3、环形容纳腔;4、安装架。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0024] 实施例：
[0025] 本实用新型的实施例提供了一种管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，如图1所示，其 包括圆柱状屏蔽罩2和搭接于屏蔽罩2上的屏蔽盖1，屏蔽盖1的中部向下凹陷形成凹陷部 11，位于凹陷部11外周的屏蔽盖1的部分为安装部12,安装部12用于与屏蔽罩2连接，屏蔽罩 2和屏蔽盖1均由铁儀基软磁合金材料制成。为了提高屏蔽结构的屏蔽效能，屏蔽盖1和屏蔽 罩2采用搭接式设计，并通过工艺手段保证两者之间的搭接缝尽量小。
[0026] 本实施例提供的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构保护屏蔽结构内部的敏感器件 在弱磁场环境下能够正常工作，同时，屏蔽盖1包括安装部12与凹陷部11，安装部12为较厚 的承重结构，保证磁屏蔽结构的稳定性，凹陷部11凹陷于安装部12,减轻了磁屏蔽结构的重 量。
[0027] 屏蔽罩2为均匀厚度薄壁结构，起主要屏蔽作用，磁屏蔽结构设计过程中，屏蔽罩2 的厚度是一个关键参数，直接决定磁屏蔽效能，而且由于铁儀基软磁合金密度大，对系统的 重量影响较大。根据电磁学理论，如图3所示，基于无限长圆柱腔体模型对圆柱形屏蔽结构 的屏蔽性能进行分析，依据式（1)对屏蔽结构的屏蔽效能进行估算，可在给定的屏蔽效能条 件下反向推算屏蔽罩2的厚度。
[002引
式（1)，
[0029] 式（1)中，曲、H汾别为屏蔽前后磁场中某点的磁场强度，a、b分别为屏蔽罩2的内径 和外径，yr为屏蔽罩2所采用的材料的相对磁导率。但是，上式是基于理想的无限长圆柱腔 体模型推导得到的，因此，在实际工程应用过程中，还应该考虑屏蔽结构的开孔、搭接缝隙 对屏蔽性能的影响，对屏蔽效能和屏蔽罩2厚度参数加 W适当修正。采用上述厚度的屏蔽罩 2,能有效地屏蔽低频(频率小于IOOHz)弱磁场，将屏蔽结构外部的磁场强度衰减20~60地， 保护屏蔽结构内部的敏感器件在弱磁场环境下能够正常工作，在保证屏蔽结构的屏蔽效能 的同时，尽量降低了屏蔽结构的重量。
[0030] 为了保证磁屏蔽效果的同时减轻磁屏蔽结构的重量，可W参照屏蔽罩2的厚度设 置凹陷部11的厚度，令凹陷部11的厚度大于等于屏蔽罩2的厚度SE。
[0031] 屏蔽盖1和屏蔽罩2上要尽可能的减少开孔，W保证两者形成完整连续导磁体，减 少电磁波通过开孔和缝隙穿透到屏蔽结构内部的泄漏量。但是，当不可避免地需要设置开 孔时，例如，管道姿态检测设备需要通过连接器与外部的器件进行连接，在上述凹陷部11的 圆屯、W外的位置上开设通孔，通孔上设置有环形容纳腔3,环形容纳腔3用于容纳上述连接 器。优选地，通孔位于凹陷部11的半径的中间位置或位于凹陷部11的半径的中间位置与凹 陷部11的边缘之间的区域内，W减少电磁波穿透到屏蔽结构内部的泄漏量。
[0032] 上述安装部12的外周沿周向开设有第一安装孔，屏蔽罩2的上端对应设置有第二 安装孔，通过螺钉穿过第一安装孔与第二安装孔将屏蔽盖1连接于屏蔽罩2上。第一安装孔 与第二安装孔的数量和布置方式可W根据具体需要进行设置，可W满足屏蔽盖1与屏蔽罩2 稳定连接均可，优选地，令第一安装孔、第二安装孔分别沿周向均匀分布于安装部12、屏蔽 罩2上。例如，安装部12上沿周向均匀设置有至少四个第一安装孔，屏蔽罩2的上端对应设置 有至少四个第二安装孔。
[0033] 上述屏蔽罩2中设置有安装架4,安装架4将屏蔽罩2分为上容腔和下容腔，上容腔 用于安装管道姿态检测设备，下容腔可W用于放置其他一些电器元件等。
[0034] W上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。运些描述只是为了解释本实 用新型的原理，而不能W任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释， 本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它【具体实施方式】， 运些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，其特征在于，包括圆柱状屏蔽罩(2)和搭接于 所述屏蔽罩(2)上的屏蔽盖（1)，所述屏蔽盖（1)的中部向下凹陷形成凹陷部（11)，位于所述 凹陷部（11)外周的所述屏蔽盖(1)的部分为安装部（12)，安装部（12)用于与所述屏蔽罩(2) 连接。2. 根据权利要求1所述的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，其特征在于，所述屏蔽罩 (2)的厚度为SE，其中，H^H1分别为屏蔽前后磁场中某点的磁场强度，a、b分别为屏蔽罩(2)的内径和外 径，yr为屏蔽罩(2)所采用的材料的相对磁导率。3. 根据权利要求2所述的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，其特征在于，所述凹陷部 (11) 的厚度大于等于所述屏蔽罩(2)的厚度SE。4. 根据权利要求1至3任一所述的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，其特征在于，在所 述凹陷部（11)的圆心以外的位置上开设有通孔，所述通孔上设置有环形容纳腔(3)。5. 根据权利要求4所述的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，其特征在于，所述通孔位于 所述凹陷部（11)的半径的中间位置或位于所述凹陷部（11)的半径的中间位置与所述凹陷 部(11)的边缘之间的区域内。6. 根据权利要求1至3任一所述的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，其特征在于，所述 安装部（12)的外周沿周向开设有第一安装孔，所述屏蔽罩(2)的上端对应设置有第二安装 孔，通过螺钉穿过所述第一安装孔与所述第二安装孔将所述屏蔽盖（1)连接于所述屏蔽罩 (2)上。7. 根据权利要求6所述的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，其特征在于，所述安装部 (12) 上沿周向均匀设置有至少四个第一安装孔，所述屏蔽罩(2)的上端对应设置有至少四 个第二安装孔。8. 根据权利要求1至3任一所述的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，其特征在于，所述 屏蔽罩(2)中设置有安装架(4)，所述安装架(4)将所述屏蔽罩(2)分为上容腔和下容腔，所 述上容腔用于安装管道姿态检测设备。9. 根据权利要求1至3任一所述的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，其特征在于，所述 屏蔽罩(2)和所述屏蔽盖(1)中的至少一者由铁镍基软磁合金材料制成。
【专利摘要】本实用新型公开了一种管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，属于石油化工和天然气管道检测系统结构领域。本实用新型提供的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构，包括圆柱状屏蔽罩和搭接于所述屏蔽罩上的屏蔽盖，所述屏蔽盖的中部向下凹陷形成凹陷部，位于所述凹陷部外周的所述屏蔽盖的部分为安装部，安装部用于与所述屏蔽罩连接。本实用新型提供的管道姿态检测设备用磁屏蔽结构保护屏蔽结构内部的敏感器件在弱磁场环境下能够正常工作，同时，屏蔽盖包括安装部与凹陷部，安装部为较厚的承重结构，保证磁屏蔽结构的稳定性，凹陷部凹陷于安装部，减轻了磁屏蔽结构的重量。
【IPC分类】G01C21/16
【公开号】CN205317214
【申请号】CN201620039173
【发明人】王增国, 唐建华, 黄建虾, 魏晓红, 时兆峰, 倪剑, 王鑫, 李晗, 郑莉, 叶剑, 刘雪源, 王丹丹
【申请人】中海石油(中国)有限公司, 中海油能源发展装备技术有限公司, 北京华航无线电测量研究所, 东北大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月15日