监测装置、清管器的定位方法和定位系统及存储介质
阅读说明：本技术 监测装置、清管器的定位方法和定位系统及存储介质 (Monitoring device, positioning method and positioning system of pipe cleaner and storage medium ) 是由 赵连玉 赵吉诗 王子缘 陈婷 李燕 古纪莹 曾玥 黄世键 于 2020-12-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种监测装置、清管器的定位方法和定位系统及存储介质。其中,监测装置,安装在管道上,监测装置用于监测管道内携带有磁性件的清管器,监测装置包括：信号采集模块,用于获取来自磁性件的磁信号并根据磁信号生成电压信号；通信模块,用于与终端设备通信；控制模块,分别连接至信号采集模块和通信模块,控制模块用于获取来自信号采集模块的电压信号,并将电压信号转换为数字信号,控制模块还用于将数字信号通过通信模块发送至终端设备,以使终端设备显示清管器的运行情况。通过该安装在管道上的监测装置,用户无需使用信号接收装置在管道沿线等候,就能监测清管器的顺利通过,从而简单、方便地监测定位清管器。(The invention discloses a monitoring device, a positioning method and a positioning system of a pipe cleaner and a storage medium. Wherein, monitoring devices installs on the pipeline, and monitoring devices is used for monitoring the interior dredging pipe ware that has the magnetic part of carrying of pipeline, and monitoring devices includes: the signal acquisition module is used for acquiring a magnetic signal from the magnetic part and generating a voltage signal according to the magnetic signal; the communication module is used for communicating with the terminal equipment; the control module is connected to the signal acquisition module and the communication module respectively, is used for acquiring the voltage signal from the signal acquisition module and converting the voltage signal into a digital signal, and is also used for transmitting the digital signal to the terminal equipment through the communication module so that the terminal equipment displays the running condition of the pipe cleaner. Through this monitoring devices who installs on the pipeline, the user need not to use signal receiver to wait along the pipeline, just can monitor passing through smoothly of dredging pipe ware to monitor location dredging pipe ware simply, conveniently.)
技术领域
本发明涉及管道清洁领域，特别涉及一种监测装置、清管器的定位方法、清管器的定位系统、控制模块及计算机可读存储介质。
背景技术
长输管道是国内外石油、天然气、成品油等介质运输的主要方式之一,但是由于油气等介质内部含有杂质，管道内容易积累泥沙、铁锈、沉积水等，因此需对管道定期进行清管作业。然而，清管器、检测器等装置是机械装置，在管道内运行过程中，若遇到较大的变形缺陷，如凹坑、椭圆变形、褶皱等，容易造成卡堵，影响介质的正常输送，甚至造成局部压力过高，引发管道安全事故，因此必须对清管器、检测器等装置进行跟踪及定位。
传统的输油气管道内的清管器、检测器跟踪定位方法是依靠人员携带检测器信号接收装置，在清管、检测作业前，在管道沿线各点等候，信号接收装置收到信号，则证明清管器、检测器顺利通过该点。但是，这种方法受天气状况影响大，而且需要动用大量的人力物力，给清管、检测作业带来极大的不便。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种监测装置、清管器的定位方法、清管器的定位系统、控制模块及计算机可读存储介质，能够简单、方便地监测定位清管器。
第一方面，本发明实施例提供了一种监测装置,安装在管道上，所述监测装置用于监测所述管道内携带有磁性件的清管器，包括：信号采集模块，用于获取来自所述磁性件的磁信号并根据所述磁信号生成电压信号；通信模块，用于与终端设备通信；控制模块，分别连接至所述信号采集模块和所述通信模块，所述控制模块用于获取来自所述信号采集模块的所述电压信号，并将所述电压信号转换为数字信号，所述控制模块还用于将所述数字信号通过所述通信模块发送至所述终端设备，以使所述终端设备显示所述清管器的运行情况。
根据本发明第一方面实施例的监测装置，至少具有如下有益效果：
使用该监测装置时，当带有磁性件的清管器经过管道上监测装置安装的对应位置，信号采集模块会获取来自该磁性件的磁信号，并根据该磁信号生成电压信号，然后控制模块再将该电压信号转换成数字信号，并将该数字信号通过通信模块发送至终端设备，以使终端设备显示该清管器的运行情况。通过该安装在管道上的监测装置，用户无需使用信号接收装置在管道沿线等候，就能监测清管器的顺利通过，从而简单、方便地监测定位清管器。
根据本发明第一方面的一些实施例，所述信号采集模块包括传感器和信号采集电路，所述传感器、所述信号采集电路和所述控制模块依次连接，所述传感器用于获取所述磁信号并发送至所述信号采集电路，所述信号采集电路根据所述磁信号输出所述电压信号至所述控制模块。
根据本发明第一方面的一些实施例，所述控制模块包括滤波电路和模数转换电路，所述信号采集模块、所述滤波电路和所述模数转换电路依次连接，所述滤波电路用于对所述电压信号进行滤波处理并发送至所述模数转换电路，所述模数转换电路用于将滤波处理后的所述电压信号转换为所述数字信号。
根据本发明第一方面的一些实施例，所述监测装置安装在所述管道的测试桩或标志桩上。
第二方面，本发明实施例提供了一种清管器的定位系统,所述定位系统包括清管器、终端设备和实现第一方面任意一项实施例所述的监测装置，所述清管器携带有磁性件，所述终端设备与所述通信模块通信。
根据本发明第二方面实施例的清管器的定位系统，至少具有如下有益效果：
使用该定位系统时，当携带有磁性件的清管器在管道内经过安装在管道上的监测装置，监控装置的信号采集模块会获取来自该磁性件的磁信号，并根据该磁信号生成电压信号，然后控制模块再将该电压信号转换成数字信号，并将该数字信号通过通信模块发送至终端设备，以使终端设备显示该清管器的运行情况。通过该定位系统，用户可以简单、方便地监测定位清管器，从而提高管道清管作业的安全性。
第三方面，本发明实施例提供了一种清管器的定位方法，应用于监测装置中的控制模块，所述监测装置安装在管道上并用于监测所述管道内携带有磁性件的所述清管器，所述监测装置还包括：信号采集模块，连接至所述控制模块，所述信号采集模块用于获取来自所述磁性件的磁信号；通信模块，连接至所述控制模块，所述通信模块用于与终端设备通信；
所述定位方法包括：
获取来自所述信号采集模块的电压信号，其中，所述电压信号由所述信号采集模块根据所述磁性件的所述磁信号得到；
将所述电压信号转换为数字信号；
将所述数字信号通过所述通信模块发送至所述终端设备，以使所述终端设备显示所述清管器的运行情况。
根据本发明第三方面实施例的清管器的定位方法，至少具有如下有益效果：
使用该清管器的定位方法时，控制模块控制信号采集模块采集管道内携带有磁性件的清管器的磁信号并根据该磁信号生成电压信号，然后控制模块将该电压信号转换成数字信号，并通过通信模块将该数字信号发送至终端，以使终端设备显示清管器的运行情况。通过该方法，用户可以简单、方便地监测定位清管器，从而提高管道作业的安全性。
根据本发明第三方面的一些实施例，所述信号采集模块包括传感器和信号采集电路，所述传感器、所述信号采集电路和所述控制模块依次连接，所述电压信号由所述传感器获取来自所述磁性件的所述磁信号之后，并通过所述信号采集电路生成得到。
根据本发明第三方面的一些实施例，所述将所述电压信号转换为数字信号，包括：
对所述电压信号进行滤波处理，以得到滤波处理后的所述电压信号；
将滤波处理后的所述电压信号转换为所述数字信号。
第四方面，本发明实施例提供了一种控制模块，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第三方面实施例所述的清管器的定位方法。
运行该控制模块时，处理器控制信号采集模块采集管道内携带有磁性件的清管器的磁信号并根据该磁信号生成电压信号，然后处理器将该电压信号转换成数字信号，并通过通信模块将该数字信号发送至终端，以使终端设备显示清管器的运行情况。通过运行该控制模块，用户可以简单、方便地监测定位清管器。
第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上第三方面实施例所述的清管器的定位方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的清管器的结构示意图；
图2为本发明实施例的监测装置的结构示意图；
图3为发明实施例的监测装置的监测流程图；
图4为本发明实施例的清管器的定位方法的流程图；
图5为图4中步骤S200的具体流程图。
附图标记：
清管器100；信号采集模块200；通信模块300；控制模块400；供电模块500；管道600；管道桩700；
驱动皮碗110；磁性件120。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
第一方面，本发明实施例提供了一种监测装置。
参照图1和图2，该监测装置安装在管道600上并用于监测管道600内携带有磁性件120的清管器100，该监测装置包括但不限于有信号采集模块200、通信模块300和控制模块400。
具体地，信号采集模块200用于获取来自磁性件120的磁信号并根据磁信号生成电压信号；通信模块300用于与终端设备通信；控制模块400分别连接至信号采集模块200和通信模块300，控制模块400用于获取来自信号采集模块200的电压信号，并将电压信号转换为数字信号，控制模块400还用于将数字信号通过通信模块300发送至终端设备，以使终端设备显示清管器100的运行情况。
使用该监测装置时，当带有磁性件120的清管器100经过管道600上监测装置安装的对应位置，信号采集模块200会获取来自该磁性件120的磁信号，并根据该磁信号生成电压信号，然后控制模块400再将该电压信号转换成数字信号，并将该数字信号通过通信模块300发送至终端设备，以使终端设备显示该清管器100的运行情况。通过该安装在管道600上的监测装置，用户无需使用信号接收装置在管道600沿线等候，就能监测清管器100的顺利通过，从而简单、方便地监测定位清管器100。
需要说明的是，该监测装置可以分为地上部分和地下部分。使用该监测装置时，将信号采集模块200安装在管道600上，即地下部分，将通信模块300和控制模块400设置在管道桩700上，即地上部分。可以理解的是，用户可以将信号采集模块200固定安装在管道600上，也可以将信号采集模块200可拆卸安装在管道600上，以便于信号采集模块200的更换。另外，该监测装置的供电模块500可以采用大容量电池、太阳能电池板等电源装置。当采用太阳能电池板，能够减少用户对监测装置的维护，提高使用便利性。
可以理解的是，信号采集模块200包括但不限于有传感器和信号采集电路，其中，传感器、信号采集电路和控制模块400依次连接，传感器能够获取磁信号并发送至信号采集电路，接着信号采集电路能够根据磁信号输出电压信号至控制模块400。使用该监测装置时，当携带磁性件120的清管器100经过信号采集模块200，传感器会获取到磁信号，然后将该磁信号转换成电压信号，并通过信号采集电路输出该电压信号至控制模块400。需要说明的是，该传感器可以为霍尔传感器，也可以为磁电式传感器。
可以理解的是，控制模块400包括但不限于有滤波电路和模数转换电路，其中，信号采集模块200、滤波电路和模数转换电路依次连接，滤波电路能够对电压信号进行滤波处理并发送至模数转换电路，接着模数转换电路能够将滤波处理后的电压信号转换为数字信号。使用该监测装置时，信号采集模块200将电压信号发送至控制模块400，然后控制模块400中的滤波电路对该电压信号进行滤波、模数转换电路再将该滤波后的电压信号转换成数字信号。
可以理解的是，监测装置安装在管道600的测试桩或标志桩上。由于目前管道600上的标志桩、测试桩齐全，而且标志桩一般沿管道600全线间隔100米分布，测试桩间隔1～2km分布，因此，将监测装置安装在这些管道桩700，即测试桩或标志桩上，能够方便、容易地进行安装，而且可以同测试桩或标志桩上的其他装置一起进行维护，减轻工作负担，降低人工成本。并且，这些管道桩700的间隔分布能够及时、方便地对清管作业中的移动的清管器100进行定位和监控。
基于上述第一方面实施例的监测装置，提出本发明第二方面各个实施例的清管器的定位系统。
本发明第二方面实施例提供了一种清管器的定位系统，包括但不限于有清管器100、终端设备和上述第一方面任意一项实施例的监测装置，其中，清管器100携带有磁性件120，终端设备与通信模块300通信。
参照图3，使用该定位系统时，当携带有磁性件120的清管器100在管道600内经过安装在管道600上的监测装置，监控装置的信号采集模块200会获取来自该磁性件120的磁信号，并根据该磁信号生成电压信号，然后控制模块400再将该电压信号转换成数字信号，并将该数字信号通过通信模块300发送至终端设备，以使终端设备显示该清管器100的运行情况。通过该定位系统，用户可以简单、方便地监测定位清管器100，从而提高管道600清管作业的安全性。
由于本发明第二方面实施例的清管器的定位系统包括有上述第一方面任一实施例的监测装置，因此，本发明第二方面实施例的清管器的定位系统的具体实施方式和技术效果，可参照上述第一方面任一实施例的监测装置的具体实施方式和技术效果。
需要说明的是，该清管器100上的磁性件120可以为永磁体，也可以为电磁体，另外，该磁性件120可以为天然磁铁，也可以为人造磁体。当使用永磁铁为磁性件120时，磁性能较长时间保持稳定，从而减少磁性件120的更换频率，降低生产成本。
需要说明的是，清管器100可以包括驱动皮碗110，磁性件120设置在驱动皮碗110上。将磁性件120永磁铁设置在清管器100的驱动皮碗110上，能够产生磁信号的同时不对清管器100的运行造成阻碍。永磁铁尺寸较小，安装简易方便，这样的设置可以简单、方便地使得清管器100产生磁信号。
基于上述第一方面实施例的监测装置和第二方面实施例的清管器的定位系统，提出本发明第三方面各个实施例的清管器的定位方法。
参照图4，本发明第三方面实施例的清管器的定位方法，应用于监测装置中的控制模块，监测装置安装在管道上并用于监测管道内携带有磁性件的清管器，其中，监测装置还包括：信号采集模块，连接至控制模块，信号采集模块用于获取来自磁性件的磁信号；通信模块，连接至控制模块，用于与终端设备通信；该定位方法包括但不限于步骤S100、步骤S200和步骤S300。
步骤S100：获取来自信号采集模块的电压信号，其中，电压信号由信号采集模块根据磁性件的磁信号得到。
步骤S200：将电压信号转换为数字信号。
步骤S300：将数字信号通过通信模块发送至终端设备，以使终端设备显示清管器的运行情况。
通过步骤S100、步骤S200和步骤S300，控制模块控制信号采集模块采集管道内携带有磁性件的清管器的磁信号并根据该磁信号生成电压信号，然后控制模块将该电压信号转换成数字信号，并通过通信模块将该数字信号发送至终端，以使终端设备显示清管器的运行情况，从而帮助用户执行清管作业的相应操作。通过该方法，用户可以简单、方便地监测定位清管器，从而提高管道作业的安全性。
由于本发明第三方面实施例的清管器的定位方法应用于上述第二方面任一实施例的清管器的定位系统，因此，本发明第三方面实施例的清管器的定位方法的具体实施方式和技术效果，可参照上述第二方面任一实施例的清管器的定位系统的具体实施方式和技术效果。
需要说明的是，信号采集模块包括传感器和信号采集电路，传感器、信号采集电路和控制模块依次连接，电压信号由传感器获取来自磁性件的磁信号之后，并通过信号采集电路生成得到。
参照图5，图5是图4中步骤S200的具体流程图，关于步骤S200，具体可以包括但不限于以下步骤S210和步骤S220。
步骤S210：对电压信号进行滤波处理，以得到滤波处理后的电压信号。
步骤S220：将滤波处理后的电压信号转换为数字信号。
通过步骤S210和步骤S220，控制模块对来自信号采集模块的电压信号进行滤波处理，然后再将滤波后的电压信号转换为数字信号，并将该数字信号发送至通信模块，然后通信模块再将该数字信号发送至终端设备，使得终端设备显示清管器的运行情况。
基于上述第三方面实施例的清管器的定位方法，提出本发明第四方面各个实施例的控制模块和第五方面各个实施例的计算机可读存储介质。
本发明的第四方面实施例提供一种控制模块400，包括至少一个处理器和用于与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如本发明第三方面实施例的清管器的定位方法，例如，执行以上描述的图4中的方法步骤S100至S300、图5中的方法步骤S210至S220。
运行该控制模块400时，处理器控制信号采集模块200采集管道600内携带有磁性件120的清管器100的磁信号并根据该磁信号生成电压信号，然后处理器将该电压信号转换成数字信号，并通过通信模块300将该数字信号发送至终端，以使终端设备显示清管器100的运行情况。通过运行该控制模块400，用户可以简单、方便地监测定位清管器100。
第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于使计算机执行如上述第三方面任意一项实施例的清管器的定位方法。监测装置的控制器或处理器执行以上描述的方法步骤S100至S300和方法步骤S210至S220。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下，作出各种变化。
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