[發明專利]應用于堵塞壓力流體管件內部的缺陷測量定位系統和方法

有效

• 申請號: 201810090459.3
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108267454B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 徐紅偉;蘇展
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01V3/12;F17D5/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種應用于堵塞壓力流體管件內部的缺陷測量定位方法，其特征在于：

方法采用一種應用于堵塞壓力流體管件內部的缺陷測量定位系統，系統包括球形裝置(3)和車載低頻信號接收裝置(2)，車載低頻信號接收裝置(2)置于搜尋車的底部，球形裝置(3)在壓力流體管件(4)中；球形裝置(3)包括兩個半球球殼(15)以及安裝在兩個半球球殼(15)內的圓形板(13)和探測組件；兩個半球球殼(15)通過組成完整球體外殼，圓形板(13)置于完整球體外殼內部，圓形板(13)的兩端面設有兩個對稱布置的探測組件；探測組件包括從圓形板(13)中心向外依次布置的360度球形全景攝像機(10)、信號發射線圈(11)和光源支架(12)，360度球形全景攝像機(10)固定在圓形板(13)中心，360度球形全景攝像機(10)周圍的圓形板(13)上固定有環形的信號發射線圈(11)，信號發射線圈(11)周圍的圓形板(13)上固定有光源支架(12)，光源支架(12)上安裝有照明光源；

方法步驟如下：

1)球形裝置(3)在壓力流體管件內部沿壓力流體管件(4)運動，并在壓力流體管件的堵塞處被阻擋停止；球形裝置(3)發出低頻電磁波，搜尋車在壓力流體管件外部沿壓力流體管件(4)移動搜尋，由搜尋車底部的車載低頻信號接收裝置(2)實時檢測低頻電磁波，車載低頻信號接收裝置(2)連接到車載定位上位機(1)；當車載低頻信號接收裝置(2)檢測到低頻電磁波后，由車載定位上位機(1)對低頻電磁波進行處理獲得球形裝置(3)所在的壓力流體管件的堵塞位置；

所述步驟1)中，車載定位上位機(1)將四個信號接收傳感器接收到的低頻電磁波信號采用以下公式聯立計算獲得球形裝置(3)相對于傳感器組中心點的三軸位置坐標x、y、z：

其中，b表示車載低頻信號接收裝置(2)中的處理電路模塊的放大倍數，x、y、z分別表示球形裝置(3)相對于傳感器組中心點的三軸位置坐標，具體實施中坐標系是以傳感器組中心點為原點建立的三維坐標系；(x₀,y₀),(x₁,y₁),(x₂,y₂),(x₃,y₃)是四個信號接收傳感器中心點的位置坐標，B₀、B₁、B₂、B₃分別表示四個信號接收傳感器在接收低頻電磁波時刻所處位置的電磁場強度；I是球形裝置(3)中信號發射線圈(11)的電流，n是信號發射線圈(11)單位長度上線圈的匝數比，R是信號發射線圈(11)的半徑，μ₀是在信號發射線圈(11)在壓力流體管件內發射信號的磁導率，l是信號發射線圈(11)的一半長度；

2)在堵塞位置取出球形裝置(3)，然后將球形裝置(3)連接到車載定位上位機(1)，車載定位上位機(1)獲取球形裝置(3)所檢測到的視頻數據和方位數據進行處理獲得缺陷位置。

2.根據權利要求1所述的一種應用于堵塞壓力流體管件內部的缺陷測量定位方法，其特征在于：所述步驟1)中，搜尋車沿壓力流體管件(4)前進，在接近球形裝置的過程中，車載低頻信號接收裝置(2)上由四個信號接收傳感器組成的傳感器組接收到球形裝置(3)發射的低頻電磁波，然后低頻電磁波經由車載低頻信號接收裝置(2)的處理電路模塊處理后輸入到車載定位上位機(1)。

3.根據權利要求1所述的一種應用于堵塞壓力流體管件內部的缺陷測量定位方法，其特征在于：所述的步驟2)中，視頻數據和方位數據分別由360度球形全景攝像機(10)和內定位電路模塊的陀螺儀采集獲得，將視頻數據和方位數據輸入到車載定位上位機(1)處理，車載定位上位機(1)針對視頻數據中的每幀圖像進行缺陷識別提取出具有管件內壁缺陷的各幀缺陷圖像，再根據方位數據進行計算處理獲得缺陷圖像對應的球形裝置(3)的位置坐標，作為缺陷位置。