[發明專利]一種柔性智能管道缺陷檢測裝置

在審

• 申請號: 202011168171.7
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112229900A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 沈常宇;張智超;陳宏晨;陳瀟曼
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83;F16L55/32;F16L55/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種柔性智能管道缺陷檢測裝置，由驅動機器人、系統控制器、電源、多信號采集器、數據處理器、位置追蹤器、連接結構、紅外距離傳感器及設備外圍結構組成。電源負責給各個結構供電，由驅動機器人牽引整個管道缺陷檢測裝置前進，多信號采集器采集信號，將數據數字化并存入數據處理器，數據處理器中的數據融合中心通過數據融合算法得到一個補償的缺陷信號，進而通過卡爾曼濾波、自適應加權平均或主成分分析實現融合，得到更精確的缺陷的深度、寬度、長度等信息。位置追蹤器用于實時跟蹤記錄缺陷位置。該發明具有測量精度高、體型小、可以實現智能化檢測、對復雜管道適應力強等優點。

技術領域

本發明屬于無損檢測領域，具體涉及一種柔性智能管道缺陷檢測裝置。

背景技術

隨著油氣管道使用年限的增加，老化現象日益嚴重，再加上埋地管道所處的環境非常惡劣、地形極其復雜以及人為破壞、施工缺陷和腐蝕等影響，管道泄漏事故頻繁發生，不僅帶來油、氣等泄漏損失，還會因維修帶來資源浪費，停工停產造成經濟損失，而且會對環境造成很大的污染。因此對缺陷的及時檢測十分必要，其檢測結果是管道檢修的重要依據。漏磁檢測是目前比較高效的一種油氣管道檢測方法，工作在油氣管道內部的漏磁傳感器采集漏磁數據，并對這些信息進行處理分析來確定管道的缺陷、腐蝕等情況。

由于管道內傳感器較多，采集的數據量很大，所以需要一個用來自動處理、分析檢測數據，評估量化管道缺陷，顯示檢測結果的智能化裝置，智能化管道檢測器不僅可以自動分析漏磁數據，而且可以將漏磁數據以圖形化的形式展現給檢測人員，檢測人員可以直觀地查看漏磁數據的變化，快速準確地評估、定位管道缺陷。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種以漏磁檢測為理論核心的柔性智能管道缺陷檢測裝置，將該裝置放入管道中，在系統控制器的控制下自動前進采集管道壁數據并記錄位置，經過數據處理得到補償信號，從而更精確地表征管道壁的缺陷特征。

本發明通過以下技術方案實現：一種柔性智能管道缺陷檢測裝置由驅動機器人、系統控制器、電源模塊、多傳感器模塊、數據處理器、位置追蹤器、連接結構組成；其特征在于：驅動機器人、系統控制器、電源模塊、多傳感器模塊、數據處理器、位置追蹤器之間均采用連接結構進行連接；電源模塊為其他模塊供電；位置追蹤器用于實時跟蹤記錄缺陷位置；所述的多傳感器模塊是多個能檢測磁通量變化的霍爾傳感器組，由、漏磁軸向傳感器、漏磁周向傳感器、溫度傳感器、速度傳感器、管道壓力傳感器和磁化裝置組成；驅動機器人位于整個裝置的前方，紅外距離傳感器用于檢測管道的環境數據、距離數據提交給系統控制器，輔助系統控制器控制驅動機器人牽引整個裝置前進，多傳感器模塊采集多種信號，將數據數字化并存入數據處理器，數據處理器通過數據融合算法得到一個補償的缺陷信號，進而通過分析得到更精確的缺陷深度、寬度、長度、形狀等信息。

所述連接結構是已經封裝好的連接各個模塊，用來傳輸數據、進行控制的導線。

本發明的工作原理是：當該裝置在管道中進行檢測時，磁化裝置產生標準磁場，此時鐵磁性管道被磁化，當管道沒有缺陷時，磁場線均勻分布與管道中，泄漏的磁通量約為零。當管道存在損傷時，缺陷部分磁導率很小，磁阻很大，使磁路中的磁通發生畸變，部分磁通泄漏，形成漏磁場，通過對漏磁信號的采集及信號處理，就可以從漏磁的優化信號中得到缺陷的相關特征信息。

本發明的有益效果是：通過對裝置中驅動機器人的設計可以實現全自動管道缺陷檢測。當導電材料在磁場中快速運動時，導體內部電流會產生運動感應電流，從而形成磁場造成干擾，且不同的溫度、壓力條件下也會有所影響。設計了一種多傳感器數據融合技術，有效的對采集到的缺陷信號進行了補償，得到了更精確的漏磁場信號，再通過神經網絡對補償后的缺陷信號進行分析，得到了更為精確的缺陷特征信息及三維輪廓模型。

附圖說明

圖1是一種柔性智能管道缺陷檢測裝置的裝置圖。

圖2是一種柔性智能管道缺陷檢測裝置的信號處理示意圖。