[發(fā)明專利]大型罐式設(shè)備結(jié)構(gòu)變形在線檢測與適用性評估系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011259340.8
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112484655A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李柏松;于佳瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 李柏松;于佳瑋
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01B11/06;G01B11/12;G01B11/24;G01N21/95
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明公開大型罐式設(shè)備結(jié)構(gòu)變形在線檢測與適用性評估系統(tǒng)，包括：爬壁機(jī)器人，所述爬壁機(jī)器人用于在大型罐式設(shè)備上移動；三維定位檢測模塊，所述三維定位檢測模塊用于定位并檢測爬壁機(jī)器人所在位置的大型罐式設(shè)備的表面信息；數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于存儲并處理三維定位檢測模塊傳輸?shù)拇笮凸奘皆O(shè)備的信息。本發(fā)明使用機(jī)器人(以爬壁機(jī)器人為例)近距離對設(shè)備進(jìn)行三維掃描，機(jī)器人上的特殊定位標(biāo)識會被遠(yuǎn)處兩個(gè)及以上掃描站掃描到，解算出此時(shí)機(jī)器人的準(zhǔn)確位姿后，會獲得較為精確的機(jī)載掃描器的位姿，結(jié)合機(jī)載掃描器的數(shù)據(jù)，建立模型，此方法獲得的貼近設(shè)備壁的近距離掃描數(shù)據(jù)精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大型罐式設(shè)備結(jié)構(gòu)變形在線檢測與適用性評估系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

大型工業(yè)設(shè)施能夠有效降低工業(yè)成本，但設(shè)備的大型化也帶來更大的風(fēng)險(xiǎn)。如大型儲罐在服役過程中，由于地質(zhì)條件、外部環(huán)境、運(yùn)行狀況等發(fā)生變化，以及材料和施工質(zhì)量等影響，可能發(fā)生基礎(chǔ)沉降、罐體傾斜、局部變形等結(jié)構(gòu)變形。儲罐結(jié)構(gòu)變形會導(dǎo)致罐體提離、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、局部接連失效、底板或罐壁變形，這些變形不僅破壞了儲罐的結(jié)構(gòu)完整性，還增加了儲罐的破壞風(fēng)險(xiǎn)。由于儲存介質(zhì)的特殊性，儲罐一旦發(fā)生泄漏，會引起火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重事故，造成環(huán)境污染、人員傷亡等惡劣后果。因此對工業(yè)設(shè)備，特別是大型立式儲罐以及鍋爐等的結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行準(zhǔn)確有效的檢測以及適用性評估是十分必要的。

以立式儲罐為例，隨著科技發(fā)展，業(yè)界逐漸出現(xiàn)了三維激光掃描技術(shù)來獲取立式儲罐的全尺寸形體坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對立式儲罐整體幾何變形狀況的在線精確檢測并獲取儲罐結(jié)構(gòu)變形關(guān)鍵指標(biāo)量，通過基于儲罐結(jié)構(gòu)變形關(guān)鍵指標(biāo)量進(jìn)行儲罐結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算和強(qiáng)度評價(jià)，從而對儲罐結(jié)構(gòu)變形的適用性進(jìn)行評價(jià)，可以評估大型立式儲罐的安全狀態(tài)。如現(xiàn)有大型立式儲罐結(jié)構(gòu)變形在線檢測與適用性評估系統(tǒng)及方法(CN201910524676.3)，公開了大型立式儲罐結(jié)構(gòu)變形在線檢測與適用性評估系統(tǒng)及方法，性評估系統(tǒng)包括儲罐結(jié)構(gòu)變形檢測模塊，儲罐幾何結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析模塊和儲罐結(jié)構(gòu)變形適用性評價(jià)模塊；儲罐結(jié)構(gòu)變形檢測模塊包括三維激光掃描單元和數(shù)據(jù)處理單元；儲罐幾何結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析模塊用以對統(tǒng)一坐標(biāo)系下儲罐點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件進(jìn)行三維空間建模，并對儲罐結(jié)構(gòu)變形關(guān)鍵指標(biāo)量分析計(jì)算；儲罐結(jié)構(gòu)變形適用性評價(jià)模塊用于根據(jù)立式儲罐幾何變形指標(biāo)數(shù)據(jù)及安全閾值條件評斷儲罐是否滿足安全運(yùn)行要求。

再有一種用于爬壁機(jī)器人在曲面導(dǎo)航的輔助校準(zhǔn)裝置及方法(CN202010704437.9)，公開了該裝置包括安裝在爬壁機(jī)器人上的激光接收器、調(diào)節(jié)激光形狀大小的激光調(diào)節(jié)器、底部安裝有電磁鐵以利于在金屬容器表面固定的外骨骼、固定在外骨骼上的步進(jìn)電機(jī)和表盤、固定在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上且電連通激光調(diào)節(jié)器的激光筒、通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器控制步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)以及分別為各用電部件供電的電源。

目前采用的方法在檢測效率和精度上都無法得到有效保障，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種大型罐式設(shè)備結(jié)構(gòu)變形在線檢測與適用性評估系統(tǒng)及方法，降低人工成本，降低項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)，提高檢測效率和精度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的大型罐式設(shè)備結(jié)構(gòu)變形在線檢測與適用性評估系統(tǒng)，包括：

爬壁機(jī)器人，所述爬壁機(jī)器人用于在大型罐式設(shè)備上移動；

三維定位檢測模塊，所述三維定位檢測模塊用于定位并檢測爬壁機(jī)器人所在位置的大型罐式設(shè)備的表面信息；

數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于存儲并處理三維定位檢測模塊傳輸?shù)拇笮凸奘皆O(shè)備的信息。

作為改進(jìn)，所述三維定位檢測模塊包括三維掃描單元、無損檢測單元和定位單元；

所述三維掃描單元用于掃描爬壁機(jī)器人所在位置處罐體的表面，并將獲取的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；

所述無損檢測單元用于檢測爬壁機(jī)器人所在位置處罐壁的缺陷，并將獲取的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；