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一种用于管内壁的损伤监测方法及装置

申请号 CN202311822188.3 申请日 2023-12-27 公开(公告)号 CN117740951A 公开(公告)日 2024-03-22
申请人 北京西管安通检测技术有限责任公司; 发明人 冯浩; 张宴昭; 陈星星; 罗海东; 周阳; 林辉;
摘要 一种用于 钢 管内壁的损伤监测方法及装置,涉及钢管内壁监测技术领域。在该方法中,应用于第一探伤 机器人 ,第一探伤机器人位于待探测管道的第一末端,第一探伤机器人与第二探伤机器人通信连接,第二探伤机器人位于待探测管道的第二末端,方法包括:采集无线 信号 ;对无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤 位置 ;根据损伤位置,移动至损伤区域;对损伤区域依次进行渗透液喷洒、清理液喷洒以及 显像剂 喷洒、喷洒完成后获取损伤区域的目标影像;对目标影像进行识别,确定探伤区域包含 缺陷 口的信息。实施本 申请 提供的技术方案,提升对管道的 无损检测 效率和准确性,减少人工干预导致检测结果不准确的情况出现。
权利要求

1.一种用于管内壁的损伤监测方法,其特征在于,应用于第一探伤机器人,所述第一探伤机器人位于待探测管道的第一末端,所述第一探伤机器人与第二探伤机器人通信连接,所述第二探伤机器人位于所述待探测管道的第二末端,所述方法包括:
采集无线信号,所述无线信号由所述第二探伤机器人发送,经由所述待探测管道传输至所述第一探伤机器人处;
对所述无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤位置
根据所述损伤位置,移动至所述损伤区域;
对所述损伤区域依次进行渗透液喷洒、清理液喷洒以及显像剂喷洒、喷洒完成后获取所述损伤区域的目标影像;
对所述目标影像进行识别,确定所述探伤区域包含缺陷口的信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述对所述无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤位置之前,所述方法还包括:
对所述无线信号进行预处理,得到处理信号;
对所述处理信号进行分解提取,得到频域信号;
确定所述频域信号的频率值;
判断所述频率值是否大于或等于预设频率阈值
若所述频率值大于或等于所述预设频率阈值,则初步确定所述待探测管道存在所述缺陷口。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤位置;具体包括:
确定第一时间数据,所述第一时间数据包括采集所述无线信号的时间;
获取所述第二探伤机器人发送的第二时间数据,所述第二时间数据包括所述第二探伤机器人采集到所述无线信号的时间;
根据所述第一时间数据和所述第二时间数据,确定时间差;
根据所述时间差,计算所述损伤区域距离所述第一末端的长度距离;
根据所述长度距离,确定所述损伤位置。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述损伤区域依次进行渗透液喷洒、清理液喷洒以及显像剂喷洒、喷洒完成后获取损伤区域的目标影像;具体包括:
获取目标位置,所述目标位置为所述第一探伤机器人在所述待探测管道的位置;
判断所述目标位置是否位于所述损伤区域内;
若所述目标位置位于所述损伤区域内,则确认从所述目标位置对所述待探测管道进行所述渗透液喷洒,以得到第一喷洒区域。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述若所述目标位置位于所述损伤区域内,则确认从所述目标位置对所述待探测管道进行所述渗透液喷洒,以得到第一喷洒区域之后,所述方法还包括:
获取所述第一喷洒区域,所述第一喷洒区域为已进行所述渗透液喷洒的区域;
对所述第一喷洒区域进行清清洗表面渗透液,得到第二喷洒区域,所述清水清洗表面渗透液为所述清理液喷洒。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述对所述第一喷洒区域进行清水清洗表面渗透液,得到第二喷洒区域,具体包括;
获取所述第二喷洒区域,所述第二喷洒区域为已进行所述清理液喷洒的区域;
对所述第二喷洒区域进行所述显像剂喷洒,所述显像剂喷洒用于将所述待探测管道对应的损伤位置进行显示;
确认对所述待探测管道进行喷洒完成后,获取目标摄像头拍摄的管道图像,所述管道图像为所述目标影像。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述目标影像进行识别,确定所述探伤区域包含缺陷口的信息,具体包括:
对所述目标影像进行预处理,得到处理后的目标影像;
获取第一管道特征,所述第一管道特征为对所述处理后的目标影像任意一个区域进行特征提取得到;
判断所述第一管道特征与第二管道特征是否相同;
若所述第一管道特征与所述第二管道特征不相同,则确认所述第一管道特征对应的区域存在所述缺陷口。
8.一种用于钢管内壁的损伤监测装置,其特征在于,所述装置为第一探伤机器人,所述第一探伤机器人包括获取单元(201)、处理单元(202)以及确认单元(203);
所述第一探伤机器人位于待探测管道的第一末端,所述第一探伤机器人与第二探伤机器人通信连接,所述第二探伤机器人位于所述待探测管道的第二末端;
所述获取单元(201),采集无线信号,所述无线信号由所述第二探伤机器人发送,经由所述待探测管道传输至所述第一探伤机器人处;
所述处理单元(202),对所述无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤位置;根据所述损伤位置,移动至所述损伤区域;对所述损伤区域依次进行渗透液喷洒、清理液喷洒以及显像剂喷洒、喷洒完成后获取所述损伤区域的目标影像;
所述确认单元(203),对所述目标影像进行识别,确定所述探伤区域包含缺陷口的信息。
9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器(301)、存储器(305)、用户接口(303)及网络接口(304),所述存储器(305)用于存储指令,所述用户接口(303)和所述网络接口(304)用于与其他设备通信,所述处理器(301)用于执行所述存储器(305)中存储的指令,以使所述电子设备(300)执行如权利要求1‑7任意一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有指令,当所述指令被执行时,执行如权利要求1‑7任意一项所述的方法。

说明书全文

一种用于管内壁的损伤监测方法及装置

技术领域

[0001] 本申请涉及钢管内壁监测技术领域,具体涉及一种用于钢管内壁的损伤监测方法及装置。

背景技术

[0002] 许多工业场所都会使用到小管径钢管,小口径钢管在工业中被广泛用于油井内和油井外的管道系统,具有抗压、耐腐蚀和耐高温等特性。
[0003] 然而,由于小管径钢管是用于输送液体或气体的重要性,小管径钢管的安全性至关重要;为了避免潜在险,无损探伤技术被用于及早发现并评估钢管内壁的裂纹、腐蚀和变形缺陷。目前,可选用目视检测方法,通过将内窥镜或目镜插入钢管内,直接观察钢管内壁的表面状况。但目视检测方法依赖于人工观察,无法准确检测微小损伤,导致检测结果不准确且难以及时发现损伤,从而增加安全事故的风险。
[0004] 因此,亟需可解决上述技术问题的一种用于钢管内壁的损伤监测方法及装置。发明内容
[0005] 本申请提供了一种用于钢管内壁的损伤监测方法及装置,该方法通过第一探伤机器人和第二探伤机器人对待检测管道进行无损检测,提升对管道进行无损检测的效率和准确性,减少人工干预导致检测结果不准确的情况出现。
[0006] 第一方面,本申请提供了一种用于钢管内壁的损伤监测方法,应用于第一探伤机器人,第一探伤机器人位于待探测管道的第一末端,第一探伤机器人与第二探伤机器人通信连接,第二探伤机器人位于待探测管道的第二末端,方法包括:采集无线信号,无线信号由第二探伤机器人发送,经由待探测管道传输至第一探伤机器人处;对无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤位置;根据损伤位置,移动至损伤区域;对损伤区域依次进行渗透液喷洒、清理液喷洒以及显像剂喷洒、喷洒完成后获取损伤区域的目标影像;对目标影像进行识别,确定探伤区域包含缺陷口的信息。
[0007] 通过采用上述技术方案,第二探伤机器人发送无线信号,并经过待检测管道传输至第一探伤机器人处,第一探伤机器人对采集的无线信号进行分析处理,确定损伤区域的损伤位置,第一探伤机器人根据损伤位置移动到损伤区域,再进行一系列喷洒操作以得到目标影像,再对目标影像进行识别处理,可确定损伤区域包含缺陷口的信息,无损检测由第一探伤机器人获取,大大减少了人工操作导致不准确情况的发生。
[0008] 可选的,在对无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤位置之前,方法还包括:对无线信号进行预处理,得到处理信号;对处理信号进行分解提取,得到频域信号;确定频域信号的频率值;判断频率值是否大于或等于预设频率阈值;若频率值大于或等于预设频率阈值,则初步确定待探测管道存在缺陷口。
[0009] 通过采用上述技术方案,对无线信号进行处理和分解提取,可识别待探测管道内壁的缺陷区域,通过判断频率值是否大于或等于预设频率阈值,可初步确定待探测管道是否存在缺陷口,减少人工操作的不准确性,提高了对待探测管道的检测效率。
[0010] 可选的,对无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤位置;具体包括:确定第一时间数据,第一时间数据包括采集无线信号的时间;获取第二探伤机器人发送的第二时间数据,第二时间数据包括第二探伤机器人采集到无线信号的时间;根据第一时间数据和第二时间数据,确定时间差;根据时间差,计算损伤区域距离第一末端的长度距离;根据长度距离,确定损伤位置。
[0011] 通过采用上述技术方案,获取第一时间数据和第二时间数据,可快速获取无线信号的采集时间,并根据第一时间数据和第二时间数据确定时间差,再通过时间差计算长度距离,根据损伤区域到第一末端之间的长度距离,进而定位损伤位置,为后续根据损伤位置对管道进行检测和维修。
[0012] 可选的,对损伤区域依次进行渗透液喷洒、清理液喷洒以及显像剂喷洒、喷洒完成后获取损伤区域的目标影像;具体包括:获取目标位置,目标位置为第一探伤机器人在待探测管道的位置;判断目标位置是否位于损伤区域内;若目标位置位于损伤区域内,则确认从目标位置对待探测管道进行渗透液喷洒,以得到第一喷洒区域。
[0013] 通过采用上述技术方案,获取第一探伤机器人在管道中的位置,即目标位置,确定第一探伤机器人已移动至损伤区域,再对目标位置喷洒渗透液,以得到第一喷洒区域,通过第一探伤机器人自动化对管道损伤区域进行喷洒,避免需对整个待探测管道进行喷洒,减少资源浪费。
[0014] 可选的,在若目标位置位于损伤区域内,则确认从目标位置对待探测管道进行渗透液喷洒,以得到第一喷洒区域之后,方法还包括:获取第一喷洒区域,第一喷洒区域为已进行渗透液喷洒的区域;对第一喷洒区域进行清清洗表面渗透液,得到第二喷洒区域,清水清洗表面渗透液为清理液喷洒。
[0015] 通过采用上述技术方案,对第一喷洒区域进行清水清洗表面渗透液,可消除第一喷洒区域的渗透液残留物,以得到第二喷洒区域,通过清洗管道表面渗透液可去除损伤区域的液体痕迹,减少误判,有助于后续确定损伤位置。
[0016] 可选的,对第一喷洒区域进行清水清洗表面渗透液,得到第二喷洒区域,具体包括;获取第二喷洒区域,第二喷洒区域为已进行清理液喷洒的区域;对第二喷洒区域进行显像剂喷洒,显像剂喷洒用于将待探测管道对应的损伤位置进行显示;确认对待探测管道进行喷洒完成后,获取目标摄像头拍摄的管道图像,管道图像为目标影像。
[0017] 通过采用上述技术方案,对第二喷洒区域进行显像剂喷洒,可将待探测管道上的损伤位置显示出来,根据显像剂的使用,可准确定位管道上的损伤位置,以方便后续对损伤位置进行修复,再获取目标摄像头拍摄的管道图像,以得到目标影像,目标影像可提供管道的实际情况和损伤位置的详细视觉信息,有助于后续根据目标影像制定合理的维修方案。
[0018] 可选的,对目标影像进行识别,确定探伤区域包含缺陷口的信息,具体包括:对目标影像进行预处理,得到处理后的目标影像;获取第一管道特征,第一管道特征为对处理后的目标影像任意一个区域进行特征提取得到;判断第一管道特征与第二管道特征是否相同;若第一管道特征与第二管道特征不相同,则确认第一管道特征对应的区域存在缺陷口。
[0019] 通过采用上述技术方案,对目标影像进行预处理,预处理可优化目标影像的图像质量,提高后续特征提取和分析的准确性,再从处理后的目标影像中提取第一管道特征,将第一管道特征与第二管道特征进行比较,当第一管道特征与第二管道特征不相同时,则确认第一管道特征对应的区域存在缺陷口,可快速定位和识别管道的缺陷口所在的区域,及时采取维修措施。
[0020] 在本申请的第二方面提供了一种用于钢管内壁的损伤监测装置,装置为第一探伤机器人,第一探伤机器人包括获取单元、处理单元以及确认单元;第一探伤机器人位于待探测管道的第一末端,第一探伤机器人与第二探伤机器人通信连接,第二探伤机器人位于待探测管道的第二末端;获取单元,采集无线信号,无线信号由第二探伤机器人发送,经由待探测管道传输至第一探伤机器人处;处理单元,对无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤位置;根据损伤位置,移动至损伤区域;对损伤区域依次进行渗透液喷洒、清理液喷洒以及显像剂喷洒、喷洒完成后获取损伤区域的目标影像;确认单元,对目标影像进行识别,确定探伤区域包含缺陷口的信息。
[0021] 可选的,处理单元用于对无线信号进行预处理,得到处理信号;对处理信号进行分解提取,得到频域信号;确认单元用于确定频域信号的频率值;处理单元用于判断频率值是否大于或等于预设频率阈值;确认单元用于若频率值大于或等于预设频率阈值,则初步确定待探测管道存在缺陷口。
[0022] 可选的,确认单元用于确定第一时间数据,第一时间数据包括采集无线信号的时间;获取单元用于获取第二探伤机器人发送的第二时间数据,第二时间数据包括第二探伤机器人采集到无线信号的时间;处理单元用于根据第一时间数据和第二时间数据,确定时间差;根据时间差,计算损伤区域距离第一末端的长度距离;确认单元用于根据长度距离,确定损伤位置。
[0023] 可选的,获取单元用于获取目标位置,目标位置为第一探伤机器人在待探测管道的位置;处理单元用于判断目标位置是否位于损伤区域内;确认单元用于若目标位置位于损伤区域内,则确认从目标位置对待探测管道进行渗透液喷洒,以得到第一喷洒区域。
[0024] 可选的,获取单元用于获取第一喷洒区域,第一喷洒区域为已进行渗透液喷洒的区域;处理单元用于对第一喷洒区域进行清水清洗表面渗透液,得到第二喷洒区域,清水清洗表面渗透液为清理液喷洒。
[0025] 可选的,获取单元用于获取第二喷洒区域,第二喷洒区域为已进行清理液喷洒的区域;处理单元用于对第二喷洒区域进行显像剂喷洒,显像剂喷洒用于将待探测管道对应的损伤位置进行显示;确认单元用于确认对待探测管道进行喷洒完成后,获取目标摄像头拍摄的管道图像,管道图像为目标影像。
[0026] 可选的,处理单元用于对目标影像进行预处理,得到处理后的目标影像;获取单元用于获取第一管道特征,第一管道特征为对处理后的目标影像任意一个区域进行特征提取得到;处理单元用于判断第一管道特征与第二管道特征是否相同;确认单元用于若第一管道特征与第二管道特征不相同,则确认第一管道特征对应的区域存在缺陷口。
[0027] 在本申请第三方面提供一种电子设备,电子设备包括处理器、存储器、用户接口及网络接口,存储器用于存储指令,用户接口和网络接口用于与其他设备通信,处理器用于执行存储器中存储的指令,使得一种电子设备执行如本申请上述中任意一项的方法。
[0028] 在本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有指令,当指令被执行时,执行本申请上述中任意一项的方法。
[0029] 综上所述,本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:1、第二探伤机器人发送无线信号,并经过待检测管道传输至第一探伤机器人处,第一探伤机器人对采集的无线信号进行分析处理,确定损伤区域的损伤位置,第一探伤机器人根据损伤位置移动到损伤区域,再进行一系列喷洒操作以得到目标影像,再对目标影像进行识别处理,可确定损伤区域包含缺陷口的信息,无损检测由第一探伤机器人获取,大大减少了人工操作导致不准确情况的发生。
[0030] 2、对无线信号进行处理和分解提取,可识别待探测管道内壁的缺陷区域,通过判断频率值是否大于或等于预设频率阈值,可初步确定待探测管道是否存在缺陷口,减少人工操作的不准确性,提高了对待探测管道的检测效率。
[0031] 3、获取第一时间数据和第二时间数据,可快速获取无线信号的采集时间,并根据第一时间数据和第二时间数据确定时间差,再通过时间差计算长度距离,根据损伤区域到第一末端之间的长度距离,进而定位损伤位置,为后续根据损伤位置对管道进行检测和维修。
[0032] 4、获取第一探伤机器人在管道中的位置,即目标位置,确定第一探伤机器人已移动至损伤区域,再对目标位置喷洒渗透液,以得到第一喷洒区域,通过第一探伤机器人自动化对管道损伤区域进行喷洒,避免需对整个待探测管道进行喷洒,减少资源浪费。附图说明
[0033] 图1是本申请实施例提供的一种用于钢管内壁的损伤监测方法的流程示意图;图2是本申请实施例提供的一种用于钢管内壁的损伤监测装置的结构示意图;
图3是本申请实施例公开的一种电子设备的结构示意图。
[0034] 附图标记说明:201、获取单元;202、处理单元;203、确认单元;300、电子设备;301、处理器;302、通信总线;303、用户接口;304、网络接口;305、存储器。

具体实施方式

[0035] 为了使本领域的技术人员更好地理解本说明书中的技术方案,下面将结合本说明书实施例中的附图,对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0036] 在本申请实施例的描述中,“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
[0037] 在本申请实施例的描述中,术语“多个”的含义是指两个或两个以上。例如,多个系统是指两个或两个以上的系统,多个屏幕终端是指两个或两个以上的屏幕终端。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
[0038] 本申请对管道内壁进行无损监测的方法,适用于可使用金属材料、非金属材料、塑料材料、玻璃材料以及陶瓷材料制成的管道系统,由于不同材料制作的管道具有不同的特性,故不同的管道对损伤检测的情况不同,故具体对管道进行无损监测时,可基于制定管道的不同材料进行相应调整,这里不做具体限定。
[0039] 许多工业场所都会使用到小管径钢管,小口径钢管在工业中被广泛用于油井内和油井外的管道系统,具有抗压、耐腐蚀和耐高温等特性。
[0040] 然而,由于小管径钢管是用于输送液体或气体的重要性,小管径钢管的安全性至关重要;为了避免潜在风险,无损探伤技术被用于及早发现并评估钢管内壁的裂纹、腐蚀和变形等缺陷。目前,可选用目视检测方法,通过将内窥镜或目镜插入钢管内,直接观察钢管内壁的表面状况。但目视检测方法依赖于人工观察,无法准确检测微小损伤,导致检测结果不准确且难以及时发现损伤,从而增加安全事故的风险。
[0041] 因此,如何改变现有对小管径钢管内壁进行无损检测时,检测结果不准确是目前亟需解决的问题。本申请实施例提供的一种用于钢管内壁的损伤监测方法,应用于第一探伤机器人中。本申请的第一探伤机器人是为管道内壁进行无损检测的设备,图1是本申请实施例提供的一种用于钢管内壁的损伤监测方法的流程示意图,参考图1,该方法包含以下步骤S101‑步骤S105。
[0042] S101:采集无线信号,无线信号由第二探伤机器人发送,经由待探测管道传输至第一探伤机器人处。
[0043] 在上述S101中,第一探伤机器人位于待探测管道的第一末端,第一探伤机器人与第二探伤机器人通信连接,第二探伤机器人位于待探测管道的第二末端,第一末端和第二末端是指管道的两端。第一探伤机器人和第二探伤机器人分别设置在管道的两端,即管道的一端被定义为第一末端,管道的另一端被定义为第二末端。由于小管径管道是用来输送液体或气体的,故管道需设置有两端,以方便液体或气体的输入和输出。在本申请中第一探伤机器人和第二探伤机器人为相同的机器人设备,只是为了更好的对待探测管道进行无损检测,故使用两个探伤机器人对管道内壁进行无损检测,为了便于理解,故将两个探伤机器人各自命名为第一探伤机器人和第二探伤机器人。
[0044] 第一探伤机器人采集无线信号,此时无线信号是由第二探伤机器人发送的,再经由待探测管道传输至第一探伤机器人处的无线信号。由于第一探伤机器人和第二探伤机器人中都安装或搭载传感器,可基于选择的无线信号选择合适的传感器,可通过发送无线信号并接收回波。但在第一探伤机器人采集无线信号之前,需确定当前第一探伤机器人是否处于良好的工作状态,即第一探伤机器人是否备好相应的检测设备,如传感器和摄像头等。再将第二探伤机器人中的传感器安装在管道内壁上,确保传感器与管道接触紧密,以确保检测精度。再开启第二探伤机器人开始工作,以便于第一探伤机器人采集无线信号,再对采集的无线信号进行分析。第一探伤机器人可获取有关管道或待探测目标的无线信息,如反射、散射以及衰减等。由于不同的待探测管道可采集到多个无线信号,再分别对每个无线信号进行预处理,以对其中一个无线信号为例进行说明。本申请所提及的无线信号包括WiFi信号、卫星信号、蓝牙信号以及声波信号,具体选择哪一种无线信号作为本申请所使用的信号,可基于实际情况进行考虑,这里不进行限定。
[0045] 首先对无线信号进行预处理,得到处理信号;先使用传感器对无线信号进行采集后,再对采集到的无线信号进行去除噪声,由于采集到管道的无线信号通常会受到环境噪声、设备噪声等干扰,这些噪声会影响信号的质量和准确性。去除噪声的方法包括硬件滤波和软件滤波。可以通过数字信号处理技术,对信号进行滤波处理,去除噪声成分,去除噪声后得到目标第一无线信号。再对第一目标无线信号进行滤波处理,滤波是一种增强信号特定频率成分的方法。在预处理中,可以使用滤波器对目标第一无线信号进行滤波,以增强信号的特定频率成分,去除不需要的频率成分。滤波器可以通过硬件设备或软件算法实现,通过对目标第一无线信号进行滤波处理后得到目标第二无线信号。当前传感器可基于选择哪一种无线信号进行确定,当无线信号为声波信号时,可使用声波传感器进行信号采集。
[0046] 最后对目标第二无线信号进行平滑处理,采用平滑滤波方法对目标第二无线信号进行信号平滑处理,以减少信号中的快速变化或噪声。平滑处理可以采用移动平均、加权平均或滑动窗口等技术,再对平滑处理的信号进行调整和归一化,得到处理信号。
[0047] 对处理信号进行分解提取,得到频域信号;确定频域信号的频率值;判断频率值是否大于或等于预设频率阈值;若频率值大于或等于预设频率阈值,则初步确定待探测管道存在缺陷口。
[0048] 再对无线信号进行预处理后得到的处理信号进行分解处理,通过将处理信号与一组小波函数进行内积,将信号分解成不同的频率成分的子信号。每个子信号都对应一个小波系数,通过对小波系数的分析可以得到信号在不同时间和频率下的局部特征。基于不同时间以及频率下的局部特征,提取出基于时域信息的时域信号,以及基于频域信息的频域信号。对处理信号进行分解处理得到多个子信号,并基于不同时间以及频率下的局部特征,从多个子信号中提取出基于时域信息的时域信号,以及基于频域信息的频域信号,能够在后续用于分析处理信号在不同时间和频率下的变化情况,可以更好地捕捉到频率的变化特征。
[0049] 如何根据频域信号得到频率值,具体包括,在频域信号中,频率对应的幅值通常会表现为一个或多个峰值,可通过对频域信号进行峰值检测,找到幅值最高的峰值所对应的频率值。常用的峰值检测算法包括峰值搜索、峰值滤波等,具体选择哪一种方式进行可基于实际情况进行考虑,这里不进行具体限定。
[0050] 管道在传输液体或气体的过程中,若被监测到管道不存在损坏情况,则根据采集无线信号的频率应该在整体上趋于稳定。而管道泄漏通常会产生高频的声音信号,这些高频信号在正常运行状态下是不常见的。损坏导致气体从被监测管道中溢出,产生的气体流动和振动会导致周围空气中的无线信号频率升高。基于这一原理,根据频域信号的频率值,判断频率值是否大于预设频率阈值。其中,预设频率阈值可以根据实际情况设定不同的具体数值,本实施例不做具体限定。
[0051] 当频率信号的频率值小于预设频率阈值,表明被监测管道的无线信号的频率趋于稳定,被监测管道不存在损坏风险。当频率值大于或等于预设频率阈值,表明被监测管道存在损坏风险,则初步确定待探测管道存在缺陷口,即待探测管道存在损伤区域。
[0052] S102:对无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤位置。
[0053] 在上述S102中,对无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤位置,具体包括:确定第一时间数据,第一时间数据包括采集无线信号的时间;获取第二探伤机器人发送的第二时间数据,第二时间数据包括第二探伤机器人采集到无线信号的时间;根据第一时间数据和第二时间数据,确定时间差;根据时间差,计算损伤区域距离第一末端的长度距离;根据长度距离,确定损伤位置。
[0054] 进一步地,在初步确定待探测管道存在缺陷口后,还需要对无线信号进行分析,进而计算出缺陷口的具体位置,便于相关人员进行快速检修。在检测到无线信号后,确定第一探伤机器人接收无线信号的第一时间点,并将第一时间点设置为第一时间数据。获取第二探伤机器人采集到无线信号的第二时间点,并将第二时间点设置为第二时间数据。根据第一探伤机器人接收无线信号的第一时间点,确定第一时间数据,以及根据第二探伤机器人采集无线信号的第二时间点,确定第二时间数据,能够快速确定无线信号传输至被监测管道两端的时间,从而为后续计算缺陷口的具体位置提供数据基础
[0055] 根据第一时间数据和第二时间数据,可以计算时间差,时间差可以通过两个时间点之间的时间间隔来计算。当待探测管道存在损坏时,无线信号传输到鼓捣两端的时间会不同,通过时间差计算损伤位置数据,相对于根据单侧无线信号飞行时间计算位置数据,其准确度更高,实现精准的损伤定位,为及时发现损伤和进行维修提供了重要依据。
[0056] 具体地,可以采用基于小波变换和时间延迟估计(Time Delay Estimation,TDE)算法的公式来计算管道损伤的位置。后续可采用argmin函数用于求解时间延迟估计函数的最小值的变量,从而得到第一探伤机器人接收和第二探伤机器人采集到无线信号的时间差。最后根据无线信号的传播速度即可得到损伤位置距离第一末端的距离。
[0057] 在实际应用中,无线信号可能会受到多种因素的影响,例如管道的形状、尺寸、材料等,以及无线信号的噪声、衰减等,因此直接计算第一探伤机器人接收和第二探伤机器人采集到无线信号的时间差可能会存在较大误差。故采用基于小波变换和时间延迟估计的时延计算结果精度较高。小波变换能够将信号分解成不同尺度和时间的成分,能够更好地捕捉信号的局部特征。时间延迟估计算法能够精确地估计两个信号之间的时间延迟,从而计算出损伤位置。
[0058] S103:根据损伤位置,移动至损伤区域。
[0059] 在上述S103中,第一探伤机器人在确定损伤位置后,需将损伤位置发送给第一探伤机器人,损伤位置可以是一个坐标值,该坐标值表示距离第一末端之间的距离。第一探伤机器人根据损伤位置和当前所处的位置,即第一探伤机器人起始点的位置进行路径规划。路径规划是确定第一探伤机器人移动的最佳路径,通常需要考虑到管道中是否存在障碍物、地形以及机器人的运动能。常见的路径规划算法有RRT算法。在确定路径规划完成后,第一探伤机器人需要将路径转化对机器人运动轨迹的控制指令。控制指令包括机器人的臀部的关节控制、底盘或腿部的移动控制。通常机器人会根据预先设定的动作序列自动执行运动控制操作。在整个移动过程中,可设置传感器或使用计算机视觉技术对机器人周围环境和位置进行监测和反馈,以确保第一探伤机器人在移动过程中的定位准确性。
[0060] S104:对损伤区域依次进行渗透液喷洒、清理液喷洒以及显像剂喷洒、喷洒完成后获取损伤区域的目标影像。
[0061] 在上述S104中,在确定第一探伤机器人到达损伤区域后,需对损伤区域进行渗透液喷洒、清理液喷洒以及显像剂喷洒,进而得到损伤区域对应的目标影像。
[0062] 获取目标位置,目标位置为第一探伤机器人在待探测管道的位置;判断目标位置是否位于损伤区域内;若目标位置位于损伤区域内,则确认从目标位置对待探测管道进行渗透液喷洒,以得到第一喷洒区域。通过获取第一探伤机器人在管道中的位置,能够准确地确定目标位置,可确保渗透液的喷洒区域精确覆盖在待探测管道的损伤区域内。再确认目标位置并喷洒渗透液,可以得到第一喷洒区域。喷洒渗透液的区域可以根据损伤区域的形状和大小进行优化,使得喷洒液覆盖损伤区域更加均匀和高效。
[0063] 进一步,对损伤区域进行渗透液喷洒后,得到第一喷洒区域,此时第一喷洒区域为已进行渗透液喷洒的区域;在对第一喷洒区域进行清水清洗表面渗透液,得到第二喷洒区域,清水清洗表面渗透液为清理液喷洒。通过清洗损伤区域表面喷洒的渗透液,可以清除第一喷洒区域的渗透液残留物。这样可以使损伤区域更加清晰可见,便于进行进一步的检测和评估。由于清洗表面渗透液不光可以去除非损伤区域上的液体痕迹,减少误判和干扰因素。根据第二喷洒区域,可更准确地判断和定位损伤的位置和程度。还可以消除第一喷洒区域的背景噪声和模糊性,提高损伤检测的精度。对第一喷洒区域进行清洗后,得到的第二喷洒区域能够更准确地展现损伤的特征和细节,有助于确定损伤的大小、形状和位置,还可以得到干净的第二喷洒区域。对第一喷洒区域进行清理液喷洒是为了获得更准确的数据和图像,为后续损伤评估和维修计划提供更可靠的依据。
[0064] 再进一步,获取第二喷洒区域,第二喷洒区域为已进行清理液喷洒的区域;对第二喷洒区域进行显像剂喷洒,显像剂喷洒用于将待探测管道对应的损伤位置进行显示;确认对待探测管道进行喷洒完成后,获取目标摄像头拍摄的管道图像,管道图像为目标影像。通过显像剂喷洒,可以将待探测管道上的损伤位置显示出来。显像剂可以与损伤部位发生反应,并产生可视的标记或色彩变化,让损伤位置更加清晰可见。根据显像剂的使用,可以准确地定位管道上的损伤位置。这样可避免对非损伤区域的浪费,并提供精确的信息用于维护和修复工作。显像剂在损伤部位的使用可以提高管道图像的对比度,使损伤区域与周围环境更加鲜明,并更容易被分析和评估。获取目标摄像头拍摄的管道图像,目标影像可以提供管道的实际情况和损伤位置的详细视觉信息,有助于制定合理的维修方案。第一探伤机器人需确定对损伤区域已喷洒完毕后,才能获取目标摄像头对应管道图像,即目标影像。本申请的目标摄像头包括人工AI或高清摄像头,具体选择哪一种可基于实际情况进行选择。
[0065] S105:对目标影像进行识别,确定探伤区域包含缺陷口的信息。
[0066] 在上述S105中,对目标影像进行预处理,得到处理后的目标影像;获取第一管道特征,第一管道特征为对处理后的目标影像任意一个区域进行特征提取得到;判断第一管道特征与第二管道特征是否相同;若第一管道特征与第二管道特征不相同,则确认第一管道特征对应的区域存在缺陷口。
[0067] 对目标影像进行识别,确定探伤区域包括缺陷口的信息,具体包括:通过对目标影像进行预处理,预处理包括去除噪声、调整对比度以及平滑图像等操作,以得到处理后的目标影像。预处理可以优化图像质量,提高后续调整提取和分析的准确度。再从处理后的目标影像中提取第一管道特征,通过对处理后的目标影像进行划分,划分为多个区域,第一管道特征为对多个区域中任意一个区域进行特征提取得到的,管道特征可以是形状、纹理、颜色等方面的特征。根据特征提取可帮捕捉管道的重要信息,并用于后续的分析和比较。再对第一管道特征与第二管道特征进行比较,判断第一管道特征与第二管道特征是否相同,此时第二管道特征为对正常管道进行特征提取得到的管道特征。若第一管道特征与第二管道特征不相同,则确定当前第一管道特征对应的区域存在缺陷口,即第一管道特征对应的区域为损伤区域对应的缺陷口信息。在确定管道内壁存在缺陷口后,可根据缺陷口信息及时采取维修或处理措施。
[0068] 进一步,当第一管道特征与第二管道特征相同时,则确定当前第一管道特征对应的区域不存在缺陷口,需依次对多个区域中除第一管道特征之外的区域进行获取,再对其他区域进行特征提取,进而与第二管道特征进行比较,以此确定损伤区域对应的缺陷口。
[0069] 采用上述方法,根据第二探伤机器人发送的无线信号,并经过待检测管道传输至第一探伤机器人处,第一探伤机器人对采集的无线信号进行分析处理,确定损伤区域的损伤位置,第一探伤机器人根据损伤位置移动到损伤区域,再对损伤区域进行一系列喷洒操作以得到目标影像,再对目标影像进行识别处理,可确定损伤区域包含缺陷口的信息,无损检测由第一探伤机器人获取,大大减少了人工操作导致不准确情况的发生。
[0070] 本申请实施例还提供了一种用于钢管内壁的损伤监测装置,图2是本申请实施例提供的一种用于钢管内壁的损伤监测装置的结构示意图,参考图2,装置为第一探伤机器人,第一探伤机器人包括获取单元201、处理单元202以及确认单元203;第一探伤机器人位于待探测管道的第一末端,第一探伤机器人与第二探伤机器人通信连接,第二探伤机器人位于待探测管道的第二末端。
[0071] 获取单元201,采集无线信号,无线信号由第二探伤机器人发送,经由待探测管道传输至第一探伤机器人处。
[0072] 处理单元202,对无线信号进行分析,确定损伤区域的损伤位置;根据损伤位置,移动至损伤区域;对损伤区域依次进行渗透液喷洒、清理液喷洒以及显像剂喷洒、喷洒完成后获取损伤区域的目标影像。
[0073] 确认单元203,对目标影像进行识别,确定探伤区域包含缺陷口的信息。
[0074] 在一种可能的实施方式中,处理单元202用于对无线信号进行预处理,得到处理信号;对处理信号进行分解提取,得到频域信号;确认单元203用于确定频域信号的频率值;处理单元202用于判断频率值是否大于或等于预设频率阈值;确认单元203用于若频率值大于或等于预设频率阈值,则初步确定待探测管道存在缺陷口。
[0075] 在一种可能的实施方式中,确认单元203用于确定第一时间数据,第一时间数据包括采集无线信号的时间;获取单元201用于获取第二探伤机器人发送的第二时间数据,第二时间数据包括第二探伤机器人采集到无线信号的时间;处理单元202用于根据第一时间数据和第二时间数据,确定时间差;根据时间差,计算损伤区域距离第一末端的长度距离;确认单元203用于根据长度距离,确定损伤位置。
[0076] 在一种可能的实施方式中,获取单元201用于获取目标位置,目标位置为第一探伤机器人在待探测管道的位置;处理单元202用于判断目标位置是否位于损伤区域内;确认单元203用于若目标位置位于损伤区域内,则确认从目标位置对待探测管道进行渗透液喷洒,以得到第一喷洒区域。
[0077] 在一种可能的实施方式中,获取单元201用于获取第一喷洒区域,第一喷洒区域为已进行渗透液喷洒的区域;处理单元202用于对第一喷洒区域进行清水清洗表面渗透液,得到第二喷洒区域,清水清洗表面渗透液为清理液喷洒。
[0078] 在一种可能的实施方式中,获取单元201用于获取第二喷洒区域,第二喷洒区域为已进行清理液喷洒的区域;处理单元202用于对第二喷洒区域进行显像剂喷洒,显像剂喷洒用于将待探测管道对应的损伤位置进行显示;确认单元203用于确认对待探测管道进行喷洒完成后,获取目标摄像头拍摄的管道图像,管道图像为目标影像。
[0079] 在一种可能的实施方式中,处理单元202用于对目标影像进行预处理,得到处理后的目标影像;获取单元201用于获取第一管道特征,第一管道特征为对处理后的目标影像任意一个区域进行特征提取得到;处理单元202用于判断第一管道特征与第二管道特征是否相同;确认单元203用于若第一管道特征与第二管道特征不相同,则确认第一管道特征对应的区域存在缺陷口。
[0080] 需要说明的是:上述实施例提供的装置在实现其功能时,仅以上述各功能模的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的装置和方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
[0081] 本申请还公开一种电子设备。参照图3,图3为本申请实施例提供了一种电子设备的结构示意图。电子设备300可以包括:至少一个处理器301,至少一个网络接口304,用户接口303,存储器305,至少一个通信总线302。
[0082] 其中,通信总线302用于实现这些组件之间的连接通信。
[0083] 其中,用户接口303可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera),可选用户接口303还可以包括标准的有线接口、无线接口。
[0084] 其中,网络接口304可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI‑FI接口)。
[0085] 其中,处理器301可以包括一个或者多个处理核心。处理器301利用各种接口和线路连接整个服务器内的各个部分,通过运行或执行存储在存储器305内的指令、程序、代码集或指令集,以及调用存储在存储器305内的数据,执行服务器的各种功能和处理数据。可选的,处理器301可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)、现场可编程阵列(Field‑Programmable Gate Array,FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array,PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301可集成中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit,GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中,CPU主要处理操作系统用户界面和应用请求等;GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制;调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调器也可以不集成到处理器301中,单独通过一块芯片进行实现。
[0086] 其中,存储器305可以包括随机存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括只读存储器(Read‑Only Memory)。可选的,该存储器305包括非瞬时性计算机可读介质(non‑transitory computer‑readable storage medium)。存储器305可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器305可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区。可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等;存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及的数据等。存储器305可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器
301的存储装置。
[0087] 如图3所示,作为一种计算机存储介质的存储器305中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及用于钢管内壁的损伤监测的应用程序。
[0088] 在图3所示的电子设备300中,用户接口303主要用于为用户提供输入的接口,获取用户输入的数据;而处理器301可以用于调用存储器305中存储用于钢管内壁的损伤监测的应用程序,当由一个或多个处理器执行时,使得电子设备执行如上述实施例中一个或多个所述的方法。
[0089] 需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。
[0090] 在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
[0091] 在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所披露的装置,可通过其他的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其他的形式。
[0092] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0093] 另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0094] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储器中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括:U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0095] 以上所述者,仅为本公开的示例性实施例,不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰,皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践真理的公开后,将容易想到本公开的其他实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。