管道病害检测技术调研报告,该文是关于调研报告论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
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摘 要： 20世纪70年代后,出现了多种管道病害检测的技术,避免了一些传统管道检测方法的局限性.然而直到目前,这些技术仍然各有优点和不足.经过调研,该文概括并比较了超声反射单脉冲距离检测法、多种传感器的管道机器人控制、通过二维激光扫描获得三维图像的检测法和基于主动式全景视觉传感器的管道形变和内部缺陷检测等四种常见的管道病害检测技术.我们发现,在管道病害检测方面,早先的超声波、漏磁、涡流等手段存在效率低、不可视等诸多局限性.而随着科技的发展,多传感器、视频法、三维重构等方法将逐渐成为重要的检测手段.然而这些检测手段的传统处理方法往往仍不能取得理想的效果,因此,在如何获取和处理数据等方面都还需要不断地探索和创新.
关键词：管道；病害检测；优点；局限性；调研
中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）35-0258-03
管道病害检测,是指利用携带传感器、在管道内部行走的一体化系统来检测管道内部表面腐蚀、裂缝破损、淤泥堵塞、坍塌等病害的过程.该系统在工作人员或计算机的控制下,能够进行一系列检测或者作业.
新中国成立以来,我国经济发展速度迅猛,管道的数量和空间日益复杂.因此传统的管道检测方法呈现出了很多局限性,已经无法满足现代管网检测的要求.
从20世纪70年始,一系列的管道病害检测方法开始出现.管道病害检测的研究在德国和日本等国家开展得比较早、发展较快,并且代表着管道机器人的发展趋势.
随着科技的发展,尤其是电子计算机技术的应用,城市地下管道的检测出现了新的思路,病害检测方法开始出现多元化、先进化.
1 管道檢测技术的发展目的和现状
管道在使用过程中,常由于腐蚀、压力以及其他外力损伤等因素造成如表面腐蚀、裂缝破损、淤泥堵塞、塌陷、焊头错位等病害,因此需要定期检查、清洗、维护以延长使用寿命,来预防安全事故.但传统的检测方法,即完全依靠人力的管道病害检测,往往效率甚低,并且可能危害检测工人的生命.
随着科技发展,国内外对于管道的表面腐蚀、裂缝破损、淤泥堵塞、坍塌等病害的检测技术,出现了利用超声波、漏磁、涡流以及射线等信号的无损检测法,以及近些年发展起来的利用光电技术的视觉检测法.
在国内较普遍使用的技术是让工人用肉眼观察机器人所携带的摄像头在管道内拍摄的图像,但这种方法人工劳动强度较大、智能性不够.而近年来国外市政管网维护和检测的主要探测技术,是一种采用机器人控制技术的产品.它可以探测管道内部,也能够提供具体的量化数据,从而检测和鉴定管道的病害情况.对于此类设备在我国起步较晚,又由于引进设备昂贵,因此普及率不高.
基于管道出现病害的复杂性,检测难度也在不断加大等原因.如何替代人工繁琐的检测方式,设计管道机器人识别病害,并将病害信息传送给主操作人员,同时提高检测灵敏度,优化无损检测性能,成为当今最大的难题.因此,自动识别检测病害的管道机器人发展具有极大的实际应用价值.
2 几种管道病害检测技术及其优劣势
（1） 超声反射单脉冲距离检测法
超声波检测法利用的是超声波的脉冲反射原理.检测时探头向管道壁垂直发射超声脉冲,探头首先接收到反射自内表面的脉冲,然后再接受到反射自的脉冲,这两者之间的间距反映了壁厚（如图1）.
通常,利用超声反射单脉冲检测法的机器人工作时,会对管道进行全程的数据记录,并根据测距数据确定缺陷深度；同时用相邻传感器和里程轮确定缺陷的走向、尺寸和缺陷在管道上的位置分布.
参考文献[1]中所用的超声波单脉冲检测方案,检测数据量小,其检测灵敏度可达10mm×10mm×1mm（长×宽×深）的缺陷,并存在诸多优势：
① 适用于多种材料的检测,对病害定位较准确、检测速度快、成本低、对人体无害；
② 探头阵列方式使得检测较为全面；
③ 降低了缺陷数据量,提高了缺陷检测灵敏度,一定程度提高了检测效率.
然而,同时也存在一定劣势：
① 存在一定盲区,对近表面缺陷和薄壁的管道并不适用；
② 对层叠、分层和裂纹的探伤分辨力高,而对单个气孔的探伤分辨力则很低；
③ 缺陷回波与缺陷取向有关,导致可能漏检.
（2） 利用多种传感器的管道机器人控制技术
多种传感器的管道机器人,是指协调激光传感器、倾角传感器、摄像头等各类传感器,来进行管道作业的一体化系统.
例如文献[2]中提出的管道机器人,利用激光传感器、倾角传感器、CCD传感器、电压电流传感、位移传感器和旋转编码器等主要实现了如下功能：机器人把管道内采集的视频图像实时传回,以便现场工作人员根据实时信息对机器人各个系统部件进行控制.
该管道机器人各个传感器的功能如下：
激光传感器为工作人员观测到的裂缝破损位置进行定位；通过起点和终点间旋转编码器测出的裂缝破损处转过的弧度,和激光传感器测出机器人到管壁的距离,可以大致得到管道裂缝的长度.
CCD摄像头则负责有线传输图像,使工作人员了解机器人的全局状态,以便进行控制.
位移传感器可以帮助运动定位,传回的数据交给控制器分析,可完成小范围的内的自主控制,保证有效和流畅的运动.
另外,各类检测传感器则保护了整个系统的正常工作.例如,位于机器人底部的倾角传感器帮助系统检测了管道的埋设走向.
根据文献[2]笔者的研究认为,该种控制技术从与国外同类产品性能指标的对比看,达到了同类产品国际先进水平；其产品也在销售中取得了客户的认可.
但这种依靠多个传感器的传统视频法存在不足是：
结论：关于对写作调研报告论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文调研报告论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
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