[发明专利]管道缺陷表面完整性检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道缺陷表面检测装置及其检测方法。

背景技术

在役埋地管道在使用过程中长期受到内外介质的共同作用，如水的腐蚀作用、水锤作用、土壤的物理、化学、电化学腐蚀以及管材潜在缺陷、疲劳破坏，自然或人为因素等的作用，管壁会出现机械裂纹、腐蚀点(坑或孔)，破坏管道本体表面完整性，使管道功能逐渐“弱化”而进入事故多发期。因此结合在役管道损伤的缺陷类型及特点，进行缺陷表面完整性检测评价，是实现管道安全运营管理的关键。

管道内检测技术是在管道损伤后，进行缺陷表面完整性检测与功能评价的有效手段。利用其携带的无损检测装置和数据采集、存储系统，可实现管道损伤区域的定位、损伤范围的标定、平均剩余厚度测量分析。例如，德国Fraunhofer Gesellschaft公司开发的KARO管道内检测机器人系统，可同时携带CCTV、超声和微波检测装置；澳大利亚CSIRO公司研制的PIRAT管道内检测系统可同时携带CCTV、激光扫描、声纳检测装置。由于基于不同原理的内检测装置对不同材质、不同类型缺陷的检测敏感度各不相同，内检测系统中不同的检测装置以不同的数据格式、测量精度记录检测结果，测量数据间相互独立，据其很难判断管道损伤程度。

发明内容

本发明为了解决现有管内检测装置对不同材质、不同类型缺陷的检测敏感度各不相同，测量数据间相互独立，很难准确判断管道损伤程度的问题，而提出的管道缺陷表面完整性检测装置及其检测方法。

管道缺陷表面完整性检测装置，它由检测组件、控制组件、数据采集组件、运动控制组件和运动执行组件组成；检测组件的超声检测数据信号输出输入端与控制组件的超声检测数据信号输入输出端相连，检测组件的图像检测数据信号输出输入端与控制组件的图像检测数据信号输入输出端相连；检测组件的位置信息数据输出端与控制组件的位置信息数据输入端相连，控制组件的超声采集数据输出端与数据采集组件的超声采集数据输入端相连，控制组件的图像采集数据输出端与数据采集组件的图像采集数据输入端相连；数据采集组件的运动参数数据信号输出端与运动控制组件的运动参数数据信号输入端相连；数据采集组件的运动路径数据信号输出端与运动控制组件的运动路径数据信号输入端相连；运动控制组件的运动参数数据信号输出端和运动控制组件的运动路径数据信号输出端同时与控制组件的运动参数与路径数据信号输入端相连；控制组件的运动执行数据信号输出端同时与运动执行组件的第一运动执行数据信号输入端和运动执行组件的第二运动执行数据信号输入端相连。

使用上述管道缺陷表面完整性检测装置的检测方法，它由如下步骤完成：

步骤一：通过检测组件获取管道损伤表面的图像数据，并采用基于HSV色彩空间的图像处理算法，进行定位并计算出管道缺陷表面区域及损伤特征参数；

步骤二：在步骤一中限定的缺陷表面区域内，

用数据采集组件获得图像数据，运动控制组件结合图像色彩数据信息以及上述图像数据获得运动扫描路径及运动参数的设置，并将所述运动扫描路径及设置的运动参数发送给控制组件，由该控制组件输出驱动信号控制运动执行组件按照扫描路径运动；

在运动执行组件运动的过程中，数据采集组件通过检测组件中的超声检测模块完成对限定区域内的厚度信息的检测；所述厚度信息和采集该厚度信息时对应的运动执行组件的坐标信息组成离散三维检测数据；

步骤三：将步骤二检测得到的离散三维检测数据，利用基于径向基基函数和B样条的离散数据可视化方法，进行缺陷表面及损伤区域完整性三维实体建模；

步骤四：将步骤三得到三维实体模型运用有限元分析方法，进行不同载荷作用下的强度和材料应力分析，得到最终的管道缺陷表面完整性结果。

本发明的优越性在于各种测量数据间相互合成，准确地判断管道损伤程度。它采用图像数据和超声数据相结合的缺陷表面完整性检测方法，利用基于色彩信息的图像处理算法，不仅能准确的判定出缺陷表面的位置、表面形貌及其区域范围，而且可据此引导超声探头进行定区域的扫描，弥补常规超声测厚点测量法的不足，高效、准确的获取缺陷表面的位置及其空间结构特征的三维损伤信息，并可在此基础上进行其功能及安全性分析。本发明可广泛适用于各种需要对缺陷表面完整性进行检测的场合。

附图说明

图1为本发明的模块结构示意图。

具体实施方式