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基于知识图谱的无人机管道检测研究现状与创新分析

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油气储运 2024年

作者：马英涵赵弘中国石油大学(北京)机械与储运工程学院·机电北京市重点学科实验室.高端油气装备智能设计与制造研究中心

【目的】在能源领域，管道检测及监测可以及早发现和解决能源管道输送中出现的问题，并确保管道系统的安全运行和可持续发展。传统管道检测在精度、效率、安全性等方面仍存在局限，因此研究无人机管道检测技术具有重要的现实意义和广阔... 详细信息

【目的】在能源领域，管道检测及监测可以及早发现和解决能源管道输送中出现的问题，并确保管道系统的安全运行和可持续发展。传统管道检测在精度、效率、安全性等方面仍存在局限，因此研究无人机管道检测技术具有重要的现实意义和广阔的发展前景。【方法】结合行业标准以及无人机技术发展现状，使用CiteSpace文献分析软件，对相关文献的发表时间、关键词共现、聚类、频次、时间线图、作者等多维度进行知识图谱分析，在此基础上追踪溯源热点会议与期刊，分析相关领域实验室与学者之间的关联，并对无人机的特点进行分析，进而指出无人机在管道巡检上的应用策略，并对中国无人机管道检测发展的趋势进行预测及创新性分析。【结果】无人机管道检测相关领域是无人机的一个应用场景，为新兴领域，从2015年后逐渐成为热点研究方向，且部分科技公司已经在实际油田中使用无人机进行智能检测。但当前学者间合作较少，且国家标准与行业标准均未对无人机管道检测的技术指标做出明确规定。【结论】无人机管道检测技术属于跨学科领域，通过该技术的发展可以提高管道检测效率、降低成本、保障安全，并为无人机相关产业的发展提供新的动力。

关键词：无人机管道检测知识图谱关键词可视化预测分析

磁层析成像管道检测信号空间传递过程的能量变化

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辽宁石油化工大学学报 2024年第2期44卷 71-76页

作者：刘琳琳杨理践高松巍沈阳工业大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110870 辽宁石油化工大学信息与控制工程学院辽宁抚顺113001

磁层析成像管道检测方法已经被广泛应用于埋地和海底管道的无损外检测。该方法基于金属磁记忆原理,通过在管道外测量空间磁场分布中的异常情况来判别应力集中区的危险等级和位置。为了研究磁层析成像法管道检测信号在空间中的分布特征... 详细信息

磁层析成像管道检测方法已经被广泛应用于埋地和海底管道的无损外检测。该方法基于金属磁记忆原理,通过在管道外测量空间磁场分布中的异常情况来判别应力集中区的危险等级和位置。为了研究磁层析成像法管道检测信号在空间中的分布特征和传递规律,对磁化管道的应力集中区空间磁记忆信号的能量分布和变化规律进行了研究。利用磁偶极子场建立管道内壁应力集中区磁场模型,基于磁能理论对管道外不同提离空间磁记忆信号的磁场能量和磁能密度进行有限元计算,得出空间磁场的分布规律,分析了不同提离磁信号磁能密度之间的相关性。结果表明,管道外空气中的磁场能量随着提离值的增加而衰减,在管道外壁至提离值小于50 mm时衰减最快;管道外磁层析成像法检测的磁信号与管道内壁应力集中区信号同源。从理论上解释了磁层析成像管道检测的有效性,为从检测数据中提取有效信号提供了理论依据。

关键词：磁层析成像管道检测金属磁化磁能

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天津市某道路地下排水管道检测与评估

非开挖技术 2024年第3期 48-52页

作者：韩晨赵航天津市政工程设计研究总院有限公司天津300000

天津市某道路路面破损、沉降严重,极大的影响了周边居民正常生产生活。为延长道路使用年限,避免路基修复后缺陷在短时间内再次发生,采用X5-HS管道CCTV检测机器人、全地形机器人、管道潜望镜,对该道路的地下排水管道进行了检测评估,分析... 详细信息

天津市某道路路面破损、沉降严重,极大的影响了周边居民正常生产生活。为延长道路使用年限,避免路基修复后缺陷在短时间内再次发生,采用X5-HS管道CCTV检测机器人、全地形机器人、管道潜望镜,对该道路的地下排水管道进行了检测评估,分析了缺陷构成及发生原因,提出了对应的养护修复方案,从根源上解决道路病害问题。检测结果表明,该道路排水管道的缺陷以结构性缺陷为主,主要表现为破裂、腐蚀和错口,三类缺陷占比高达89.4%。建议针对不同条件,采用开挖换管、点状原位固化、紫外光原位固化等多种方式进行管道修复。

关键词：排水管道管道检测管道缺陷管道评估管道修复

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输油管道B型套筒纵缝的相控阵超声检测

化工装备技术 2024年第3期45卷 15-19页

作者：陈积乐李家伟刘黄鹤王宏黄明胜范荣广西壮族自治区特种设备检验研究院南宁市530200

针对目前相控阵超声法检测输油管道B型套筒纵缝时,缺陷检出率低、检测误差大的问题,提出了采用相控阵超声检测二次反射法与一次反射法对输油管道B型套筒的纵缝进行分区检测的方法。通过CIVA声场仿真软件建立纵缝的仿真模型,分析B型套筒... 详细信息

针对目前相控阵超声法检测输油管道B型套筒纵缝时,缺陷检出率低、检测误差大的问题,提出了采用相控阵超声检测二次反射法与一次反射法对输油管道B型套筒的纵缝进行分区检测的方法。通过CIVA声场仿真软件建立纵缝的仿真模型,分析B型套筒纵缝缺陷相控阵超声检测的成像机制,采用相控阵超声检测二次反射法检测纵缝根部缺陷,采用一次反射法检测上表面缺陷,利用模拟试块验证缺陷检出效果。结果表明,该方法对B型套筒纵缝的缺陷检出结果稳定、可靠,同时能准确判断缺陷类型,克服B型套筒纵缝相控阵超声检测图谱评判的盲目性。

关键词：相控阵超声检测 CIVA 超声仿真管道检测 B型套筒纵缝

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管道检测用圆弧形复合超声波振子设计

华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第3期49卷 34-39页

作者：李云飞杨效龙张飞毛赫清华大学合肥公共安全研究院安徽合肥230000 清华大学智能安全装备研究中心安徽合肥230000

针对自主研发的球形管道检测器的定位需求,采用圆弧形压电陶瓷与检测器金属球壳本体相结合的方式,设计了一种圆弧形复合超声波振子.基于压电方程,采用直接耦合分析方法将机械参数和压电参数统一到同一个分析式中,对圆弧形压电陶瓷与金... 详细信息

针对自主研发的球形管道检测器的定位需求,采用圆弧形压电陶瓷与检测器金属球壳本体相结合的方式,设计了一种圆弧形复合超声波振子.基于压电方程,采用直接耦合分析方法将机械参数和压电参数统一到同一个分析式中,对圆弧形压电陶瓷与金属球形壳体的耦合振动特性和机电能量转化效率进行理论分析.在此基础上,通过基于有限元的数值仿真方法对其进行模态分析和谐响应分析.经过分析可知:所设计的圆弧形复合超声波振子有两个明显谐振频率点,分别为52.1 kHz和76.2 kHz,而在76.2 kHz下的机械品质因素和有效机电耦合系数等性能指标均优于52.1 kHz,且主要振型为径向振动为主的有弯曲振动.经过对实际研制的圆弧形复合压电振子进行阻抗分析可见,实际主谐振频率为72 kHz,在不同工作频率下实际测量的驱动波形结果与仿真分析趋势一致.

关键词：管道检测金属球壳压电陶瓷复合超声波换能器耦合振动有限元分析

一种流体驱动式管道检测机器人的结构设计与优化

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重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第1期37卷 322-329页

作者：马英涵赵弘余家昊王文明彭鹤中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102200

为解决某一小口径服役中的长输管道漏点的定位问题,设计了一款以柔性材料制作塑封层的流体驱动式管道检测机器人。通过流压及管道内径变化判断并定位漏点,分析了推动机器人所需的压差与检测速度的关系,以最小压差为条件,提出一种基于确... 详细信息

为解决某一小口径服役中的长输管道漏点的定位问题,设计了一款以柔性材料制作塑封层的流体驱动式管道检测机器人。通过流压及管道内径变化判断并定位漏点,分析了推动机器人所需的压差与检测速度的关系,以最小压差为条件,提出一种基于确定流体密度的流体驱动式管道检测机器人结构设计。分析了管道对机器人的挤压力为除流体本身外的最大压差来源,对摩擦因数进行了测定,并通过仿真实验得到了机器人受到的压力。以此为条件,基于响应面法对机器人进行优化设计。在经过优化设计后,机器人在管道中受到的最大挤压力与机器人前后压差均减小了98.42%,平均速度提升了7.1%。实验结果表明:机器人在此长输管道中可完全实现悬浮态的平衡,从而最大程度地降低摩擦的影响,提高检测速度,缩短检测所需时间。使用双层锥角支撑设计塑封层的外部结构,可以使机器人在较小压差作用下前进,并对管道中的漏点进行检测。

关键词：管道机器人管道检测优化设计响应面法

运动—感知一体化管道检测软体机器人设计与实验研究

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运动—感知一体化管道检测软体机器人设计与实验研究

作者：王慧港重庆大学

学位级别：硕士

管道是现代工业的“血管”,在长期使用过程中需要频繁进行检修工作。刚性管道检测机器人工作效率高、检测功能齐全,但对于复杂管道适应性差且可能会对管道造成二次破坏。与之相比,软体机器人展现出更好的结构柔顺性、环境适应性以及交... 详细信息

管道是现代工业的“血管”,在长期使用过程中需要频繁进行检修工作。刚性管道检测机器人工作效率高、检测功能齐全,但对于复杂管道适应性差且可能会对管道造成二次破坏。与之相比,软体机器人展现出更好的结构柔顺性、环境适应性以及交互安全性,在管道检测领域具有广阔的应用前景。目前软体机器人的研究主要集中在驱动和结构方面,而在环境感知方面相对薄弱。现有的软体机器人传感器设计方案存在与软体机器人匹配度差、使用安全系数低的问题。针对上述问题,本课题基于管道检测的应用背景,以软体机器人为研究对象,结合摩擦纳米发电机传感器自供电的特性,探索一种运动-感知一体化管道检测软体机器人。主要研究内容有:(1)运动-感知一体化管道检测软体机器人结构设计。针对管道应用场景,运用仿生运动学原理,基于折纸结构设计一种运动性能稳定、负载能力强、轻量化的管道检测软体机器人;基于摩擦纳米发电机原理设计软体机器人环境感知模块,实现软体机器人运动-感知一体化。(2)运动-感知一体化管道检测软体机器人运动学与力学模型分析。建立软体机器人足部径向变形量与驱动器线性伸缩量的数学模型,对软体机器人的设计尺寸进行验证;建立驱动器输出拉力与线性收缩长度的数学建模,基于该模型分析软体机器人足部对管道内壁的挤压力,对软体机器人运动及负载性能进行评价,为其结构优化提供理论依据。(3)运动-感知一体化管道检测软体机器人性能实验研究。设计实验验证软体机器人运动性能,实验表明软体机器人具有管道爬行稳定性以及较强的负载能力;搭建实验平台验证软体机器人环境感知性能,实验验证软体机器人具有材料识别功能和管道光滑、孔、凸起内壁特征识别功能。

关键词：管道检测软体机器人运动-感知一体化摩擦纳米发电机环境感知

管道检测对IRST系统探测与虚警概率的影响

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红外与激光工程 2015年第1期44卷 12-16页

作者：马东辉孙中涛朱斌冯一电子工程学院安徽合肥230037 安徽省人民防空办公室安徽合肥230000 中国科技大学软件学院安徽合肥230027

探测概率、虚警概率是衡量红外搜索跟踪系统性能的重要指标,其大小由系统硬件水平、检测算法设计等因素决定。通过分析影响红外搜索跟踪系统探测概率、虚警概率的因素,建立了管道检测与探测概率、虚警概率关系模型,研究了序列图像检测... 详细信息

探测概率、虚警概率是衡量红外搜索跟踪系统性能的重要指标,其大小由系统硬件水平、检测算法设计等因素决定。通过分析影响红外搜索跟踪系统探测概率、虚警概率的因素,建立了管道检测与探测概率、虚警概率关系模型,研究了序列图像检测中管道检测对系统探测概率、虚警概率的影响。通过仿真分析了实验结果,系统总检测概率与总虚警概率分别随单帧检测概率与单帧虚警概率的增加而增加,在管道长度相同的情况下,总检测概率和总虚警率都将随需检测帧数的增大而减小。

关键词：红外搜索跟踪系统管道检测探测概率虚警概率

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市政污水管道检测和修复方法的研究

水利水电技术（中英文） 2022年第S2期53卷 437-439页

作者：范贤林中国安能集团第一工程局有限公司广西南宁530200

城市市政排水管网是现代化城市不可缺少的重要基础设施,肩负着收集、输送城市雨污水的重任,是对城市经济发展具有全局性、先导性影响的基础产业,是城市水污染防治和城市排涝、防洪的骨干,是衡量现代化城市水平的重要标志。随着我国经济... 详细信息

城市市政排水管网是现代化城市不可缺少的重要基础设施,肩负着收集、输送城市雨污水的重任,是对城市经济发展具有全局性、先导性影响的基础产业,是城市水污染防治和城市排涝、防洪的骨干,是衡量现代化城市水平的重要标志。随着我国经济社会的快速发展,城市地下管网的规模在不断扩大,但这也给城市环境管理带来了严峻的挑战,大批的地下管道由于铺设时间的久远,现已纷纷达到或接近使用年限,尤其是在市政污水管道设施方面,是我国当前城市环境建设的关键问题。本文从分析市政污水管道建设中存在的基本问题入手,探究市政污水管道检测和修复的主要方法,以期改善我国市政污水管道检测和修复方法,提高市政环境治理效率,为新时代社会实现可持续发展贡献自己的一份微薄之力。

关键词：市政污水管道管道检测管道修复