本發(fā)明涉及管道安全檢測(cè)，尤其涉及一種管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法、裝置、管道檢測(cè)儀及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、管道運(yùn)輸是能源與運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的重要組成部分。然而，由于運(yùn)輸管道距離長(zhǎng)、輸送壓力高、輸送量大且管道所處環(huán)境復(fù)雜多樣，經(jīng)常穿越地質(zhì)條件惡劣的區(qū)域，因此難免受到外界環(huán)境以及內(nèi)部介質(zhì)影響發(fā)生管道腐蝕、變形、內(nèi)堵以及泄漏等結(jié)構(gòu)病害。隨著管道服役時(shí)間增長(zhǎng)，這些結(jié)構(gòu)病害會(huì)造成管道失效，引發(fā)管道事故。因此，研究能夠應(yīng)用于實(shí)際工程的管道狀態(tài)檢測(cè)方法，對(duì)將要發(fā)生的事故進(jìn)行預(yù)警尤為重要。

2、傳統(tǒng)管道狀態(tài)檢測(cè)包括管道通徑檢測(cè)器法、超聲波法、渦流檢測(cè)法和漏磁檢測(cè)法等，這些檢測(cè)方法受到電類傳感器抗電磁干擾能力弱和信號(hào)傳輸距離較短的局限性，只能進(jìn)行點(diǎn)式傳感檢測(cè)，實(shí)時(shí)性較差且檢測(cè)效率較低。傳統(tǒng)光纖傳感器雖然突破了以往點(diǎn)式傳感器的局限，具有信號(hào)可遠(yuǎn)程傳輸，易于組網(wǎng)和抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，但傳統(tǒng)光纖傳感器需要逐個(gè)安裝，存在檢測(cè)盲區(qū)，同時(shí)由于傳統(tǒng)光纖傳感器使用的自發(fā)布里淵散射信號(hào)相當(dāng)微弱，信噪比低，影響分布式傳感系統(tǒng)的空間分辨率和檢測(cè)靈敏度，無(wú)法精準(zhǔn)定位結(jié)構(gòu)病害缺陷位置，也無(wú)法根據(jù)檢測(cè)得到的信號(hào)預(yù)測(cè)管道病害發(fā)展趨勢(shì)，難以滿足管道安全管理的應(yīng)用需求。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)存在著存在檢測(cè)盲區(qū)、結(jié)構(gòu)缺陷定位精度低且難以預(yù)測(cè)管道病害發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)問(wèn)題，需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，有必要提供一種管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法、裝置、管道檢測(cè)儀及介質(zhì)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中，存在檢測(cè)盲區(qū)、結(jié)構(gòu)缺陷定位精度低且難以預(yù)測(cè)管道病害發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)問(wèn)題。

2、為了解決上述問(wèn)題，第一方面，本發(fā)明提供了一種管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法，包括：

3、將待測(cè)管道劃分為若干連續(xù)的分段管道，根據(jù)獲取的待測(cè)管道的光柵陣列應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)確定各分段管道的分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)；

4、根據(jù)分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)確定各分段管道的管道狀態(tài)，根據(jù)分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)和管道狀態(tài)確定各分段管道對(duì)應(yīng)的管道物理參量；

5、根據(jù)管道物理參量構(gòu)建參量時(shí)程變化曲線，根據(jù)參量時(shí)程變化曲線和預(yù)設(shè)異常閾值確定管道檢測(cè)結(jié)果。

6、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，待測(cè)管道的光柵陣列應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)通過(guò)鋪設(shè)在待測(cè)管道表面的光纖光柵陣列應(yīng)變傳感網(wǎng)絡(luò)采集得到，光纖光柵陣列應(yīng)變傳感網(wǎng)絡(luò)包括至少兩根且鋪設(shè)位置相互正交的光纖光柵陣列應(yīng)變傳感光纜。

7、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)確定各分段管道的管道狀態(tài)，包括：

8、將分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)坐標(biāo)化表示得到應(yīng)變傳感曲線；

9、將應(yīng)變傳感曲線與預(yù)設(shè)管道狀態(tài)應(yīng)變線型進(jìn)行對(duì)比，得到各分段管道的管道狀態(tài)。

10、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，分段管道狀態(tài)包括健康狀態(tài)、泄漏狀態(tài)、內(nèi)堵狀態(tài)、彎曲變形狀態(tài)和腐蝕狀態(tài)；管道物理參量包括分布式壓力、異常位置、變形量和腐蝕量。

11、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，健康狀態(tài)對(duì)應(yīng)管道物理參量為分布式壓力，泄漏狀態(tài)和內(nèi)堵狀態(tài)對(duì)應(yīng)管道物理參量為異常位置和分布式壓力，彎曲變形狀態(tài)對(duì)應(yīng)管道物理參量為異常位置和變形量，腐蝕狀態(tài)對(duì)應(yīng)管道物理參量為異常位置和腐蝕量。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)和分段管道狀態(tài)確定各分段管道對(duì)應(yīng)的管道物理參量，包括：

13、根據(jù)分段管道狀態(tài)確定分段管道對(duì)應(yīng)的管道物理參量類型和預(yù)設(shè)物理參量擬合策略；

14、根據(jù)預(yù)設(shè)物理參量擬合策略和分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)確定分段管道的管道物理參量。

15、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)管道物理參量構(gòu)建參量時(shí)程變化曲線，根據(jù)參量時(shí)程變化曲線和預(yù)設(shè)異常閾值確定管道檢測(cè)結(jié)果，包括：

16、對(duì)管道物理參量進(jìn)行曲線擬合得到時(shí)程變化曲線；

17、根據(jù)時(shí)程變化曲線確定物理參量預(yù)測(cè)值，比較物理參量預(yù)測(cè)值和預(yù)設(shè)異常閾值得到管道檢測(cè)結(jié)果。

18、第二方面，本發(fā)明提供了一種管道狀態(tài)異常檢測(cè)裝置，包括：

19、傳感數(shù)據(jù)獲取單元，用于將待測(cè)管道劃分為若干連續(xù)的分段管道，根據(jù)獲取的待測(cè)管道的光柵陣列應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)確定各分段管道的分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)；

20、物理參量擬合單元，用于根據(jù)分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)確定各分段管道的管道狀態(tài)，根據(jù)分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)和管道狀態(tài)確定各分段管道對(duì)應(yīng)的管道物理參量；

21、管道異常預(yù)警單元，用于根據(jù)管道物理參量和預(yù)設(shè)異常閾值確定管道檢測(cè)結(jié)果，根據(jù)管道檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行管道狀態(tài)異常預(yù)警。

22、第三方面，本發(fā)明提供了一種管道檢測(cè)儀，包括處理器、存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述的管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法。

23、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述的管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法。

24、本發(fā)明的有益效果是：在本發(fā)明提供的管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法中，通過(guò)大容量、長(zhǎng)距離、傳感結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳輸損耗低的光纖光柵陣列應(yīng)變傳感光纜實(shí)時(shí)采集管道全線應(yīng)變分布，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道結(jié)構(gòu)的無(wú)盲區(qū)全域狀態(tài)檢測(cè)，通過(guò)全域感知分段建模的策略判斷管道健康狀態(tài)，可以快速精準(zhǔn)定位管道結(jié)構(gòu)病害，同時(shí)確定管道結(jié)構(gòu)病害對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵物理參量，并以此構(gòu)建參量時(shí)程變化曲線，有效預(yù)測(cè)管道病害發(fā)展趨勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.一種管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法，其特征在于，所述待測(cè)管道的光柵陣列應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)通過(guò)鋪設(shè)在待測(cè)管道表面的光纖光柵陣列應(yīng)變傳感網(wǎng)絡(luò)采集得到，所述光纖光柵陣列應(yīng)變傳感網(wǎng)絡(luò)包括至少兩根且鋪設(shè)位置相互正交的光纖光柵陣列應(yīng)變傳感光纜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)確定各所述分段管道的管道狀態(tài)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法，其特征在于，所述分段管道狀態(tài)包括健康狀態(tài)、泄漏狀態(tài)、內(nèi)堵狀態(tài)、彎曲變形狀態(tài)和腐蝕狀態(tài)；所述管道物理參量包括分布式壓力、異常位置、變形量和腐蝕量。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法，其特征在于，所述健康狀態(tài)對(duì)應(yīng)管道物理參量為所述分布式壓力，所述泄漏狀態(tài)和所述內(nèi)堵狀態(tài)對(duì)應(yīng)管道物理參量為所述異常位置和所述分布式壓力，所述彎曲變形狀態(tài)對(duì)應(yīng)管道物理參量為所述異常位置和所述變形量，所述腐蝕狀態(tài)對(duì)應(yīng)管道物理參量為所述異常位置和所述腐蝕量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)和所述分段管道狀態(tài)確定各所述分段管道對(duì)應(yīng)的管道物理參量，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述管道物理參量構(gòu)建參量時(shí)程變化曲線，根據(jù)所述參量時(shí)程變化曲線和預(yù)設(shè)異常閾值確定管道檢測(cè)結(jié)果，包括：

8.一種管道狀態(tài)異常檢測(cè)裝置，其特征在于，包括：

9.一種管道檢測(cè)儀，包括處理器、存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，處理器執(zhí)行程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種管道狀態(tài)異常檢測(cè)方法、裝置、管道檢測(cè)儀及介質(zhì)，其方法包括：將待測(cè)管道劃分為若干連續(xù)的分段管道，根據(jù)獲取的待測(cè)管道的光柵陣列應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)確定各分段管道的分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)；根據(jù)分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)確定各分段管道的管道狀態(tài)，根據(jù)分段應(yīng)變傳感數(shù)據(jù)和管道狀態(tài)確定各分段管道對(duì)應(yīng)的管道物理參量；根據(jù)管道物理參量構(gòu)建參量時(shí)程變化曲線，根據(jù)參量時(shí)程變化曲線和預(yù)設(shè)異常閾值確定管道檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明通過(guò)光纖光柵陣列應(yīng)變傳感光纜實(shí)時(shí)采集管道全線應(yīng)變分布，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)盲區(qū)全域狀態(tài)檢測(cè)，通過(guò)全域感知分段建模的策略判斷管道健康狀態(tài)，可以快速精準(zhǔn)定位管道結(jié)構(gòu)病害，通過(guò)構(gòu)建參量時(shí)程變化曲線，有效預(yù)測(cè)管道病害發(fā)展趨勢(shì)。

技術(shù)研發(fā)人員：徐一旻,潘建軍,楊勇,閆奇眾,何光輝,王立新
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/6/5