工业内窥镜应用经典案例之燃气管道做“内窥镜”检测

   在美国210万公里的燃气管道中，六成是1970年前铺设的，更有些可追溯到1929-1933年的大萧条时期。“七老八十”，腐蚀难免;又不可能全部换掉，要知道其中三分之一更是“不可开挖”的。对管道进行检查变得日益迫切。

   2010年夏末，美国加州圣布鲁诺的燃气管道爆炸，大火摧毁了数十个家庭，造成8人遇难，消防员奋战12小时才得以控制火势。这次事件引发了对管道检测技术的特别关注，而这本是燃气产业的软肋。

　　维修人员曾采用“智能化管道检测仪表”(英文头字母是PIG，被戏称为“猪”)来发现锈蚀、接缝强度不够、管壁变薄等状况，评估管道的状况。因为PIG在管道中是靠着气体的流动推着走的，控制起来极具挑战性。“想让它停留在指定地点，就像让你用吸管推动一个棒球，十分困难。”

　　卡内基梅隆大学的机器人专家哈根·谢姆丰和同事们抓住了这个不容错过的机遇，他们从上世纪末开始研究，为使用中的燃气管道创制更完善的检测设备。该团队推出了长2.4米、重30公斤的无线遥控机器人“探索II号”，最近在宾夕法尼亚州的试验中成功通过了蜿蜒曲折600米、老PIG不能潜入的复杂管道。

　　“探索II号”的主要检测手段，是以2个小型的动态电磁感应线圈在管道中创建一个磁场，机器人实时测量磁场的轻微变化。这种变化提示着管道壁厚度的差异，这可能是腐蚀或接缝破损的迹象，甚至是爆炸隐患。电磁感应也使操作人员能检测到机器人的位置，在系统一旦失效时能将其找回。

　　它在两端各安装了一个鱼眼摄像头，视野角度达到190度，能持续不断地采集视频数据，就像一路为管道做内窥镜检查。数据送出达300米外，帮助确定管道损坏的位置。同时，这也弥补了传统PIG因无法浏览而不能处理急转弯的缺陷。

　　机器人是自主控制的，由机载的两个32位神经中枢负责指挥，中枢管理着机器人的基本功能，包括行进转向、视频处理、腿的伸缩，以及无线通讯。“探索II号”身材苗条，能挤进6英寸直径的狭窄管道;“串香肠”式的分段身体，以及能朝任何方向转足90度的关节，使它能灵活地曲折拐弯。15条腿中有6条装有可伸展和收缩的驱动轮，轮子由摩擦系数颇高的聚氨酯制成，它们与管道壁接触，让机器人有足够的牵引力爬坡，甚至能爬上垂直的管道。

　　它的头尾各装有一个拳头大小的无刷电机，驱动机器人在管道内移动，不再依赖于气流的推动。驱动能量则来自锂聚合物电池，一次充电能工作8小时，巡航数公里长的管道。这是很重要的，因为燃气管道动辄长数千公里，并需要年年检查，工作量够大的。按规划一位员工配备“探索II号”，每天可检查3公里管道。

　　该机器人现在在加拿大燃气公司进行商业化试验。

     深圳市亚泰光电作为国内最早涉足工业电子内视镜行业领域的企业之一，多年来一直专注于无损检测技术的研发和开发。公司目前拥有探头两方向、探头四方向、无方向和任意向便携内窥镜，可满足不同的测量环境和测量需求，并针对不同的客户提供不同的解决方案，力争成为你使用内窥镜检测的得力助手。