CN107332896A - 一种水下探伤器控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的水下探伤器控制系统及方法，包括移动终端、服务器、多个小区终端以及水下探伤器；所述水下探伤器对水下管道的管壁进行拍摄，获得视频数据；所述控制单元用于实时对得到的视频数据进行分析，当判断视频数据中存在锈蚀或裂缝时，截取包含有锈蚀或裂缝的视频段为可疑视频，并通过所述通讯单元传给移动终端；所述移动终端用于供工作人员对接收的可疑视频进行筛选，并将筛选后的可疑视频上传至服务器；所述服务器根据可疑视频中锈蚀或裂缝程度生成提醒命令，并发送给小区终端；所述小区终端显示接收到的提醒命令。该水下探伤器控制系统通过红外检测能够实现对水下管道探伤，并且能够将拍摄到的视频发送至移动终端，方便工作人员查看。

Description

一种水下探伤器控制系统及方法

技术领域

本发明属于建筑探伤领域，具体涉及一种水下探伤器控制系统及方法。

背景技术

目前我国的水下管道数量越来越多。由于水下管道均处在特殊的水下环境中，长年累月下来，随着使用时间越来越长，许多水下管道出现侧漏、断裂等事故，成为危及财产、生命安全的巨大隐患。而目前常用的水下管道探伤方法主要是放干水库，再对水下管道进行检测，但是该方法较复杂、耗时长。因此，水下管道的探伤是水下管道裂缝修复与加固的难点。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供亟需提供一种水下探伤器控制系统及方法，通过红外检测能够实现对水下管道探伤，并且能够将拍摄到的视频发送至移动终端，方便工作人员查看。

一种水下探伤器控制系统，包括移动终端、服务器、多个小区终端以及水下探伤器；

所述水下探伤器包括探伤器主体，设置在探伤器主体内的推进器、控制单元、红外相机和通讯单元；

所述推进器用于给所述探伤器主体提供前进、后退或拐弯的动力；

所述红外相机用于对水下管道的管壁进行拍摄，获得视频数据；

所述控制单元用于实时对得到的视频数据进行分析，当判断视频数据中存在锈蚀或裂缝时，截取包含有锈蚀或裂缝的视频段，定义为可疑视频，并通过所述通讯单元传给移动终端；

所述移动终端用于供工作人员对接收的可疑视频进行筛选，并将筛选后的可疑视频上传至服务器；

所述服务器根据可疑视频中锈蚀或裂缝程度生成提醒命令，并发送给小区终端；

所述小区终端显示接收到的提醒命令。

优选地，所述水下探伤器还包括设置在所述探伤器主体内的定位模块；所述定位模块用于获取所述探伤器主体当前的位置信息；所述水下探伤器还用于读取所述定位模块的位置信息，并将可疑视频和位置信息进行打包，发送给移动终端；

所述移动终端还用于将所述筛选后的可疑视频及其对应的位置信息上传至服务器；

所述服务器根据接收到的位置信息筛选出该水下管道所在小区，并生成提醒命令，并发送给该小区对应的小区终端。

优选地，所述水下探伤器中截取所述包含有锈蚀或裂缝的视频段时，对所述视频段的每一帧图片进行分析，并获得锈蚀面积或裂缝面积最大的图片，定义为危险程度判定图片；所述可疑视频还包括所述危险程度判定图片；所述水下探伤器还用于将包含有所述视频段和所述危险程度判定图片的可疑视频发送给所述移动终端；

所述移动终端接收并按接收时间顺序缓存所述可疑视频和位置信息；当所述缓存的某条可疑视频被点击查看时，读取该可疑视频并显示可疑视频中的危险程度判定图片，当检测到该可疑视频的播放动作时，播放所述该可疑视频中的视频段。

优选地，所述可疑视频的播放动作为向上滑动移动终端屏幕。

优选地，当所述移动终端检测到向下滑动移动终端屏幕时，将当前查看的可疑视频和对应的位置信息打包上传至服务器；当所述移动终端检测到向右滑动移动终端屏幕时，删除当前读取的可疑视频和对应的位置信息；读取下一条可疑视频。

优选地，所述控制单元包括单片机，电源电路，稳压芯片以及隔离电路；隔离电路包括隔离光耦和二极管，单片机I/O口与隔离光耦的输入端连接，隔离光耦的输出端与稳压芯片的输出口连接，隔离光耦的输出端还与二极管的阳极连接，二极管的阴极为所述信号输出电路的输出信号；电源电路具有地线输出端和火线输出端，电源电路的火线输出端与稳压芯片的输入口连接。

优选地，所述隔离光耦的输出端通过串联阻值为330欧姆的电阻连接至所述二极管的阳极；所述隔离光耦的输入端通过串联阻值为220欧姆的电阻连接至所述单片机的I/O口。

优选地，所述电源电路的火线输出端通过保护电路与稳压芯片的输入口连接，保护电路包括PNP型三极管，PNP型三极管的基极通过第一分压电阻接地，第一分压电阻与PNP型三极管连接的一端通过第二分压电阻连接至电源电路的火线输出端，PNP型三极管的发射极通过限流电阻连接至电源电路的火线输出端，PNP型三极管的集电极连接至稳压芯片的输入口。

一种水下探伤器控制方法，在上述水下探伤器控制系统上运行，其中水下探伤器包括以下步骤：

启动红外相机对水下管道的管壁进行拍摄，获得视频数据；

对得到的视频数据进行分析，当判断视频数据中存在锈蚀或裂缝时，截取包含有锈蚀或裂缝的视频段；

对所述视频段的每一帧图片进行分析，并获得锈蚀面积或裂缝面积最大的图片，定义为危险程度判定图片；

将视频段与危险程度判定图片进行打包，形成所述可疑视频；

读取所述定位模块的位置信息，并将可疑视频和位置信息进行打包；

通过所述通讯单元上传。

一种水下探伤器控制方法，在上述水下探伤器控制系统上运行，其中移动终端包括以下步骤：

接收并按接收时间顺序缓存所述可疑视频和位置信息；

当检测到某条可疑视频被点击查看时，读取该可疑视频并显示该可疑视频中的危险程度判定图片；

当检测到向上滑动移动终端屏幕时，播放当前读取的可疑视频中的视频段；

当检测到向下滑动移动终端屏幕时，将当前读取的可疑视频和对应的位置信息打包上传至所述服务器；

当检测到向右滑动移动终端屏幕时，删除当前读取的可疑视频和对应的位置信息；读取下一条可疑视频。

由上述技术方案可知，本发明提供的水下探伤器控制系统及方法，通过红外检测能够实现对水下管道探伤，并且能够将拍摄到的视频发送至移动终端，方便工作人员查看。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为水下探伤器的结构示意图。

图2为水下探伤器中控制单元的电路图。

图3为水下探伤器控制系统的结构框图。

图4为水下探伤器控制方法中水下探伤器的处理流程图。

图5为水下探伤器控制方法中移动终端的处理流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例：

水下探伤器，如图1所示，包括探伤器主体1，设置在探伤器主体1内的推进器6、控制单元3、红外相机2和通讯单元4；

所述推进器6用于给所述探伤器主体1提供前进、后退或拐弯的动力；

所述红外相机2用于对水下管道的管壁进行拍摄，获得视频数据；

所述控制单元3用于实时对得到的视频数据进行分析，当判断视频数据中存在锈蚀或裂缝时，截取包含有锈蚀或裂缝的视频段，定义为可疑视频，并通过所述通讯单元4传给外部设备。

推进器主要用于给所述探伤器主体提供动力，控制探伤器主体前进、后退或拐弯。通过红外相机实现水下管道探伤，该方法依据红外辐射的基本原理，使用红外辐射的分析方法来对水下管道内部能量流动情况进行测量，该方法采用非接触式测量，不会对试验造成污染，测量结果具有可视性，可以通过视频显示测量结果。观测面积大，体积小，便携，检测速度快，可用于现场在线检测。控制单元截取包含有锈蚀或裂缝的视频段传给外部设备，方便外部设备查看。

为了更好地定位受损的水下管道位置，还包括设置在所述探伤器主体内的定位模块5；所述定位模块5用于获取所述探伤器主体1当前的位置信息；

当所述控制单元获得所述可疑视频时，读取所述定位模块的位置信息，该位置信息即为受损的水下管道位置，并将可疑视频和位置信息进行打包，通过所述通讯单元传给外部设备。

所述控制单元截取所述包含有锈蚀或裂缝的视频段时，对所述视频段的每一帧图片进行分析，并获得锈蚀面积或裂缝面积最大的图片，定义为危险程度判定图片；所述可疑视频还包括所述危险程度判定图片。

如图2所示，所述控制单元包括单片机，电源电路，稳压芯片U9以及隔离电路；隔离电路包括隔离光耦U10和二极管D13，单片机I/O口P3.0与隔离光耦U10的输入端连接，隔离光耦U10的输出端与稳压芯片U9的输出口Vout连接，隔离光耦U10的输出端还与二极管D13的阳极连接，二极管D13的阴极为所述信号输出电路的输出信号S+；电源电路具有地线输出端和火线输出端VSS，电源电路的火线输出端VSS与稳压芯片U9的输入口Vin连接。

具体实施时，可以在稳压芯片的输入端和输出端分别并联0.1微法的电容(C23和C24)，用于滤波。由于常用的单片机为3.3V供电，所以稳压芯片可选用输出信号为3.3V的稳压芯片。隔离光耦的输入端集成的发光二极管的阳极连接至单片机的供电电源3.3V，其阴极与单片机I/O口连接。隔离光耦的输出端集成的光敏三极管的发射级与稳压芯片的输出端之间还可以串联一电阻，用于控制输出电流的大小，图2中用两个并联的电阻R42和R46实现。

该控制单元中稳压芯片可以将电源电路输出的电压信号转换稳定的电压信号，当单片机I/O口输出高电平时，该高电平触发隔离光耦输入端集成的发光二极管导通发光，使得隔离光耦输出端集成的光敏三极管导通，电源电路输出的稳定的电压信号直接加在与隔离光耦的输出端相连的二极管，使得二极管导通，并输出的稳定的高电平信号。当单片机I/O口输出低电平时，该高电平触发隔离光耦输入端集成的发光二极管不导通，使得与隔离光耦的输出端相连的二极管截止，输出的低电平信号。该单片机外围的信号输出电路能够将单片机I/O口的输出信号转换为稳定信号输出，提高了I/O口的驱动能力。

所述隔离光耦U10的输出端通过串联阻值为330欧姆的电阻R51连接至所述二极管D13的阳极；所述隔离光耦U10的输入端通过串联阻值为220欧姆的电阻R44连接至所述单片机的I/O口S+。串联在隔离光耦输入端的电阻用于调节输出电流大小，串联在隔离光耦输出端的的电阻能够限制光耦输出端电流大小，降低功耗。

所述电源电路的火线输出端通过保护电路与稳压芯片的输入口连接，保护电路包括PNP型三极管Q4，PNP型三极管Q4的基极通过第一分压电阻R53接地，第一分压电阻53与PNP型三极管Q4连接的一端通过第二分压电阻R47连接至电源电路的火线输出端，PNP型三极管的发射极通过限流电阻R45连接至电源电路的火线输出端，PNP型三极管的集电极连接至稳压芯片的输入口。具体实施时，还可以在第二分压电阻R47上并联电容C25，用于滤除总线纹波。

稳压芯片前端的保护电路起到防止后端短路后输出大电流，烧坏器件的作用，其各电阻和电容的作用是：R47、R53组成简单分压电路，让PNP三极管能导通；R45起到限制输出电流的作用，避免电流过大，烧坏器件，同时避免电流过大，拉低在线电压。

所述稳压芯片U9的型号为LP2950，具有低压差、低功耗、低成本优点。

所述隔离光耦U10的型号为TLP181或LTV-356T，具有高耐压、隔离效果好、低成本优点，所述二极管D13的型号为IN4148，具有反向击穿电压高优点。

一种水下探伤器控制系统，如图3所示，包括移动终端、服务器、多个小区终端以及上述的水下探伤器；

所述水下探伤器用于将所述可疑视频发送给移动终端；此时水下探伤器完成对水下管道的初步筛选，筛选出红外视频中疑似锈蚀或裂缝的视频段。

所述移动终端用于供工作人员对接收的可疑视频进行筛选，并将筛选后的可疑视频上传至服务器；由于红外相机存在误差，通过工作人员实现二次筛选，提高了检测结果的准确度。即工作人员通过移动终端查看接收到的可疑视频，当确定是锈蚀或裂缝时，才上传给服务器。

所述服务器根据可疑视频中锈蚀或裂缝程度生成提醒命令，并发送给小区终端；所述小区终端显示接收到的提醒命令。服务器生成提醒命令发送给小区终端，帮助小区终端的工作人员了解水下管道的受损情况，并提前做好预防或维修。其中一个小区只需要设置一台小区终端即可。

为了提高服务器的提醒精度。所述水下探伤器还包括设置在所述探伤器主体内的定位模块；所述定位模块用于获取所述探伤器主体当前的位置信息；所述水下探伤器还用于读取所述定位模块的位置信息，并将可疑视频和位置信息进行打包，发送给移动终端；

所述移动终端还用于将所述筛选后的可疑视频及其对应的位置信息上传至服务器；所述服务器根据接收到的位置信息筛选出该水下管道所在小区，并生成提醒命令，并发送给该小区对应的小区终端。所述服务器将该段受损水下管道的提醒信息发只送给该管道附近或受影响的小区，提高服务器的提醒精度。

所述水下探伤器中截取所述包含有锈蚀或裂缝的视频段时，对所述视频段的每一帧图片进行分析，并获得锈蚀面积或裂缝面积最大的图片，定义为危险程度判定图片；所述可疑视频还包括所述危险程度判定图片；所述水下探伤器还用于将包含有所述视频段和所述危险程度判定图片的可疑视频发送给所述移动终端；

所述移动终端接收并按接收时间顺序缓存所述可疑视频和位置信息；当所述缓存的某条可疑视频被点击查看时，读取该可疑视频并显示可疑视频中的危险程度判定图片，当检测到该可疑视频的播放动作时，播放所述该可疑视频中的视频段。

为了提高移动终端的工作人员的筛选速度，移动终端在读取可疑视频时，先显示锈蚀面积或裂缝面积最大的危险程度判定图片，假如工作人员已经从该危险程度判定图片判断出该段水下管道不存在锈蚀或裂缝时，不需要观看可疑视频中的视频段，可以直接忽略该可疑视频。当工作人员从该危险程度判定图片判断出该段水下管道存在锈蚀或裂缝，且需要查看具体细节时，可以执行播放动作，当移动终端检测到播放动作时，播放视频段，使得工作人员了解具体的细节。之所以定义锈蚀面积或裂缝面积最大的图片为危险程度判定图片，是为了让工作人员直观地看到该段水下管道的锈蚀面积或裂缝面积，并能够快速地判断该段水下管道是否锈蚀或裂缝，或者是锈蚀程度或裂缝程度。

为了减少移动终端工作人员的筛选操作，移动终端通过检测手指滑动移动终端屏幕的动作来执行相应的操作。所述可疑视频的播放动作为向上滑动移动终端屏幕。当所述移动终端检测到向下滑动移动终端屏幕时，将当前查看的可疑视频和对应的位置信息打包上传至服务器；当所述移动终端检测到向右滑动移动终端屏幕时，删除当前读取的可疑视频和对应的位置信息；读取下一条可疑视频。当向上滑动，播放视频段。向下滑动，说明该段水下管道确实存在锈蚀或裂缝，需要报备给服务器，将数据打包上传至服务器；向右滑动说明已经筛选完上一条可疑视频，需要筛选下一条可疑视频，此时不需要工作人员执行删除上一条可疑视频，或者是读取下一条可疑视频的操作，移动终端自动删除上一条可疑视频，读取下一条可疑视频，操作方便快捷，工作人员只需要滑动移动终端的屏幕即可以完成相关操作，缩短了工作人员的筛选时间。

一种水下探伤器控制方法，如图4所示，在上述的水下探伤器控制系统上运行，其中水下探伤器包括以下步骤：

启动红外相机对水下管道的管壁进行拍摄，获得视频数据；

对得到的视频数据进行分析，当判断视频数据中存在锈蚀或裂缝时，截取包含有锈蚀或裂缝的视频段；

对所述视频段的每一帧图片进行分析，并获得锈蚀面积或裂缝面积最大的图片，定义为危险程度判定图片；

将视频段与危险程度判定图片进行打包，形成所述可疑视频；

读取所述定位模块的位置信息，并将可疑视频和位置信息进行打包；

通过所述通讯单元上传。该方法在判断存在疑似锈蚀或裂缝后，才获取危险程度判定图片和位置信息，减小了水下探伤器的整机功耗，避免了频繁获取危险程度判定图片和位置信息的情况。

一种水下探伤器控制方法，如图5所示，在上述的水下探伤器控制系统上运行，其中移动终端包括以下步骤：

接收并按接收时间顺序缓存所述可疑视频和位置信息；

当检测到某条可疑视频被点击查看时，读取该可疑视频并显示该可疑视频中的危险程度判定图片；

当检测到向上滑动移动终端屏幕时，播放当前读取的可疑视频中的视频段；

当检测到向下滑动移动终端屏幕时，将当前读取的可疑视频和对应的位置信息打包上传至所述服务器；

当检测到向右滑动移动终端屏幕时，删除当前读取的可疑视频和对应的位置信息；读取下一条可疑视频。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种水下探伤器控制系统，其特征在于，包括移动终端、服务器、多个小区终端以及水下探伤器；

所述水下探伤器包括探伤器主体，设置在探伤器主体内的推进器、控制单元、红外相机和通讯单元；

所述推进器用于给所述探伤器主体提供前进、后退或拐弯的动力；

所述红外相机用于对水下管道的管壁进行拍摄，获得视频数据；

所述控制单元用于实时对得到的视频数据进行分析，当判断视频数据中存在锈蚀或裂缝时，截取包含有锈蚀或裂缝的视频段，定义为可疑视频，并通过所述通讯单元传给移动终端；

所述移动终端用于供工作人员对接收的可疑视频进行筛选，并将筛选后的可疑视频上传至服务器；

所述服务器根据可疑视频中锈蚀或裂缝程度生成提醒命令，并发送给小区终端；

所述小区终端显示接收到的提醒命令。

2.根据权利要求1所述水下探伤器控制系统，其特征在于，所述水下探伤器还包括设置在所述探伤器主体内的定位模块；所述定位模块用于获取所述探伤器主体当前的位置信息；所述水下探伤器还用于读取所述定位模块的位置信息，并将可疑视频和位置信息进行打包，发送给移动终端；

所述移动终端还用于将所述筛选后的可疑视频及其对应的位置信息上传至服务器；

所述服务器根据接收到的位置信息筛选出该水下管道所在小区，并生成提醒命令，并发送给该小区对应的小区终端。

3.根据权利要求1所述水下探伤器控制系统，其特征在于，

所述水下探伤器中截取所述包含有锈蚀或裂缝的视频段时，对所述视频段的每一帧图片进行分析，并获得锈蚀面积或裂缝面积最大的图片，定义为危险程度判定图片；所述可疑视频还包括所述危险程度判定图片；所述水下探伤器还用于将包含有所述视频段和所述危险程度判定图片的可疑视频发送给所述移动终端；

所述移动终端接收并按接收时间顺序缓存所述可疑视频和位置信息；当所述缓存的某条可疑视频被点击查看时，读取该可疑视频并显示可疑视频中的危险程度判定图片，当检测到该可疑视频的播放动作时，播放所述该可疑视频中的视频段。

4.根据权利要求3所述水下探伤器控制系统，其特征在于，所述可疑视频的播放动作为向上滑动移动终端屏幕。

5.根据权利要求1所述水下探伤器控制系统，其特征在于，

当所述移动终端检测到向下滑动移动终端屏幕时，将当前查看的可疑视频和对应的位置信息打包上传至服务器；当所述移动终端检测到向右滑动移动终端屏幕时，删除当前读取的可疑视频和对应的位置信息；读取下一条可疑视频。

6.根据权利要求1所述水下探伤器控制系统，其特征在于，

所述控制单元包括单片机，电源电路，稳压芯片以及隔离电路；隔离电路包括隔离光耦和二极管，单片机I/O口与隔离光耦的输入端连接，隔离光耦的输出端与稳压芯片的输出口连接，隔离光耦的输出端还与二极管的阳极连接，二极管的阴极为所述信号输出电路的输出信号；电源电路具有地线输出端和火线输出端，电源电路的火线输出端与稳压芯片的输入口连接。

7.根据权利要求6所述水下探伤器控制系统，其特征在于，所述隔离光耦的输出端通过串联阻值为330欧姆的电阻连接至所述二极管的阳极；所述隔离光耦的输入端通过串联阻值为220欧姆的电阻连接至所述单片机的I/O口。

8.根据权利要求6所述水下探伤器控制系统，其特征在于，所述电源电路的火线输出端通过保护电路与稳压芯片的输入口连接，保护电路包括PNP型三极管，PNP型三极管的基极通过第一分压电阻接地，第一分压电阻与PNP型三极管连接的一端通过第二分压电阻连接至电源电路的火线输出端，PNP型三极管的发射极通过限流电阻连接至电源电路的火线输出端，PNP型三极管的集电极连接至稳压芯片的输入口。

9.一种水下探伤器控制方法，其特征在于，在权利要求1所述水下探伤器控制系统上运行，其中水下探伤器包括以下步骤：

启动红外相机对水下管道的管壁进行拍摄，获得视频数据；

对得到的视频数据进行分析，当判断视频数据中存在锈蚀或裂缝时，截取包含有锈蚀或裂缝的视频段；

对所述视频段的每一帧图片进行分析，并获得锈蚀面积或裂缝面积最大的图片，定义为危险程度判定图片；

将视频段与危险程度判定图片进行打包，形成所述可疑视频；

读取所述定位模块的位置信息，并将可疑视频和位置信息进行打包；

通过所述通讯单元上传。

10.一种水下探伤器控制方法，其特征在于，在权利要求1所述水下探伤器控制系统上运行，其中移动终端包括以下步骤：

接收并按接收时间顺序缓存所述可疑视频和位置信息；

当检测到某条可疑视频被点击查看时，读取该可疑视频并显示该可疑视频中的危险程度判定图片；

当检测到向上滑动移动终端屏幕时，播放当前读取的可疑视频中的视频段；

当检测到向下滑动移动终端屏幕时，将当前读取的可疑视频和对应的位置信息打包上传至所述服务器；

当检测到向右滑动移动终端屏幕时，删除当前读取的可疑视频和对应的位置信息；读取下一条可疑视频。