CN115077405B - 管道检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种管道检测系统及方法。所述管道检测系统包括用于检测管道表面的形变并采集形变数据的表面检测模块、用于检测管道内部的压力变化并采集压力数据的压力检测模块、用于接收所述表面检测模块采集的形变数据和所述压力检测模块采集的压力数据并转换为电信号的数据转换模块以及用于接收经所述数据转换模块转换后的电信号并分析输出的分析模块。本申请利用可见光色散反射原理，对管道尤其是待测高温管道进行无创实时检测。本申请具有使用方便、便于集成和小型化、灵敏度高的特点。

Description

管道检测系统及方法

技术领域

本发明涉及管道检测领域，特别是涉及一种管道检测系统及方法。

背景技术

管道传输在现代化工业上普遍使用，因此高温管道检测受到了广泛的关注，特别是发电站管道检测。众所周知，压力管道的失效泄漏不仅与管道焊接时产生的缺陷、材料安装时损伤有关，而且与管道或其附件组装时的质量以及使用过程中的内外表面腐蚀等有关。高温防热管道特别是在野外、露天、雨水季节时等潮湿条件下使用，会大大加速对管道内外表面的腐蚀。因此发电站管道无损检测及损坏防范迫在眉睫，由于管道受损或者泄露严重危害发电站日常工作，为了减少不必要的损失，越来越多的精密检测仪器应用在各种不同的检测场景中，发电站工作人员需要每天多次的对高温管道定时检测。对于管道的检测和管道内外表面变化的检测已经成为当今精密检测领域关注的重点。

但现有的检测技术，例如包括管内机器人，CCTV检测等，不能在高温的管道内进行检测，因此其无法在高温环境下去工作，具有一定的局限性。在实际使用中，无法达到理想的检测效果。检测过程需要较长时间，无法实现动态实时监测，并且监测灵活性差、适用范围有限、功能难于扩充。且在现有技术中，系统或设备往往具有复杂的结构，需要严格明确的使用流程，使用过程注意事项多，并且体积难于集成小型化，属于精密诊断设备，结构大不便于移动。

因此，本申请提出的一种管道检测系统及方法旨在解决现有技术中存在的诸多问题。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种管道检测系统，所述管道检测系统包括用于检测管道表面的形变并采集形变数据的表面检测模块、用于检测管道内部的压力变化并采集压力数据的压力检测模块、用于接收所述表面检测模块采集的形变数据和所述压力检测模块采集的压力数据并转换为电信号的数据转换模块以及用于接收经所述数据转换模块转换后的电信号并将分析结果输出的分析模块。该系统具有非直接接触、灵敏度高、实时性好、功能易于扩充等特点。

本申请采用简便装置设计结构，关键部件便宜易得，具有成本低、灵活度高、适用范围广、功能易于扩充等特点。基于本申请涉及的原理方法可设计出优化的管道表面检测便携检测仪器，尤其是管道检测系统的表面检测模块可以很好的应用于例如发电站的管道无创检测，对相关管道检测仪器的发展也具有重要意义。

本申请的另一个目的在于提供一种管道检测方法，所述管道检测方法采用如前所述的管道检测系统。与现有技术相比，其方法基于光谱分析的原理，实现保持原待测管道及空间环境不变的情况下进行物质表面检测分析，对环境的要求低。且本方法针对高温管道检测分析技术，弥补了现有技术中的缺点，利用可见光色散反射原理，对待测高温管道进行无创实时检测。具有动态监测、结构简单、成本低、灵敏度高、准确度高、实时性好、稳定性好等特点。

本申请基于可见光色散反射及光谱分析的原理，能够实现保持原待测管道及空间环境不变的情况下进行物质表面检测分析，整体管道检测系统对环境的要求低。且本申请针对高温管道检测分析技术，弥补了现有技术中的缺点，具有结构简单、成本低、灵敏度高、准确度高、实时性好、稳定性好等特点。特别指出的是，本申请可以应用于高温条件下管道形变较快的检测分析的场合，具有更好的应用前景。且本申请具有适合动态长期监测、无创、适用范围广、功能易于扩充等特点。

根据本申请的一个方面，提出一种能够实现前述目的和其他目的和优势的管道检测系统，所述管道检测系统包括：

表面检测模块，所述表面检测模块用于检测管道表面的形变并采集形变数据；

压力检测模块，所述压力检测模块用于检测管道内部的压力变化并采集压力数据；

数据转换模块，所述数据转换模块用于接收所述表面检测模块采集的形变数据和所述压力检测模块采集的压力数据并转换为电信号；和

分析模块，所述分析模块用于接收经所述数据转换模块转换后的电信号并将分析结果输出。

根据本申请的第一方面的一些实施方式，所述表面检测模块还包括

光源组件，所述光源组件中的光源用于发出光束并照射到管道表面；

形变传感器，所述形变传感器用于检测所述管道表面的形变信息；和

光谱仪，所述光谱仪用于接收所述光源组件中的光源经过所述管道表面反射后的光束信息并传输至所述数据转换模块。

根据本申请的第一方面的一些实施方式，所述形变传感器还用于逐点扫描装有待测动态液体的管道表面。

根据本申请的第一方面的一些实施方式，所述形变传感器的测量精度的范围在10-100μm。

根据本申请的第一方面的一些实施方式，所述光源组件中的光源发出平行光束聚焦到管道表面，所述平行光束具有多个聚焦光斑且与管道表面发生反射。

根据本申请的第一方面的一些实施方式，所述光源组件进一步包括用于准直光源的扩束准直装置和用于整形光源的整形装置。

根据本申请的第一方面的一些实施方式，所述光谱仪的光谱范围大于0.02nm。

根据本申请的第一方面的一些实施方式，所述压力检测模块包括法兰，所述法兰机械固定在管道表面；和

压力传感器，所述压力传感器固定在所述法兰上，用于采集管道内部的压力数据。

根据本申请的第一方面的一些实施方式，所述分析模块还包括外接设备显示接口，通过所述外接设备显示接口传输并在外接设备上显示所述表面检测模块和所述压力检测模块采集的管道信息。

根据本申请的第一方面的一些实施方式，所述表面检测模块还包括用于检测管道表面凹凸情况的表面凹凸检测单元和用于检测管道整体形貌的形貌检测单元。

根据本申请的第一方面的一些实施方式，所述光源组件中的光源构造成LED光源。

根据本申请的另一个方面，提出一种管道检测方法，所述管道检测方法采用如前所述的管道检测系统，所述管道检测方法包括如下步骤：

S1：所述管道检测系统的表面检测模块采集管道形变数据；

S2：所述管道检测系统的压力检测模块采集管道压力数据；

S3：所述管道检测系统的数据转换模块接收所述表面检测模块采集的管道形变数据和所述压力检测模块采集的管道压力数据并转换为电信号；

S4：所述管道检测系统的分析模块接收经所述数据转换模块转换后的电信号并将分析结果输出。

根据本申请的另一个方面的一些实施方式，步骤S1中，所述表面检测模块利用可见光色散反射的原理采集管道形变数据。

根据本申请的另一个方面的一些实施方式，步骤S1中，所述表面检测模块包括用于发出光束并照射到管道表面的光源组件、用于检测所述管道表面的形变信息的形变传感器和用于接收所述光源组件的光束信息并传输至所述数据转换模块的光谱仪。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本申请的技术方案作进一步的详细描述。在附图中，除非另有说明，相同的附图标记用于表示相同的部件。其中：

图1是本申请的管道检测系统的模块组成示意图；

图2是本申请的管道检测系统的结构示意图。

附图标记说明

10表面检测模块

101光源组件

102光谱仪

110表面凹凸检测单元

120形貌检测单元

20压力检测模块

30数据转换模块

40分析模块

401PC显示器

50待测管道

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅涉及本申请的一部分实施形式，而非全部的实施形式。基于本申请公开的实施例，本领域普通技术人员在无需做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变换措辞，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、产品或设备并不局限于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有具体列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本领域技术人员应理解的是，在本申请说明书和权利要求书的描述当中，某些术语所指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系而言的，其仅仅是为了便于描述本申请和简化描述，而非表示或暗示所指的装置、机构、结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本申请的限制。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施形式中。在说明书中的各个位置出现该措辞并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

图1是本申请的管道检测系统的模块组成示意图。如图1所示，在表面检测模块10中包括表面凹凸检测单元110和和形貌检测单元120。其中，表面凹凸检测单元110和和形貌检测单元120用于获取待测管道50的形变信息。例如，当待测管道50发生破损、膨胀等问题时，其形变可由表面凹凸检测单元110和和形貌检测单元120检测并传输至数据转换模块30。进一步地，所述管道检测系统不仅可以监测待测管道50的形变信息，还包括压力监测模块，所述压力检测模块20采集管道内部的压力信息。

如图1中所示，箭头的方向示意整体管道检测系统的信息传输方向。其中，经由表面检测模块10和压力检测模块20采集到的管道表面形变信息和管道内部的压力信息传输至数据转换模块30。进一步地，通过数据转换模块30完成数据信息到电信号的转变。进一步地，将转换后的电信号传输至分析模块40，对数据进行分析并进一步传输至外接的显示终端进行数据显示，其显示的数据例如可以是待测管道50的形变信息如破损、膨胀等，同时也可以显示待测管道50的压力信息。

图2是本申请的管道检测系统的结构示意图。如图2所示，图中分别是示出了光源组件101的光源以及光谱仪102。光源组件101中的光源照射至待测管道50，在待测管道50表面发生反射，由表面检测模块10中的形变传感器获取待测管道50的表面形变信息，并将表面形变信息传输至光谱仪102进行分析。具体地，在本实施例中，光谱仪102优选FX2000，其具有较高的灵敏度，有助于提升整体管道检测系统的数据采集的稳定性和可靠性。当表面检测模块10和压力检测模块20采集到相应的管道数据后，通过数据转换模块30和分析模块40进行数据的转换和处理。所获得的管道详细数据通过外接的设备进行显示。例如，图2中示出的是一台PC显示器401，其可以将整体管道检测系统的管道数据例如表面发生的破损、膨胀以及待测管道50的压力信息进行实时地显示。

在一些实施例中，本申请基于可见光色散反射的原理对待测管道50表面检测。进一步地，可以基于共焦色散反色的原理。具体而言，管道检测系统中表面检测模块10中的光源例如可以是白光LED光源经光束发出平行准直光束聚焦到不锈钢管道表面形变处，形变传感器逐点扫描装有待测动态液体的容器管道表面，在管道表面上发生反射后被光谱仪102接收。其中需要说明的是，可见光经过色散后照射到待测表面，聚焦在待测表面上的中心点处，此过程即为逐点扫描。同时基于压力检测模块20对内部压力变化进行检测，经数据转换模块30将不同数据信息转换后，即可得到所需要的管道的相关数据信息，经过分析模块40后在显示终端例如可以是显示器，例如PC显示器401，实时显示管道内部的变化情况。

在一些实施例中，本申请所涉及的管道检测系统包括用于检测管道表面的形变并采集形变数据的表面检测模块10、用于检测管道内部的压力变化并采集压力数据的压力检测模块20、用于接收所述表面检测模块10采集的形变数据和所述压力检测模块20采集的压力数据并转换为电信号的数据转换模块30以及用于接收经所述数据转换模块30转换后的电信号并将分析结果输出的分析模块40。

在一些实施例中，表面检测模块10包括用于检测所述表面检测模块10的形变信息的形变传感器、光源组件101以及光谱仪102。所述光源组件101中的光源用于发出光束并照射到管道表面后，所述形变传感器用于检测管道表面的形变信息。例如，当管道表面发生形变时，光源照射到待测表面，其光谱会产生变化。由形变传感器采集光谱信息，并传输至光谱仪102。光谱仪102接收所述光源组件101中的光源经过所述管道表面反射后的光束信息并传输至所述数据转换模块30。需要说明的是，所述形变传感器还用于逐点扫描装有待测动态液体的管道表面，且形变传感器的测量精度的范围在10-100μm。

在一些实施例中，待测管道50使用的是304不锈钢材质，本系统严格控制形变传感器与管道容器间的距离，使得LED反射光束能够包含待测管道50的全部有效信息。

在一些实施例中，表面检测模块10通过形变传感器扫描可见光谱信息，将反射光的信息传送到光谱仪102，经过数据转换模块30通过分析模块40处理后获取管道表面形变信息并在显示终端显示。

在一些实施例中，当表面检测模块10用于检测待测管道50表面时，光源组件101中的光源投射至待测管道50表面。其测量原理是光谱共聚焦，使用不同波长的光，通过色散在光轴上形成不同的焦距，通过色散物镜的作用将会依次聚焦在光轴上，产生轴向的色差现象。每个焦点处的单色光波长都对应一个轴向位置，由此将波长信息转换为位移信息。通过形变传感器对所述位移信息也就是光谱的波长信息进行采集并传输至光谱仪102。光谱的波长信息到达光谱仪102进行后续处理。由于每个波长都对应着一个波长值，通过将原始预设的管道数据和待测管道50表面的峰值数据进行对比，来检测待测管道50表面有无缺陷并对缺陷的大小进行判断。此系统具有非接触测量、高速度、高精度、高适应性等明显优势。

在一些实施例中，所述光源组件101中的光源发出平行光束聚焦到待测管道50表面，所述平行光束具有多个聚焦光斑且与管道表面发生反射。

在一些实施例中，所述光源组件101中的光源通常采用高亮度LED光源。可选地，光源组件101中的光源还可以是其他类型的光源装置，比如疝气灯、汞高压灯等。更加优选地，光源组件101中的光源可以是单色LED光源，也就是说，每一个LED光源产生并向外投射出单色光。其中，优选构造成白色LED光源。

在一些实施例中，所述光源组件101中还包括扩束准直装置。所述扩束准直装置可以包括多个准直透镜。也就是说，可以由多个准直透镜组成准直透镜组，多个准直透镜组成的准直透镜组设置于所述光源组件101中光源的出光侧。

在一些实施例中，所述光源组件101中还包括整形装置。所述整形装置可以包括用于对光源发出的光束进一步整形和匀化的中继透镜、反光镜或直角棱镜等。其通过合适的组合和装配，能够实现对光源的整形，提升光源组件101光源的稳定性。例如，所述中继透镜的设置是为了对光束进一步整形，使得输出均匀的准直光束，从而提高光源组件101的光源质量。

在一些实施例中，LED白光光源经过扩束准直装置和整形装置后照射到管道表面。该光束能够逐点扫描，与装有动态液体的管道紧密贴合，经反射回来的可见光光束被表面检测模块10的光谱仪102检测，从而检测管道表面由于内部温度环境变化或其他原因引起的形变。

在一些实施例中，LED白光光源发出平行准直光束聚焦到发生形变管道表面，该直线具有多个聚焦光斑，该可见光光束与装有动态液体溶液的管道表面上发生反射，经管道表面反射后到光谱仪102，经光谱仪102分析处理后，进一步传输至数据转换模块30和分析模块40，如此完成整体表面检测模块10的检测流程，对管道表面的形变进行动态或静态地监控。

在一些实施例中，表面检测模块10中的光谱仪102其光谱范围优选大于0.02nm。进一步地，可以采用光学多道分析仪OMA(Optical Multi-channel Analyzer)，其是采用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器。它集信息采集、处理、存储功能于一体。使用OMA分析光谱，测量准确迅速，方便，且灵敏度高，响应时间快，光谱分辨率高。选用较为精确的光谱仪102，能够更加适应于微弱信号，瞬变信号尤其是管道内的信号的检测。如此使得整体管道检测系统的稳定性及可用性更高。

需要说明的是，本申请提及的管道检测系统中的表面检测模块10还可以包括用于检测管道表面凹凸情况的表面凹凸检测单元110和用于检测管道整体形貌的形貌检测单元120。通过表面凹凸检测单元110和形貌检测单元120能够更加详细地获取管道的整体状态信息，能够更清晰准确地对整体管道进行检测，提升整体系统的精确度、实时性和可靠性。

可选地，作为一种可替代的变形方案，所述表面检测模块10中的光源组件101、形变传感器和光谱仪102可以构造成一种用于测量位移信息的位移传感器。该位移传感器的工作原理是由光源组件101中的LED光源射出一束宽光谱的复色光(呈白色)，通过色散镜头发生光谱色散，量程范围内形成不同波长的单色光。每一个波长的焦点都对应一个距离值。发射光束射到待测物体表面被反射回来，满足共聚焦条件的单色光，可以被光谱仪102感测到。通过光谱仪102分析计算被感测到的波长信息，换算获得距离值。在换算成对应的距离值后，可以分析判断出待测表面是否发生了形变并确定形变的具体位置信息、形变大小以及膨胀或凹陷程度。由此，通过该位移传感器获得整体待测表面的形变信息。

需要说明的是，上述提及的实施例中，只设置了单个光源组件101以及与单个光源组件101对应的形变传感器和光谱仪102。在实际生产应用中，可根据具体不用的应用场景，布置多个光源组件101和多个形变传感器。且多个光源组件101和多个形变传感器可设置有驱动装置，通过驱动装置对多个光源组件101和形变传感器进行移动，如此能够实现对管道的多个部分进行移动检测，提升整体管道检测系统的工作效率。同时，多个光源组件101和形变传感器也可多点布置于待测管道处，提升管道检测系统的稳定性，防止单个组件损坏，影响整体管道检测系统的工作。

在一些实施例中，管道检测系统中的压力检测模块20包括固定在管道表面的法兰和固定在所述法兰上的压力传感器，该压力传感器用于采集管道内部的压力数据。

需要说明的是，固定在管道表面的法兰采用耐高温法兰。目的是提升整体管道检测系统的耐高温性，使得整体系统的使用寿命更长。选用耐高温法兰后，压力检测模块20能够抵抗高温环境，压力传感器测量管道内部压强值，传送到压力检测模块20，经过数据收集和处理后传送至数据转换模块30，再由数据转换模块30进一步传输至分析模块40。如此设定，使得管道内的压力数值能够被压力传感器实时捕捉，使得整体管道检测系统对压力值实时分析，具有方法简单、灵敏度高、实时性强的效果。

在一些实施例中，数据转换模块30用于接收管道检测系统中表面检测模块10采集的形变数据和压力检测模块20采集的压力数据，并将采集到的形变数据和压力数据转换为电信号。

在一些实施例中，数据转换模块30可以包括滤波电路、放大电路及模数转换电路。例如可以是滤波电路的输入端可以用来输入差分电压信号，滤波电路的输出端与放大电路的输入端电连接，放大电路的输出端与模数转换电路的输入端电连接，模数转换电路的输出端用来输出数字信号。

在一些实施例中，数据转换模块30可以包括微控制器、微处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、应用特定指令集处理器(ASIP)、中央处理器(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机(ARM)、可编程逻辑器件以及能够执行一个或多个功能的任何电路和处理器等，或其任意组合。

需要说明的是，本实施例中数据转换模块30中设定有适用于管道检测的算法模型。所述算法模型通过设定的算法对表面检测模块10和压力检测模块20采集到的数据进行合理地转换计算。通过算法模型的转换后，将数据传输至管道检测系统的分析模块40，从而在分析模块40中进一步分析处理并显示数据，完成整体管道检测系统对管道的实时监控。

在一些实施例中，数据转换模块30还可以包括存储设备，存储设备可以包括一个或多个存储组件，每个存储组件可以是一个独立的设备，也可以是其他设备的一部分。举例说来，存储设备可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器等或其任意组合。示例性地，大容量储存器可以包括磁盘、光盘、固态磁盘等。

需要说明的是，本申请中所提及的管道检测系统中的表面检测模块10接收到的可见光信息仍含有很多干扰信息。因此，在分析模块40中利用构造的可见光检测信号分析方法将接收到的信息进一步计算，目的是将接收到数据中的有用待测信息更方便得提取出来，并且将其灵敏度极高、准确率极高的以数字形式进行表示。

需要说明的是，由于各个波段光所携带的有用信息不同，而干扰信息变化较大。因此，在可见光检测信号分析方法中，优选构造矩阵X，矩阵X反映了当前时刻携带信息的所有可见光数据信息以及当前时刻不同干扰信息影响下不同位置接收信息的变化差值。下一步紧接着对矩阵X内的每一行数据进行卷积运算，构造矩阵A＝[A1,A2……An]，其中A1为矩阵X第一行数据的卷积结果。对矩阵A得到的某一时刻数据进行标定，且构造后矩阵的卷积运算可以很好地增强有用信号，即可利用标定好的标准数据对比得到每一时刻待测表面变化信息。通过每一组数据的时时对比，可以实时将管道表面信息微小变化更加清晰地识别，进而对任意时刻高速流体管道实时监测，提升了整了管道检测系统的数据稳定性及适配性。

在一些实施例中，管道检测系统的分析模块40包括外接设备显示接口，通过外接设备显示接口传输并在外接设备上显示所述表面检测模块10和所述压力检测模块20采集的管道信息。

在一些实施例中，管道检测系统的分析模块40在连接外接设备，例如连接一个PC显示器401后，其分析的数据可以在PC显示器401上显示。例如，其可以通过光谱数据建立模型，将管道表面的缺陷信息显示出来。其中缺陷信息可以包括空洞缺陷信息、裂纹缺陷信息、变形缺陷信息。具体而言，空洞缺陷信息可以是缺口位置、缺口大小等。该缺陷信息可以采用数字形式展示，同样也可以采用图片、视频等形式进行展示，使得使用管道检测系统的工作人员能够快速判断管道表面产生的问题并迅速采取相应的措施。进一步地，PC显示器401上还可以显示出管道受热膨胀的形变程度。同时还能实时显示管道内部的压力，采集到的压力信息可与预设的压力值进行对比，当采集的压力信息超过预设值过多时，可以进行报警，对使用管道检测系统的工作人员做出提示，防止出现安全隐患。

在一些实施例中，需要展现的缺陷信息可以采用二维坐标和/或三维坐标的形式展示信息。例如，当选用二维坐标时，其x轴、y轴分别表示缺陷在待测平面的横纵距离值的大小，通过距离值可以分析判断出缺陷的具体位置并作出报警提示。当选用三维坐标时，其z坐标可以用来表示当前缺陷在待测管道的深度。由此，通过x轴、y轴、z轴能够实时展现待测管道的缺陷信息，并能够以输出图像的方式进行告警显示，使得使用管道检测系统的工作人员更容易地发现管道在工作中出现的问题，及时采取相应的措施。

在一些实施例中，管道检测系统的外接设备显示接口可以接入一些本领域常用的显示终端。在一些实施例中，显示终端可以包括移动装置、平板电脑、笔记本电脑等中的一种或其任意组合。在一些实施例中，移动装置可以包括可穿戴装置、智能行动装置、虚拟实境装置、增强实境装置等或其任意组合。在一些实施例中，可穿戴装置可以包括智能手环、智能鞋袜、智能眼镜、智能头盔、智能手表、智能衣物、智能背包、智能配饰、智能手柄等或其任意组合。在一些实施例中，智能行动装置可以包括智能电话、个人数字助理(PDA)、游戏装置、导航装置、POS装置等或其任意组合。

在一些实施例中，分析模块40还可以包括存储设备，存储设备可以包括一个或多个存储组件，每个存储组件可以是一个独立的设备，也可以是其他设备的一部分。其中存储设备可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器等或其任意组合。示例性地，大容量储存器可以包括磁盘、光盘、固态磁盘等。

根据本申请的一些实施例中，管道检测系统的显示终端可以包括总控制台，所述总控制台通过信号传输对管道进行实时检测并发出警报。其中，总控制台在实际生产应用中，可根据需求进行相应的设置，如其可以同时对多个管道的数据进行监控并设置，如此设定，使得整体管道检测系统能够在总控制台的控制下对多个管道进行实时监测，防止管道出现损坏。

在一些实施例中，分析模块40还可用于确定接收管道数据信息的第一接收时间，基于第一接收时间确定反馈时间段(例如，15分钟)。在一些实施例中，在反馈时间段内，分析模块40还用于判断是否接收到管道的形变信息、压力信息等反馈信息。若未接收到，分析模块40则进入休眠模式，其中，休眠模式为分析模块40停止发送数据至显示终端的模式。如此设定，使得在不需要上传数据的时间段内，减少本系统的电量损耗，延长系统的使用寿命。

在一些实施例中，分析模块40中还可以包括控制器。其中，控制器还可以基于光谱仪102获取的形变信息，判断管道内表面是否产生形变。示例地，若通过表面检测模块10的光谱仪102以及数据转换模块30可知管道内表面产生了形变，控制器可以判断管道表面发生异常。在一些实施例中，分析模块40的控制器还可以用于在管道表面产生形变时，发出提示信息。在一些实施例中，提示信息可以为声音信息或光线信息。例如，提示信息可以为语音信息“管道表面异常，请及时检修”。又例如，提示信息可以为LED灯发出的光线。在一些实施例中，提示信息还可以是分析模块40的控制器发送至显示终端的信息(例如，短信信息、语音信息)等。在一些实施例中，通过控制器判断管道表面是否异常，并在管道表面产生异常时，发出提示信息，能够及时有效地提示用户对管道进行检修，提高生产安全。

在一些实施例中，分析模块40中还可以包括控制器。其中，控制器还可以基于压力传感器获取的压力，判断管道内的压力是否异常。例如，控制器内可以预存有管道压力阈值，控制器可以比较管道压力的实时数值与管道压力阈值，判断管道内的压力是否异常。示例地，若压力传感器获取的压力大于管道压力阈值，控制器可以判断管道压力异常。在一些实施例中，分析模块40的控制器还可以用于在管道压力异常时，发出提示信息。在一些实施例中，提示信息可以为声音信息或光线信息。例如，提示信息可以为语音信息“压力异常”。又例如，提示信息可以为LED灯发出的光线。在一些实施例中，提示信息还可以是分析模块40的控制器发送至显示终端的信息(例如，短信信息、语音信息)等。在一些实施例中，通过控制器判断管道压力是否异常，并在管道压力异常时，发出提示信息，能够及时有效地提示用户对管道进行检修，提高生产安全。

进一步地，所述分析模块40可包括云端服务器。其中，云端服务器与所述管道检测系统通信连接，并且依据由所述表面检测模块10和压力检测模块20采集到的信息对管道进行动态和/或静态的监控管理，所述云端服务器包含多个平行设置的管理模块。例如其可以包括实时状态模块、检修提示模块、历史数据查询模块、设备管理模块、系统管理模块等。

需要说明的是，在管道检测系统中设置有无线和/或有线传输的方式。具体而言，其数据转换模块30和分析模块40构造成无线传输和/或有线传输。在一些实施例中，多个表面检测模块10和压力检测模块20实时获取到管道的状态信息后通过无线和/或有线传输到数据转换模块30进行进一步处理。

需要说明的是，本申请所提及的管道检测系统中的各个模块、组件中的通信均可采用无线/有线等等通信方式。例如在一些实施例中，所使用的网络可以是任意类型的有线或无线网络。例如，网络可以包括缆线网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内部网络、网际网络、区域网络(LAN)、广域网络(WAN)、无线区域网络(WLAN)、都会区域网络(MAN)、公共电话交换网络(PSTN)、蓝牙、ZigBee网络、近场通讯(NFC)网络等或以上任意组合。

需要说明的是，本申请所提及的管道检测系统中，其表面检测模块10和压力检测模块20不限于一个。例如可以在管道检测系统中设置有多个表面检测模块10和压力检测模块20，防止在工作过程中，某一模块损坏而影响整体系统的工作。如此设定，既可以防止单一模块损坏影响整体系统的工作效率，又可以使得整体系统可以实时检测多个管道或统一管道的多个位置。

在一些实施例中，管道检测系统的使用过程如下：首先对入射可见光束准直、整形，对LED白光光源发出的复色光束进行适当调整，发出一组平行复色聚焦光斑，使其能够很好的携带待测表面形变的信息。进一步地，基于可见光色散反射方法的待测管道50信息采集。其基于可见光色散反射原理，在白光光源射入待测管道50表面处与管道表面发生反射，光束分光后逐点扫描管道表面形变信息，反射光束的光强变化可以精确、灵敏的反映表面形变相关信息。进一步地，基于压力传感检测方法的待测管道50压强采集，其利用法兰紧固在高温管道表面并获取管道内部流体压强值，经过数据转换模块30后传输到分析模块40。进一步地，利用可见光检测信号分析方法对待测管道50表面信息进行处理分析。

本申请的另一方面提供一种管道检测方法，所述管道检测方法采用如前所述的管道检测系统。与现有技术相比，其方法基于光谱分析的原理，实现保持原待测管道50及空间环境不变的情况下进行物质表面检测分析，对环境的要求低。且本方法针对高温管道检测分析技术，

利用可见光色散反射原理，对待测高温管道进行无创实时检测。具有动态监测、结构简单、成本低、灵敏度高、准确度高、实时性好、稳定性好等特点。

在一些实施例中，所述管道检测方法采用如前所述的管道检测系统，并具有如下步骤：

S1：所述管道检测系统的表面检测模块10采集管道形变数据；

S2：所述管道检测系统的压力检测模块20采集管道压力数据；

S3：所述管道检测系统的数据转换模块30接收所述表面检测模块10采集的管道形变数据和所述压力检测模块20采集的管道压力数据并转换为电信号；

S4：所述管道检测系统的分析模块40接收经所述数据转换模块30转换后的电信号并将分析结果输出。

在一些实施例中，步骤S1中，所述表面检测模块10利用如前所述的可见光色散反射的原理采集管道形变数据。

在一些实施例中，步骤S1中，所述表面检测模块10包括用于检测所述表面检测模块10的位移信息的形变传感器、用于发出光束并照射到管道表面的光源组件101以及用于接收所述光源组件101的光束信息并传输至所述数据转换模块30的光谱仪102。

在一些实施例中，步骤S4中，所述分析模块40利用如前所述的可见光检测信号分析方法对管道表面信息进行处理分析。

以上描述仅为本申请的较佳实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的但不限于具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种管道检测系统，其特征在于，所述管道检测系统包括：

表面检测模块，所述表面检测模块用于检测管道表面的形变并采集形变数据，所述表面检测模块还包括用于检测管道表面凹凸情况的表面凹凸检测单元和用于检测管道整体形貌的形貌检测单元；

压力检测模块，所述压力检测模块用于检测管道内部的压力变化并采集压力数据，所述压力检测模块包括耐高温法兰和被设置在耐高温法兰上的压力传感器，其中所述压力传感器用于采集管道内部的压力数据；

数据转换模块，所述数据转换模块用于接收所述表面检测模块采集的形变数据和所述压力检测模块采集的压力数据并转换为电信号；和

分析模块，所述分析模块用于接收经所述数据转换模块转换后的电信号并基于采集到的所述形变数据和所述压力数据输出分析结果，所述表面检测模块还包括

光源组件，所述光源组件中的光源用于发出光束并照射到管道表面；

形变传感器，所述形变传感器用于检测所述管道表面的形变信息；和

光谱仪，所述光谱仪用于接收所述光源组件中的光源经过所述管道表面反射后的光束信息并传输至所述数据转换模块。

2.根据权利要求1所述的管道检测系统，其特征在于，所述形变传感器还用于逐点扫描装有待测动态液体的管道表面。

3.根据权利要求1所述的管道检测系统，其特征在于，所述形变传感器的测量精度的范围在10-100μm。

4.根据权利要求1所述的管道检测系统，其特征在于，所述光源组件中的光源发出平行光束聚焦到管道表面，所述平行光束具有多个聚焦光斑且与管道表面发生反射。

5.根据权利要求1所述的管道检测系统，其特征在于，所述光源组件进一步包括用于准直光源的扩束准直装置和用于整形光源的整形装置。

6.根据权利要求1所述的管道检测系统，其特征在于，所述光谱仪的光谱范围大于0.02nm。

7.根据权利要求1所述的管道检测系统，其特征在于，所述分析模块还包括外接设备显示接口，通过所述外接设备显示接口传输并在外接设备上显示所述表面检测模块和所述压力检测模块采集的管道信息。

8.根据权利要求1所述的管道检测系统，其特征在于，所述光源组件中的光源构造成LED光源。

9.一种管道检测方法，所述管道检测方法采用根据权利要求1-8中任一项所述的管道检测系统，其特征在于，所述管道检测方法包括如下步骤：

S1：所述管道检测系统的表面检测模块采集管道形变数据；

S2：所述管道检测系统的压力检测模块采集管道压力数据；

S3：所述管道检测系统的数据转换模块接收所述表面检测模块采集的管道形变数据和所述压力检测模块采集的管道压力数据并转换为电信号；

S4：所述管道检测系统的分析模块接收经所述数据转换模块转换后的电信号并基于采集到的所述形变数据和所述压力数据输出分析结果。

10.根据权利要求9所述的管道检测方法，其特征在于，步骤S1中，所述表面检测模块利用可见光色散反射的原理采集管道形变数据。