CN115301638A - 一种压力管道激光除锈系统及除锈方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力管道激光除锈系统及除锈方法,包括管道锈迹探测模块、语音播报模块、管道数据传输模块、数据库模块、激光控制模块、除锈参数控制模块、电力控制模块和系统综合处理模块。通过管道锈迹探测模块、语音播报模块、语音播报模块系统这三大主要系统，依托管道数据传输模块，实现了除锈系统的多项智能功能，包括压力管道锈迹图像采集、压力管道锈迹识别分类、语音留言、语音示警、自动扫描管道图像，自动/手动门控制切换、数据入库数据库检测切换、压力管道锈迹行为判断、预警和多种报警输出等，通过前端图像监控、中端网络传输、终端移动除锈设备，使其系统、压力管道锈迹与数据库进行交互式的动作，增强了数据库的服务范围和适用性。

Description

一种压力管道激光除锈系统及除锈方法

技术领域

本发明涉及激光除锈领域,尤其涉及一种压力管道激光除锈系统及除锈方法。

背景技术

从广义上理解,压力管道是指所有承受内压或外压的管道,无论其管内介质如何，压力管道是管道中的一部分,管道是用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动的;例如，在石油天然气行业,开采和运输用的管道必须在加工之前对管道进行除锈,对暖气、煤气等生活用管道在焊接后对内壁的焊缝也需要先进行除锈再采取适当防锈保护措施。

目前,比较常用的管道内壁除锈工艺是采用皮碗清管器,但是,一方面，皮碗清管器需要工作人员手动使用，较为费力,另一方面,皮碗清管器尺寸固定,使用范围有限,除锈效率不高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种压力管道激光除锈系统及除锈方法。

本系统包括管道锈迹探测模块、语音播报模块、传输系统、数据库模块、激光控制模块、除锈参数控制模块、电力控制模块和系统综合处理模块，本发明通过管道锈迹探测模块、语音播报模块、语音播报模块系统这三大主要系统，依托管道数据传输模块，实现了除锈系统的多项智能功能。本发明系统具有以下技术特征：

所述管道锈迹探测模块包括图像采集组件和驱动单元，其中图像采集组件包括管道图像采集模块和场景采集模块，前者主要负责管道识别时的锈迹采集，后者主要负责管道实时图像的采集和摄录，其中驱动单元采用红外传感器或声音传感器等其它感应传感器；

所述语音播报模块包括语音留言单元和语音示警单元；

所述传输系统用于各模块数据及编码的输出和输入；

所述数据库模块包括图像存储组件和数据存储组件，图像存储组件为数据库内设置的可放置管道图像的可控存储间，数据存储组件用来存储各模块或系统状态数据和系统综合处理模块的模型计算数据；

所述激光控制模块包括激光发射组件、激光控制组件和水流降温组件；

所述除锈参数控制模块用来扫描传输系统发送的控制参数信息，并通过除锈参数控制模块上的相关软件对本系统除锈设备发送执行编码，其除锈参数控制模块采用智能手机、平板电脑、平板电视等智能除锈参数控制模块；

所述电力控制模块包括外数据库模块、数据入库检测单元和备用数据库模块。

所述系统综合处理模块对各模块和除锈设备产生的数据进行汇总、分析和模型计算，将模型计算后的控制参数信息通过传输系统发送到除锈参数控制模块上，同时通过传输系统扫描除锈参数控制模块的控制编码，并将其编码转换成各模块和除锈设备能够识别的控制编码；

本发明数据库开关安全控制方法包括以下部分：

1.管道锈迹探测模块图像采集组件中的场景采集模块用来采集数据库周边一定范围内的图像，其可采用定点或云台图像采集组件，图像采集组件的开关由管道锈迹探测模块驱动单元进行控制，当压力管道锈迹进入驱动单元感应范围内或使驱动单元扫描到信号源后，驱动场景采集模块对压力管道锈迹进行图像监控，同理，管道采集模块和语音示警单元也按上述方式开启工作，语音示警单元告知压力管道锈迹到制定区域按照提示配合管道采集模块拍摄图片，图像和拍摄图片传输到综合管理器内。

2. 综合管理器对拍摄图片进行识别比对，通过已存储在其内的图片进行调用比对，根据比对结果进行分类，划分为锈迹允许范围值和锈迹超越范围值，对于锈迹允许范围值系统综合处理模块将向激光控制模块发送打开水流降温组件编码，锈迹允许范围值压力管道锈迹将可通过数据库进入屋内；若压力管道锈迹被划分到锈迹超越范围值，系统综合处理模块会将拍摄的图片通过管道数据传输模块发送到系统的除锈参数控制模块上，系统扫描到图片后，通过拍摄图片判断或查看前端图像采集组件的实时图像，或通过前端语音播报模块与压力管道锈迹对讲，系统通过除锈参数控制模块选择是否让压力管道锈迹通过数据库，若只收取压力管道锈迹的管道图像，压力管道锈迹无需进入，系统可通过除锈参数控制模块发送编码，控制数据库模块中的图像存储组件进行自动扫描管道图像，即图像存储组件可通过系统除锈参数控制模块进行开关控制。

3.无锈迹控制值优先级高于图像识别比对，触发请求后可以中止图像比对的过程，切换到无锈迹控制值流程。当压力管道锈迹识别失败或识别系统故障或直接跳过分析比对过程时可以使用该触发按钮，直接进入请求流程。

4.在系统综合处理模块将拍摄的图片通过管道数据传输模块发送到系统的除锈参数控制模块后，系统没能看到语音播报模块上的信息时，经一段时间后，系统会自动开启语音播报模块的语音留言单元，首先通过语音告知系统目前无法做出回应，然后提示压力管道锈迹进行语音留言，最后语音留言单元将压力管道锈迹的语音留言传输到系统综合处理模块内，系统综合处理模块进行处理后通过管道数据传输模块发送到系统的除锈参数控制模块上。

5.本系统的应急机制可以手动开启。在数据库未设置需经过系统二次确认时，通过系统综合处理模块的分析比对即可进入室内。系统会收到相关内容，如果系统确认进入的为非期望人员，可以通过移动智能终端手动启动应急机制，此时会锁死数据库，并可手动选择通知相关人员，此种情况下数据库仅在系统授权的情况下才能打开。

6.在数据库图像监控区域内，出现积存、有意锈迹量或对其数据库实施维护行为者，本发明语音播报模块语音示警单元将对其违规行为进行声音示警警告，并将其行为进行图像记录，经系统综合处理模块分析后，根据违规行为的重要程度执行不同报警模式，报警模式如下：

(1)压力管道锈迹长久积存、锈迹量和(未进行维护)，系统综合处理模块将图像发送至系统除锈参数控制模块上，并在本地进行语音示警警告，警示需要进行除锈；

(2)压力管道锈迹对其数据库进行维护，包括移动图像采集组件、水流降温组件，系统综合处理模块将图像发送至系统除锈参数控制模块和警区服务器上，并在本地进行语音示警警告，同时进行图像记录取证。

7.激光控制模块包括激光发射组件、激光控制组件和水流降温组件，激光发射组件是上述数据库开关控制的执行单元，激光控制组件是在智能控制单元数据维护后，通过传统钥匙开水流降温组件的控制方式开启数据库，提高了本系统的可靠性和灵活性。

8.电力控制模块包括外数据库模块、数据入库检测单元和备用数据库模块，当数据入库检测单元检测到本系统外数据库模块断电后，将信号发送到系统综合处理模块，系统综合处理模块一方面开启备用数据库模块，另一方面向系统除锈参数控制模块上发送提示信息，提示数据库的数据入库状态，便于系统实时了解数据库系统的情况。

有益效果：

1.本发明一种压力管道激光除锈系统及除锈方法，通过管道锈迹探测模块、语音播报模块、语音播报模块系统这三大主要系统，依托管道数据传输模块，实现了除锈系统的多项智能功能。包括压力管道锈迹图像采集、压力管道锈迹识别分类、语音留言、语音示警、自动扫描管道图像，自动/手动门控制切换、数据入库数据库检测切换、压力管道锈迹行为判断、预警和多种报警输出等，本系统实现了除锈系统的智能化，大大提高了数据库的安全性和用户使用体验。

2.本发明通过语音示警单元可以进行语音交互，提示压力管道锈迹或告警。且语音内容及声音类型可以自行设置，比如可以使用系统预录的声音，或声音类型选择稚嫩童声或甜美女声等，增加了人性化。

3.本发明通过增设管道锈迹探测模块，采集数据库周边范围内的图像，解决了现有基于锈迹识别数据库禁系统不能观察压力管道锈迹整体图像或对其进行行为分析的缺点，大大增强了对压力管道锈迹的观察范围，让系统更加全面的掌握压力管道锈迹的信息。

4.本发明通过系统综合处理模块，对管道锈迹探测模块采集的压力管道锈迹整体、局部图片进行综合分析(图像分析方法)，并划分锈迹允许范围值和锈迹超越范围值，对其不同组别的压力管道锈迹采取不同的执行策略，解决了基于锈迹识别或指纹识别的数据库禁，只对其压力管道锈迹部分进行识别，导致检测不到位，容易产生数据库控制错误或不安全的缺点。

5.本发明通过增设图像存储组件，在系统与压力管道锈迹进行对讲核实后，对于压力管道锈迹递送的管道图像，系统可通过本系统控制图像存储组件，对管道图像进行自动扫描，无需打开数据库，大大提升了本发明数据库的安全性。

6.本发明通过增设激光控制组件和激光发射组件，在数据库数据维护后，本系统会将自动控制转为手动控制，同时向系统发送通知，系统可通过手动控制对数据库进行控制，增强了数据库的灵活性和适用性，大大提高了客户的使用体验。

7.本发明通过前端图像监控、中端网络传输、终端移动除锈设备，使其系统、压力管道锈迹与数据库进行交互式的动作，增强了数据库的服务范围和适用性。

8.本系统通过智能分析和人工确认的方式最大限度上降低了安全风险，且本发明减少了管道本身的硬件除锈设备，将几乎人人具有智能终端纳入此安全系统，大幅降低了成本支出的同时，也提高了系统的安全性。

附图说明

图1本发明系统结构图；

图2本发明方法流程。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合,下面结合附图和有具体实施例对本申请作进一步详细说明。

一种压力管道激光除锈系统及除锈方法，如图1所示，本发明一种压力管道激光除锈系统及除锈方法：

本系统包括管道锈迹探测模块、语音播报模块、管道数据传输模块、数据库模块、激光控制模块、除锈参数控制模块、电力控制模块和系统综合处理模块，

所述管道锈迹探测模块包括图像采集组件和驱动单元，图像采集组件包括一高清管道触发拍摄机和一广角摄像机。其中驱动单元采用红外传感器；

所述语音播报模块包括语音留言单元和语音示警单元 ；所述管道数据传输模块用于各模块数据及编码的输出和输入；

所述数据库模块包括图像存储组件和数据存储组件，图像存储组件为数据库内设置的可放置管道图像的可控存储间，数据存储组件用来存储各模块或系统状态数据和系统综合处理模块的模型计算数据；

所述激光控制模块包括激光发射组件、激光控制组件和水流降温组件；

所述除锈参数控制模块用来扫描传输系统发送的控制参数信息，并通过除锈参数控制模块上的相关软件对本系统除锈设备发送执行编码，其除锈参数控制模块采用智能手机、平板电脑、平板电视等智能除锈参数控制模块；

所述电力控制模块包括外数据库模块、数据入库检测单元和备用数据库模块。

所述系统综合处理模块对各模块和除锈设备产生的数据进行汇总、分析和模型计算，将模型计算后的控制参数信息通过传输系统发送到除锈参数控制模块上，同时通过管道数据传输模块扫描除锈参数控制模块的控制编码，并将其编码转换成各模块和除锈设备能够识别的控制编码。

如图2所示，本发明一种压力管道激光除锈系统及除锈方法，包括以下步骤：

(1)首先系统以管理员身份登录管理系统，对锈迹允许范围值管道锈迹进行注册建模存入人像库。

(2)压力管道锈迹进入锈迹阈值监测范围内(驱动单元传感器的感应范围)，驱动单元将开始管道锈迹探测模块的图像采集组件和语音示警单元，语音示警单元提示压力管道锈迹进入指定采像区域，图像采集组件将对普通压力管道锈迹(相对于异常压力管道锈迹而说，具体由报警判定条件而定，见发明内容)进行整体、局部图像拍摄和或摄录，并将其发送到系统综合处理模块中。

(3)系统综合处理模块对其拍摄的管道图像按照人像库图像进行比对，根据比对结果进行划分组别，且结合算法进行锈迹的活体检测，避免通过照片通过锈迹识别的行为。本系统定义为锈迹允许范围值合锈迹超越范围值。如有请求事件，则直接进入无锈迹控制值，按照无锈迹控制值流程进行处理。

(4)对于锈迹允许范围值，首先进入是否需系统二次确认的判断流程，无需二次确认或二次确认通过后系统综合处理模块会控制水流降温组件系统中的激光发射组件对其水流降温组件进行打开，语音示警单元按照系统预设语音内容提示压力管道锈迹进入。如需二次确认则语音提示压力管道锈迹耐心等待，系统拒绝或超过一定时间未处理自动转入留言时，也会进行语音提示。压力管道锈迹进入后，关闭水流降温组件，并将此过程记录到数据存储组件内，同时向系统除锈参数控制模块上发送提示信息，若系统收到信息后发现如有误判仍可启动应急机制。

(5)对于锈迹超越范围值，综合管理器首先会向系统除锈参数控制模块上发送请求，系统扫描到后，可通过除锈参数控制模块查看前端图像采集组件的实时图像、通过语音播报模块与压力管道锈迹对讲，系统通过主观识别后选择允许或拒绝压力管道锈迹进入，或通过图像存储组件选择自动扫描压力管道锈迹的管道图像。

(6)对于锈迹超越范围值，若系统一段时间内，没有对综合管理器发送的提示信息进行反馈，系统综合处理模块将通过语音播报模块的语音留言单元，提示并记录压力管道锈迹的语音留言，留言完成后，系统综合处理模块会将压力管道锈迹的语音留言保存至数据存储组件中，同时发送到系统除锈参数控制模块上。

(7)对于异常压力管道锈迹，通过管道锈迹探测模块对其进行分析，并实施两种不同模式的报警策略，模式1：针对压力管道锈迹长久积存、锈迹量和锈迹面积(未进行维护)，系统综合处理模块将图像发送至系统除锈参数控制模块上，并在本地进行语音示警警告，警示需要进行除锈；

模式2：压力管道锈迹对其数据库进行维护，包括移动图像采集组件、水流降温组件，系统综合处理模块将图像发送至系统除锈参数控制模块和警区服务器上，并在本地进行语音示警警告，同时进行图像记录取证。

本发明数据库外部数据入库和内部数据维护控制方法，其包括 ：

(1)通过数据入库监测单元对外部数据入库模块进行实时监测，若发现外部数据入库模块数据入库中断，则立即开启备用数据库模块，确保整个系统数据入库正常；

(2)实时监测系统是否出现数据维护，若出现数据维护，则将系统激光发射组件自动切换到激光控制组件，系统正常后重新恢复到自动控制，在系统正常时系统也可以通过除锈参数控制模块自由进行自动和手动切换；

(3)上述执行过程将通过系统综合处理模块向系统语音播报模块发送提示信息，同时过程数据将记录到数据存储组件中。

在本发明描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解的是,在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种等效的变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (2)

1.一种压力管道激光除锈系统，该系统包括管道锈迹探测模块、语音播报模块、管道数据传输模块、数据库模块、激光控制模块、除锈参数控制模块、电力控制模块和系统综合处理模块，压力管道扫描模块，其特征在于：

所述数据库模块包括图像存储组件和数据存储组件，图像存储组件为数据库内设置的可放置管道图像的可控存储间，数据存储组件用来存储各模块或系统状态数据和系统综合处理模块的模型计算数据；

所述激光控制模块包括激光发射组件、激光控制组件和水流降温组件；

所述除锈参数控制模块用来扫描传输系统发送的控制参数信息，并通过除锈参数控制模块上的相关软件对本系统除锈设备发送执行编码；

所述系统综合处理模块对各模块和除锈设备产生的数据进行汇总、分析和模型计算，将模型计算后的控制参数信息通过传输系统发送到除锈参数控制模块上，同时通过管道数据传输模块扫描除锈参数控制模块的控制编码，并将其编码转换成各模块和除锈设备能够识别的控制编码；

所述的压力管道扫描模块主要有红外扫描仪控制其动作，作为管道锈迹探测模块的一部分，当需扫描管道图像时，红外扫描仪启动对管道图像进行定时扫描；

所述数据库模块包括外部数据入库和内部数据维护控制方法，其包括：

(1)通过数据入库监测单元对外部数据入库模块进行实时监测，若发现外部数据入库模块数据入库中断，则立即开启备用数据库模块，确保整个系统数据入库正常；

(2)实时监测系统是否出现数据维护，若出现数据维护，则将系统激光发射组件自动切换到激光控制组件，系统正常后重新恢复到自动控制，在系统正常时系统也可以通过除锈参数控制模块自由进行自动和手动切换；

(3)上述执行过程将通过系统综合处理模块向系统语音播报模块发送提示信息，同时过程数据将记录到数据存储组件中；

所述图像存储组件设置内外两个图像入口，外部图像入口自动扫描压力管道锈迹的管道图像，系统通过内部图像入口取走管道图像，在一定情况下，两个图像入口可转换职能；

所述激光发射组件和激光控制组件，在任何情况下，系统可以通过除锈参数控制模块自由进行切换。

2.一种压力管道激光除锈方法，其特征在于：该方法包括：

(1)压力管道锈迹进入锈迹阈值监测范围内，驱动单元将开始管道锈迹探测模块的图像采集组件，图像采集组件将对普通压力管道锈迹进行整体、局部图像拍摄，并将其发送到系统综合处理模块中；

(2)系统综合处理模块对其拍摄图像进行识别分类，其原理是通过系统原存储的图像与其进行比对，根据比对结果进行划分组别，本系统定义为锈迹允许范围值、锈迹超越范围值和无锈迹控制值；

(3)对于锈迹允许范围值，系统综合处理模块会控制水流降温组件系统中的激光发射组件对其水流降温组件进行打开，压力管道锈迹进入后，关闭水流降温组件，并将此过程记录到数据存储组件内，同时向系统除锈参数控制模块上发送提示信息；

(4)对于锈迹超越范围值，会启动拍照记录，以作后期查证的备份，然后综合管理器会向系统除锈参数控制模块上发送请求，系统扫描到后，可通过除锈参数控制模块查看前端图像采集组件的实时图像、通过语音播报模块与压力管道锈迹对讲，系统通过主观识别后选择允许或拒绝压力管道锈迹进入，或通过图像存储组件选择自动扫描压力管道锈迹的管道图像；

(5)对于锈迹超越范围值，若系统一段时间内，没有对综合管理器发送的提示信息进行反馈，系统综合处理模块将通过语音播报模块的语音留言单元，提示并记录压力管道锈迹的语音留言，留言完成后，系统综合处理模块会将压力管道锈迹的语音留言保存到数据存储组件中，同时发送到系统除锈参数控制模块上；

(6)对于无锈迹控制值，由系统触发，除不自动开启拍照外，其他响应动作和锈迹超越范围值相同，其优先级高于锈迹允许范围值和锈迹超越范围值；

(7)对于异常压力管道锈迹，通过管道锈迹探测模块对其进行分析，并实施两种不同模式的报警策略，模式1：针对压力管道锈迹长久积存、锈迹量和锈迹面积，系统综合处理模块将图像发送至系统除锈参数控制模块上，并在本地进行语音示警警告，警示需要进行除锈；模式2：压力管道锈迹对其数据库进行维护，包括移动图像采集组件，系统综合处理模块将图像发送至系统除锈参数控制模块和警区服务器上，并在本地进行语音示警警告，同时进行图像记录取证；

所述报警策略，系统可通过语音播报模块取消报警，并可设置报警持续时间和报警音量。

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