مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

روشی نوین برای بازسازی پروفیل هندسی سطح داخلی لوله در بازرسی با توپک اندازه گیر لیزری

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک ،دانشگاه صنعتی شریف، تهران
2 استادیار/دانشگاه شریف
3 دانشجوی کارشناسی ، مهندسی مکانیک ،دانشگاه صنعتی شریف، تهران
چکیده
با پیشرفت تکنولوژی و نیاز به دسترسی به منابع انرژی وجود خطوط لوله مانند خطوط لوله گاز، نفت و آب بسیار حیاتی است. این لوله ها با گذر زمان دچار فرسایش و آسیب می شوند. با کنترل و پایش مسیر های خطوط لوله، احتمال ورود خسارات ناگهانی تا حد بسیار زیادی کاهش می یابد. فرآیند پیگ رانی یکی از موثرترین روش ها در پایش و کنترل ابعادی و هندسی مسیرهای خطوط لوله انتقال انرژی است. در این مقاله، الگوریتم جدیدی جهت اندازه گیری هندسه داخلی لوله های صنعتی در فرآیند پیگ رانی بر مبنای استفاده از سنسورهای لیزری ارایه می گردد. مطابق با الگوریتم پیشنهادی، اندازه گیری ابعادی و هندسی لوله ها با دقت بالایی انجام و سپس با تحلیل داده های حاصل از نمونه برداری لیرزی - تصویری از هندسه سطح داخلی لوله مدل دقیقی از آن ایجاد و عیوب موجود در سطح داخل لوله شناسایی می گردد. به منظور نمایش توانایی الگوریتم پیشنهادی، یک لوله دارای عیب هندسی مشخص بر اساس الگوریتم ارائه شده مورد بررسی و بازرسی قرار می گیرد و نتایج حاصل مورد مقایسه و بحث قرار می گیرد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

A new method for reconstructing the inner profile of the pipe for inspection with the laser-based measuring pig

نویسندگان English

Majid Hadavand 1
Mohammad Sobhan Esfandiar 3
1 Department of Mechanical Engineering, Sharif University of technology, Tehran, Iran.
3 Department of Mechanical Engineering, Sharif University of technology, Tehran, Iran
چکیده English

Along with improvement of technology and need for access to energy resources, existence of pipelines such as gas, oil and water pipes is vital for our lives. These pipes will be eroded and damaged over time. With the prediction of the defects and tracking of pipeline paths, the probability of sudden damages is greatly reduced. In this paper, at first various non-destructive methods of monitoring the pipelines are investigated and it is shown that the laser method is the most comprehensive and non-destructive inspection method and then the background of the chosen method is examined. Also, the hardware aspect of the system and the proper layout of the laser sensors are determined on the system. After that a complete mathematical model and an algorithm is proposed for it which can be used to analyze the data obtained from the simulation of laser sampling creates image of the pipe internal surface and using this method identifies the defects found at the pipe surface. In the fourth section, a pipe with specific geometric deflection is examined based on the proposed method and algorithm and its results show the correctness of the proposed method.

کلیدواژه‌ها English

Pipeline monitoring
non-destructive inspection
laser-based
laser sensor
Image processing
[1] L.Zheng, D.Krys, The use of laser range finder on a robotic platform for pipe inspection, Mechanical systems and signal processing, Vol. 31, pp. 246-257, 2012.
[2] L.Zheng, Y.Kleiner, State of the art review of inspection technologies for condition assessment of water pipes, Measurement, Vol. 46, No. 1, pp. 1-15, 2013.
[3] K.Mitsunori, K.Suyama, Inspection robots for gas pipelines of Tokyo Gas." Advanced Robotics, Vol. 15, No. 3, pp. 365-370, 2001.
[4] R.Moritz, C.W. Frey, Rotating optical geometry sensor for inner pipe-surface reconstruction, Image Processing: Machine Vision Applications III. Vol. 7538. International Society for Optics and Photonics, 2010.
[5] D.Olga, K.Althoefer, L.D. Seneviratne, Pipe inspection using a laser-based transducer and automated analysis techniques, IEEE/ASME Transactions on mechatronics, Vol. 8, No. 3, pp. 401-409, 2013.
[6] Z.Bao Hua, W.Zhang, D.Yin Cui, Noncontact laser sensor for pipe inner wall inspection, Optical Engineering, Vol. 37, No. 5, pp. 1643-1648, 1998.
[7] W.Zhanbin, A new structured-laser-based system for measuring the 3D inner-contour of pipe figure components, Russian Journal of Nondestructive Testing, Vol. 43, No. 6, pp. 414-422, 2007.
[8] D.Olga, K.Althoefer, L.D. Seneviratne, Automated pipe defect detection and categorization using camera/laser-based profiler and artificial neural network, IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, Vol. 4, No. 1, pp. 118-126, 2007.
[9] k.Smith, Y.F.Zheng, Accuracy analysis of point laser triangulation probes using simulation, Journal of manufacturing science and engineering, Vol. 120, No. 4, pp. 736-745, 1998.
[10] L. Zheng, D.Krys, Processing laser range image for the investigation on the long-term performance of ductile iron pipe, Nondestructive testing and evaluation, Vol. 23, No. 1, pp. 65-75, 2008
[11] K.Peter, Image features from phase congruency, Videre: Journal of computer vision research, Vol. 1, No. 3, pp. 1-26, 1999.
[12] K.Zhang, H.Song, L.Zhang., Active contours driven by local image fitting energy, Pattern recognition, Vol. 43, No. 4, pp.1199-1206, 2010.