一种基于形状记忆合金的海底管道外检测设备及其检测方法

1.本发明属于能源化工领域，具体涉及一种基于形状记忆合金的水下探测设备及其检测方法。


背景技术：

2.海洋石油工业为国民经济发展做出了重大的贡献，随着海洋大国提高对海洋油气资源的重视，海上油气资源的勘探开发技术不断发展进步。海底管道作为海上油气开发的重要组成部分，为消除海底管道运行隐患，保证海底管道安全稳定运行，延长海底管道使用寿命，对海底管道的内外检测十分必要，海底管道检测技术在不断发展进步的过程中，继续承担着保护海上油气开发“生命线”安全的重要使命。
3.海底管道长期承受工作载荷，工作在复杂的海洋环境中，洋流、盐度浅海、人类活动都会对其造成影响，容易造成管道损伤，如果管道损伤没能及时发现并维修造成事故，那将从量变到质变，不仅会给抢修带来极大困难，而且会对海洋生态环境带来不可估量的损害，带来巨大直接经济损失。文献表明：海底管道从设计到施工，人为操作失误，人类活动影响，自然环境因素都会对海底管道安全带来隐患，然而由于海底管道所处位置的特殊性，在海面肉眼难以直接观测，海底油气管道泄漏相对陆地油气管道泄漏隐患更大，更难发现，一旦发生泄漏，所造成的危害程度更高，处理难度更大，经济损失更严重。因此，海底管道检测对于排除管道安全隐患，保证管道安全具有重大意义。


技术实现要素：

4.为了解决现在市面上水下管道检测设备噪声大、难以维修，并且传统设备采用螺旋桨推进容易受到电缆、海带和废弃渔网等缠绕问题，而人工检测又受到天气、地理位置等因素的影响，我们通过形状记忆合金采用射流方式来进行驱动，在很大程度上能够解决目前管道检测的问题。
5.本发明提供一种基于形状记忆合金的海底管道外检测方法，技术方案如下：
6.通过遥控器对水面上的外置蓝牙发送控制信号，外置蓝牙通过数据线将控制信息传给电路板上的控制芯片，控制芯片控制对应的记忆合金桨通电产生弯曲变形，再断电通过桨的恢复力使整个检测设备移动；在接通记忆合金桨a、记忆合金桨b、记忆合金桨c、记忆合金桨d的电源之后，平台主体通过变形之后的恢复力向前移动，左转时只接通记忆合金桨c与记忆合金桨d的电源，右转时只接通记忆合金桨a与记忆合金桨b的电源，当需要上浮时只接通记忆合金桨e和记忆合金桨f的电源，下沉只需自重就可以做到；并通过摄像头将水下的影像传输给水面的蓝牙模块，通过与蓝牙模块连接的视频设备，实现检测的目的。
7.进一步的，记忆合金桨通电产生150
°
的弯曲变形。
8.进一步的，接通记忆合金桨的电源通过外置蓝牙和遥控器控制电流的接通顺序。
9.本发明简化了传统复杂的机械结构装置，通过形状记忆合金在通电加热条件下产生形变，运用其恢复力来使平台完成前进、后退、上浮等基本运动。本发明还提供一种基于
形状记忆合金的海底管道外检测设备，技术方案如下：
10.包括平台主体，记忆合金桨，阻流器，蓄电池，蓝牙模块，电路板，摄像头，所述记忆合金桨共计四对，其中，记忆合金桨a与记忆合金桨b为一对，两个记忆合金桨c与记忆合金桨d为一对，两个记忆合金桨e为一对，记忆合金桨f为一对，八个记忆合金桨安装在平台主体两侧，中间位置设置的记忆合金桨e、记忆合金桨f与前后设置的记忆合金桨a、记忆合金桨b、记忆合金桨c、记忆合金桨d上下错开安装。
11.进一步的，所述八个记忆合金桨a
‑
f外形均相同，为长100mm，高40mm，厚25mm的长方体。
12.进一步的，所述阻流器的形状为底边长40mm，高70mm的正三棱柱，阻流器安装在每片记忆合金桨的前端部分，阻流器的底边与记忆合金桨远离平台主体的边对齐，侧面与记忆合金桨贴合。
13.进一步的，所述蓄电池安装在电路板上，通过充电插口为记忆合金桨充电。
14.进一步的，所述蓝牙模块通过浮力板外置悬浮在水面之上，采用数据线将蓝牙模块与电路板连接。
15.进一步的，摄像头直接安装在平台主体之上，摄像头可通过手机实时接收画面。
16.本发明与现有技术相比的有益效果是：
17.摒弃了传统的机械设计，通过记忆合金实现快速移动，有助于管道运输行业进行管道的检测。结构简单、成本低廉、易操作、易维护、噪声低、推进效率高，减轻了人力，释放了劳动力，有助于降低检测费用，节约企业成本。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
19.图1是本发明的俯视图；
20.图2是图1平台主体的a
‑
a剖面图；
21.图3是本装置的整体正视图。
22.图中：1.记忆合金桨a，2.阻流器，3.平台主体，4.摄像头，5.电路板，6.充电插口，7.记忆合金桨b，8.记忆合金桨c，9.记忆合金桨d，10.记忆合金桨e，11.记忆合金桨f。
具体实施方式
23.下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。
24.实施例1
25.本装置主要由电池供电来使记忆合金片产生形变提供动力，从而达到设计目的：装置的主要机构包含平台主体3，记忆合金桨，阻流器2，蓄电池，蓝牙模块，电路板5，摄像头4。
26.所述记忆合金桨共计四对，其中，记忆合金桨a1与记忆合金桨b9为一对，记忆合金桨c8与记忆合金桨d7为一对，记忆合金桨e10为一对，记忆合金桨f11为一对，八个记忆合金桨安装在平台主体两侧，中间位置设置的记忆合金桨e11、记忆合金桨f10与前后设置的记忆合金桨a1、记忆合金桨b9、记忆合金桨c8、记忆合金桨d7上下错开安装，以消除其变形带
来的互相干扰。
27.所述平台主体3是连接所有主要设备的载体，为了满足不同检测需求，除上述设备之外还可以安装和搭载其他设备。
28.所述阻流器2安装在每片记忆合金桨的前端部分，为了消除主动变形时水流阻力的影响。
29.所述蓄电池安装在电路板5上，通过充电插口6为记忆合金桨充电，通过对电路板5的控制来对记忆合金桨的变形加以控制。
30.所述蓝牙模块通过浮力板外置悬浮在水面之上，采用数据线将蓝牙模块与电路板5连接，以此进行蓝牙控制和数据传输。
31.摄像头4直接安装在平台主体3之上，摄像头4可通过手机实时接收画面，以此来监控探测。
32.实施例2
33.在接通记忆合金桨a1、记忆合金桨b7、记忆合金桨c8、记忆合金桨d9的电源之后，平台主体3通过变形之后的恢复力向前移动，左转时只接通记忆合金桨c8与记忆合金桨d9的电源，右转时只接通记忆合金桨a1与记忆合金桨b7的电源，当需要上浮时只接通记忆合金桨e10和记忆合金桨f11的电源，下沉只需自重就可以做到。通过外置蓝牙和遥控器控制电流的接通顺序，以此达到上述电流接通的目的。
34.实施例3
35.八个记忆合金桨a1
‑
f11外形均相同，为长100mm，高40mm，厚25mm的长方体，记忆合金桨a1
‑
f11前面均安装有底边长40mm，高70mm的正三棱柱阻流器2，阻流器2的底边与记忆合金桨远离平台主体的边对齐，阻流器2的侧面与记忆合金桨贴合。记忆合金桨e10，记忆合金桨f11两对桨与其他记忆合金桨垂直且错开放置，以避免桨通电产生150
°
的弯曲变形时相互干扰。记忆合金桨a1
‑
d9负责平面运动，记忆合金桨e10，记忆合金桨f11两对桨负责上浮运动。
36.通过遥控器对水面上的外置蓝牙发送控制信号，外置蓝牙通过数据线将控制信息传给电路板5上的控制芯片，控制芯片控制对应的记忆合金桨通电向前进方向产生150
°
的弯曲变形，由阻流器来减小通电变形时产生的力的作用避免机器人后退，再断电通过桨恢复到平直状态产生的力使整个机器人移动，并通过摄像头4将水下的影像传输给水面的蓝牙模块，通过与蓝牙模块连接的视频设备，如手机电脑等查看，实现检测的目的。
37.以上所述仅是本发明的优选实施方式，而并非本发明可行实施的全部实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。