張佳偉，趙 弘

(中國(guó)石油大學(xué)(北京) 機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院， 北京 102200)

0 引言

液態(tài)能源主要利用鐵磁性材料管道進(jìn)行長(zhǎng)距離輸送，因其老化、腐蝕等原因造成的變形極易導(dǎo)致事故發(fā)生，造成經(jīng)濟(jì)損失及環(huán)境污染，需定期進(jìn)行檢測(cè)和維修。漏磁檢測(cè)技術(shù)廣泛應(yīng)用于管道變形檢測(cè)工程，利用磁敏傳感器對(duì)漏磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，獲得其位置、類型、變形程度等精確信息。管道內(nèi)漏磁檢測(cè)器通常采用軸向和周向磁化的方式使管道檢測(cè)達(dá)到全覆蓋，采集軸向和徑向磁通泄漏信號(hào)，利用信號(hào)畸變補(bǔ)償準(zhǔn)確確定變形邊緣特征[1-2]。

基于漏磁檢測(cè)原理設(shè)計(jì)了管內(nèi)變形檢測(cè)機(jī)器人，主要包括探究漏磁機(jī)理和磁化機(jī)理、機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、變形檢測(cè)及不同變形種類規(guī)律探究。基于漏磁檢測(cè)設(shè)計(jì)一款管內(nèi)變形檢測(cè)仿蛇形機(jī)器人，利用三維軟件構(gòu)造機(jī)械結(jié)構(gòu)并進(jìn)行可行性分析；用Maxwell對(duì)不同變形種類進(jìn)行管道磁化模擬仿真并對(duì)結(jié)果進(jìn)行規(guī)律分析。管內(nèi)變形檢測(cè)機(jī)器人基于DN100管道進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)管道變形及不同變形種類探究實(shí)現(xiàn)對(duì)管內(nèi)變形檢測(cè)的仿真研究。

1 主要研究?jī)?nèi)容及目標(biāo)

1.1 管道漏磁內(nèi)檢測(cè)基本模型

漏磁檢測(cè)法是目前應(yīng)用范圍最廣、檢測(cè)效果最好的管道檢測(cè)技術(shù)?；驹硎牵鸿F磁性材料在外加磁場(chǎng)的作用下被磁化，若材料中無(wú)缺陷，大部分磁力線會(huì)通過(guò)鐵磁性材料內(nèi)部；若鐵磁性材料存在缺陷，由于缺陷部位磁導(dǎo)率遠(yuǎn)小于鐵磁性材料本身，導(dǎo)致缺陷處磁阻增大，使得該區(qū)域磁場(chǎng)發(fā)生畸變，部分磁力線泄露出材料表面，在缺陷處形成漏磁場(chǎng)。通過(guò)磁敏元件對(duì)漏磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，可獲得相應(yīng)的電信號(hào)，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理，可以得知缺陷的特征狀況[3]。

管道漏磁內(nèi)檢測(cè)器如圖1所示，磁敏元件置于管壁表面，永磁體對(duì)管壁磁化，管道內(nèi)壁無(wú)變形時(shí)沒有磁力線泄漏。管道內(nèi)壁存在變形時(shí)，部分磁力線會(huì)直接泄漏到管壁內(nèi)表面，檢測(cè)器檢測(cè)到磁感應(yīng)強(qiáng)度變化，從而進(jìn)行變形檢測(cè)和識(shí)別[4]。

圖1 管道內(nèi)檢測(cè)器示意圖

1.2 管道機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀

目前管道機(jī)器人仍處于發(fā)展階段，市面上用于管道檢測(cè)工作的機(jī)器人行走方式多樣，且大多是針對(duì)單一管道直徑進(jìn)行檢測(cè)的，適應(yīng)管道能力還不完善；同時(shí)，基于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)下的管內(nèi)變形檢測(cè)機(jī)器人設(shè)計(jì)也很多，如漏磁檢測(cè)技術(shù)、超聲波檢測(cè)技術(shù)、渦流或射線檢測(cè)技術(shù)等；此設(shè)計(jì)旨在對(duì)不同管徑進(jìn)行變形檢測(cè)；設(shè)計(jì)伸縮支撐結(jié)構(gòu)與動(dòng)力伸縮結(jié)構(gòu)使得面對(duì)顛簸可以平穩(wěn)通過(guò)；通過(guò)對(duì)磁化后管道內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化進(jìn)行分析研究變形處特征[5-7]。

1.3 基本流程

1) 管內(nèi)蛇形變形檢測(cè)機(jī)器人設(shè)計(jì)

① 基于國(guó)內(nèi)外管內(nèi)檢測(cè)研究現(xiàn)狀設(shè)計(jì)模型；② 設(shè)計(jì)漏磁檢測(cè)單元以檢測(cè)變形；③ 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)校核。

2) 永磁鐵磁化機(jī)理和仿真模型建立

① 探究漏磁場(chǎng)與變形檢測(cè)關(guān)系；② 研究永磁鐵磁化管道后某一點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小關(guān)系式。

3) 磁場(chǎng)仿真及變形預(yù)測(cè)

① 基于Maxwell 建立模型，進(jìn)行磁化仿真；② 進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，記錄管內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度變化；③ 驗(yàn)證變形處仿真數(shù)據(jù)與變形種類是否對(duì)應(yīng)；④探究仿真參數(shù)與管內(nèi)變形特征之間的關(guān)系。

2 管內(nèi)蛇形變形檢測(cè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)要求

管內(nèi)檢測(cè)機(jī)器人運(yùn)行速度一般在0.5～5 m/s，由于要實(shí)現(xiàn)的功能不同，運(yùn)行速度也不相同；針對(duì)基于漏磁檢測(cè)原理的管內(nèi)變形檢測(cè)機(jī)器人，其運(yùn)行速度應(yīng)控制在0.5 m/s；管內(nèi)檢測(cè)機(jī)器人設(shè)計(jì)基于材質(zhì)為X52鋼的DN100(內(nèi)徑102 mm，外徑118 mm)高強(qiáng)度鋼管；自適應(yīng)管徑范圍為(100±20)mm；可通過(guò)變形障礙范圍為R/10；機(jī)器人主體所受最大牽引力為300 N。要求機(jī)器人可以利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在管道中自由移動(dòng)；在移動(dòng)過(guò)程中，利用連桿支撐結(jié)構(gòu)和伸縮履帶結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行平穩(wěn)和變徑工作；同時(shí)基于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，利用霍爾元件檢測(cè)管道變形處的漏磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；針對(duì)實(shí)際工況對(duì)關(guān)節(jié)處進(jìn)行通過(guò)性分析，設(shè)計(jì)一款管內(nèi)蛇形變形檢測(cè)機(jī)器人[8]，圖2為機(jī)器人設(shè)計(jì)總體流程圖。

圖2 機(jī)器人設(shè)計(jì)流程框圖

2.2 驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)

管道機(jī)器人有多種運(yùn)動(dòng)方式，如常規(guī)柔性蠕動(dòng)式、多足式、輪式、蛇形、履帶式等；相對(duì)于其他驅(qū)動(dòng)方式，履帶驅(qū)動(dòng)搭配平行連桿機(jī)構(gòu)的方式，具有變徑范圍大、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定、空間布局合理等優(yōu)點(diǎn)。利用連桿支撐的3個(gè)獨(dú)立履帶驅(qū)動(dòng)模塊作為動(dòng)力來(lái)源，根據(jù)管道的軸對(duì)稱性和三角形的穩(wěn)定性等特點(diǎn)，配合移動(dòng)彈簧和可壓縮支撐桿以適應(yīng)不同的管徑及不同的行走姿態(tài)；采用三軸里程輪結(jié)構(gòu)用以記錄信息并自動(dòng)適應(yīng)管徑變化、提高越障能力。如圖3、4為驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)示意與支撐結(jié)構(gòu)示意圖。

1.行走履帶；2.動(dòng)力電機(jī)；3.連接角鋁；4.基管；5.連桿機(jī)構(gòu)；6.壓縮彈簧

圖4 里程輪搭配連桿支撐結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 漏磁檢測(cè)部分設(shè)計(jì)

如圖5所示，霍爾元件是利用霍爾效應(yīng)制成的傳感器，其分辨能力強(qiáng)、精度高且檢測(cè)速度快，將其均勻分布測(cè)量管道內(nèi)壁漏磁場(chǎng)變化并進(jìn)行信息收集；為避免磁化部分的永磁體對(duì)其檢測(cè)產(chǎn)生影響，在霍爾元件左右兩側(cè)添加2 mm的銅網(wǎng)起屏蔽作用。圖5所示為里程輪單元搭配永磁體模塊在基管上構(gòu)成漏磁檢測(cè)模塊。

2.4 總體結(jié)構(gòu)確定

管內(nèi)檢測(cè)機(jī)器人為仿生蛇形結(jié)構(gòu)，基管為鋁棒，相互之間由球形萬(wàn)向節(jié)進(jìn)行連接，機(jī)構(gòu)兩端為動(dòng)力模塊，安裝獨(dú)立履帶驅(qū)動(dòng)模塊；中間載有支撐模塊、里程輪系統(tǒng)以及永磁體模塊和霍爾元件檢測(cè)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)了履帶提供動(dòng)力搭配壓縮彈簧式連桿的支撐結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同管徑下的變形檢測(cè)以及周向軸向檢測(cè)，使得變形檢測(cè)工作在平穩(wěn)狀態(tài)下完成。在整個(gè)機(jī)器人的作業(yè)過(guò)程中，關(guān)節(jié)處需要適應(yīng)不同管徑，在拐彎處會(huì)受到最大扭矩與管壁的反作用力，所以對(duì)球形萬(wàn)向節(jié)處要求一定的強(qiáng)度和剛度，模擬實(shí)際工作時(shí)所受到的負(fù)載并進(jìn)行靜力學(xué)仿真是必要的。

1.里程輪系統(tǒng)；2.伸縮支撐結(jié)構(gòu)；3.霍爾元件；4.永磁鐵模塊；5.球形萬(wàn)向節(jié)；6.主體支撐基管；7.銅網(wǎng)

圖6為管內(nèi)蛇形變形檢測(cè)機(jī)器人總體三維結(jié)構(gòu)，漏磁檢測(cè)單元僅在右邊部分進(jìn)行顯示，機(jī)器人兩端為驅(qū)動(dòng)部分，保證充足的動(dòng)力來(lái)源；可以根據(jù)管道長(zhǎng)度、管道周圍環(huán)境和實(shí)際工作需要選擇機(jī)器人節(jié)數(shù)；附帶兩張靜力學(xué)仿真結(jié)構(gòu)云圖，在其拐彎關(guān)節(jié)位置施加300 N(設(shè)計(jì)要求下機(jī)器人所受最大牽引力)的作用力，同時(shí)設(shè)定萬(wàn)向節(jié)傳遞到另一端的扭矩大小為231 N/mm(基于最大牽引力和基體長(zhǎng)度計(jì)算出扭矩大小)，應(yīng)力云圖顯示其大部分表現(xiàn)良好，連接處剛度滿足工作強(qiáng)度要求；通過(guò)應(yīng)力分析得到所受應(yīng)力較大的區(qū)域，進(jìn)而可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使連接處性能更好，能更好地完成管道作業(yè)。

圖6 蛇形機(jī)器人機(jī)構(gòu)示意圖

設(shè)計(jì)結(jié)果表明：該機(jī)器人具有較好的管內(nèi)變形檢測(cè)效果和良好的管徑適應(yīng)能力，可順利通過(guò)水平、垂直、彎頭及變徑管段，亦可以搭載各種檢測(cè)模塊對(duì)工業(yè)管道進(jìn)行檢測(cè)[9-11]。

3 可行性分析與管道磁化模型建立

3.1 可通過(guò)性要求

《GB 50253—2014輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，管道的曲率半徑應(yīng)滿足鋼管強(qiáng)度要求，且不宜小于鋼管外直徑的1 000倍。豎向下凹的彈性彎曲管段，其曲率半徑應(yīng)大于管道在自重條件下產(chǎn)生的撓度曲線的曲率半徑，其曲率半徑按下式計(jì)算：

(1)

式中：R為管道彈性彎曲曲率半徑(m)；D為管道的外徑(cm)；α為管道的轉(zhuǎn)角(°)。

因此，管道彎管處最小彎管半徑為18D即為18×118 mm=2 124 mm。設(shè)計(jì)時(shí)可通過(guò)的彎管半徑應(yīng)小于該值并留有足夠的裕量，使得裝置在存在部分失效的情況下可以繼續(xù)進(jìn)行工作，不至于卡在管道中造成堵塞[12]。

3.2 管道磁化模型建立

永磁材料是現(xiàn)代科學(xué)的一種重要的基礎(chǔ)材料，廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，利用永磁材料進(jìn)行漏磁檢測(cè)方便快捷。

一般磁鐵的磁力線分布是閉合的，如條形磁鐵以及蹄形磁鐵，都是由N 極出發(fā)S極返回；圖7所示為2種典型磁力線特征。針對(duì)磁力線的這一特征，變形處磁力線會(huì)穿過(guò)變形表面，當(dāng)機(jī)器人攜帶永磁鐵行走到管道變形處時(shí)，會(huì)檢測(cè)到在此處形成的漏磁場(chǎng)，對(duì)此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小進(jìn)行分析可以得到變形處的特征。

圖7 磁力線特征

圖8中小標(biāo)1的情況表示在管壁內(nèi)無(wú)變形存在時(shí)，在2塊永磁鐵作用下，管道內(nèi)的磁力線情況；小標(biāo)2的情況表示在管道中存在向上凸起的變形時(shí)，管道內(nèi)的磁力線情況；小標(biāo)3的情況表示在管道中存在下凹變形情況時(shí)管道內(nèi)磁力線的分布情況。此原理與管內(nèi)檢測(cè)漏磁磁感應(yīng)強(qiáng)度一致，基于此設(shè)計(jì)了搭載霍爾元件的漏磁檢測(cè)單元，研究變形處的變形特征。

圖8 不同種類變形下管道處磁力線變化

基于電磁場(chǎng)的基本理論和麥克斯韋基本方程組，針對(duì)這方面研究普遍采用標(biāo)量磁位方法或向量磁位方法，即分別用磁荷或束縛電流來(lái)描述磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)[12]?？芍猘*b*c的永磁鐵在空間一點(diǎn)P(x,y,z)的磁場(chǎng)已知，則該永磁鐵其三維磁場(chǎng)分布解析式為[12]：

Γ(a-x,y,z)+Γ(x,b-y,z)+

Γ(x,y,z)]

(2)

Γ(b-y,x,z)+Γ(y,a-x,z)+

Γ(y,x,z)]

(3)

Hz=k[-ψ(b-y,a-x,z)-ψ(y,a-x,z)-

ψ(a-x,b-y,z)-ψ(x,b-y,z)-

ψ(b-y,x,z)-ψ(y,x,z)-

ψ(a-x,y,z)-ψ(x,y,z)]

(4)

(5)

4 管道磁化仿真

4.1 MAXWELL磁場(chǎng)仿真

為研究管道磁場(chǎng)變化及變形處漏磁情況，需要將理論與模型實(shí)際情況結(jié)合起來(lái)，所以采用仿真軟件進(jìn)行模擬仿真。常用的電磁場(chǎng)仿真軟件有很多，針對(duì)仿真結(jié)果和參數(shù)處理優(yōu)化情況，使用Maxwell進(jìn)行仿真，圖9為進(jìn)行模擬仿真的基本步驟[13-15]。

圖9 仿真流程框圖

4.2 管道磁化仿真

管道變形種類很多，變形是指管道結(jié)構(gòu)受到損傷，進(jìn)而影響管道的結(jié)構(gòu)、剛度和使用壽命，有焊縫、變形、錯(cuò)口、脫節(jié)、開裂等變形[16]。

上文提到選用永磁鐵材料對(duì)管道進(jìn)行磁化，永磁鐵一旦制成后不需要經(jīng)常進(jìn)行激勵(lì)，其磁通穩(wěn)定性好且利于信號(hào)獲取。軟件中設(shè)置其為釹鐵硼材料，尺寸為30 mm×10 mm×3 mm，磁場(chǎng)方向?yàn)榕c缺陷位置垂直方向；如下圖所示為X52鋼的磁滯曲線，從曲線中可以得到，當(dāng)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到100 A/m時(shí)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到2T左右且達(dá)到磁飽和，此時(shí)永磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度滿足磁飽和要求。圖10所示為無(wú)缺陷時(shí)，永磁體對(duì)管道進(jìn)行磁化時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律，在管道200 mm處時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小開始變化，且在300 mm處已經(jīng)達(dá)到2.5T左右，達(dá)到此時(shí)情況所需時(shí)間約為0.2 s，而缺陷處距離檢測(cè)單元遠(yuǎn)大于磁飽和所用時(shí)間走過(guò)的距離，由此可知，永磁鐵完全磁化管道所用的時(shí)間小于機(jī)器人變形檢測(cè)單元走到缺陷處所需運(yùn)動(dòng)時(shí)間，滿足變形檢測(cè)要求。

圖10 X52鋼B-H曲線

在此針對(duì)典型變形進(jìn)行了研究。首先對(duì)正常管道在永磁鐵作用下其磁場(chǎng)強(qiáng)度云圖和數(shù)據(jù)變化進(jìn)行了模擬，如圖11、12所示：

圖11 永磁鐵作用下管道磁場(chǎng)強(qiáng)度變化云圖

圖12 永磁鐵作用下管道磁場(chǎng)強(qiáng)度變化

接著模擬永磁鐵作用下管道中存在凹陷變形與凸起變形2種典型變形情況下磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化。

圖13—16表示內(nèi)凹變形與外凸變形2種情況下的仿真結(jié)果圖，分析其結(jié)果及磁場(chǎng)強(qiáng)度變化曲線基本可以得出結(jié)果：在變形處磁力線會(huì)穿過(guò)且在變形處形成漏磁場(chǎng)，不同的變形種類導(dǎo)致磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化幅度與距離不同；從磁場(chǎng)強(qiáng)度變化圖中可以看出，在變形處峰值變化并出現(xiàn)波動(dòng)，由此可知此處管道存在變形。

圖13 管道內(nèi)凹變形磁場(chǎng)強(qiáng)度變化云圖

圖14 管道內(nèi)凹變形軸向磁場(chǎng)強(qiáng)度變化曲線

圖15 管道外凸變形磁場(chǎng)強(qiáng)度變化云圖

圖16 管道外凸變形軸向磁場(chǎng)強(qiáng)度變化曲線

永磁鐵磁化管道之后，其典型變形處磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，并且不同的變形種類其磁場(chǎng)強(qiáng)度變化寬度不同；接下來(lái)探究不同寬度變形處其磁感應(yīng)強(qiáng)度變化規(guī)律，從圖17、18及表1、2中可以看出，當(dāng)變形深度為5 mm但寬度為5～17 mm時(shí)，每次間隔變化時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化規(guī)律如圖所示：當(dāng)為管道內(nèi)壁凸圓孔變形時(shí)，軸向漏磁場(chǎng)分量信號(hào)寬度與變形半徑之間的關(guān)系可以表征為y=2.2x-0.6，即半徑每增加1 mm,軸向漏磁場(chǎng)分量信號(hào)寬度增加2.2 mm；當(dāng)管道內(nèi)壁為凹圓孔變形時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變化和變形深度之間的關(guān)系可以表征為y=-0.26x2+2.39x+8.92，即深度每增加1 mm，軸向漏磁場(chǎng)分量信號(hào)如函數(shù)變化。

圖17 不同變形寬度軸向磁感應(yīng)強(qiáng)度變化曲線

表1 不同變形寬度軸向磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)值 mm

圖18 不同變形深度軸向磁感應(yīng)強(qiáng)度變化曲線

表2 不同變形深度軸向磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)值

4.3 管道變形情況預(yù)測(cè)

分析完典型變形之后，針對(duì)不同變形下磁場(chǎng)強(qiáng)度變化是否與變形長(zhǎng)度和軸向?qū)挾扔嘘P(guān)進(jìn)行研究。管道為DN100管道，選取長(zhǎng)度為800 mm，在管道200、400、600 mm處分別施加橢圓形變形缺陷，觀察在變形位置處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的變化規(guī)律。

圖19表示在軸向上不同凸起高度變形下的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化對(duì)比。信號(hào)高度分別為5、10、15 mm，輸出結(jié)果在軸向距離上進(jìn)行了繪制比對(duì)，結(jié)果表明：在變形位置處，同樣出現(xiàn)峰值變化且峰值變化幅度與變形特征相對(duì)應(yīng)；從磁場(chǎng)強(qiáng)度變化圖可知：變形處寬度越大，磁場(chǎng)強(qiáng)度變化越慢，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度變化峰值一定時(shí)，變形寬度越大則磁感應(yīng)強(qiáng)度變化幅度越小。記錄圖中數(shù)據(jù)可知，變形信號(hào)寬度分別為12、20.7、29.6 mm，由此根據(jù)對(duì)應(yīng)函數(shù)算出對(duì)應(yīng)變形寬度分別為5.73、9.68、13.72 mm，計(jì)算可知相對(duì)誤差約為8.7%。

圖19 管道內(nèi)不同寬度變形磁場(chǎng)強(qiáng)度變化對(duì)應(yīng)圖

圖20所示為不同深度內(nèi)凹變形情況下磁感應(yīng)強(qiáng)度變化比較，信號(hào)深度分別為5、7、9 mm，從圖中可以看出，變形深度越小時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化越快且幅度越大，隨著深度逐漸增大，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化幅度和大小也變大，且變形最深處，幅值最大。記錄圖中數(shù)據(jù)可知，變形信號(hào)高度分別為14.4、13.5、10.9 T，根據(jù)對(duì)應(yīng)公式計(jì)算出其對(duì)應(yīng)變形深度分別為4.6、6.46、8.28 mm，計(jì)算可知相對(duì)誤差約為8%。

圖20 管道內(nèi)不同長(zhǎng)度變形磁場(chǎng)強(qiáng)度變化對(duì)應(yīng)曲線

從以上分析中可以得出：不同變形特征下，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化軸向距離、幅度和幅值大小均不同，不同的變形特征有對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化特點(diǎn)；霍爾元件檢測(cè)到磁感應(yīng)強(qiáng)度變化后并收集信息，針對(duì)不同變形信息進(jìn)行分類對(duì)比，可以預(yù)測(cè)管道中實(shí)際變形特征。

5 結(jié)論

1) 設(shè)計(jì)出一種基于漏磁檢測(cè)原理的管內(nèi)變形蛇形檢測(cè)機(jī)器人并驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性；通過(guò)理論分析建立管道仿真模型，結(jié)合仿真結(jié)果得到管道在不同變形特征下磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律，可以對(duì)管內(nèi)變形特征實(shí)現(xiàn)歸類識(shí)別。

2) 基于漏磁檢測(cè)原理進(jìn)行管內(nèi)變形檢測(cè)，符合無(wú)損檢測(cè)理念，對(duì)變形處磁化仿真結(jié)果進(jìn)行研究有利于特征識(shí)別，此舉可實(shí)現(xiàn)對(duì)在役管道進(jìn)行高效率變形檢測(cè)，減少經(jīng)濟(jì)投入和人工投入，更好地完成管道的維護(hù)工作。

3) 此設(shè)計(jì)可結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳算法進(jìn)行變形種類歸類，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練之后對(duì)變形特征更加敏感精確，對(duì)管道變形檢測(cè)工作具有一定現(xiàn)實(shí)意義。