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“探伤专家”让水利工程检测迈向智能化

  新华网重庆4月13日电 第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛冠军争夺赛日前在重庆落幕。本届大赛涌现出了众多优秀项目,由河海大学团队带来的“探伤专家——水利工程智能缺陷检测设备领航者” 项目为水利工程检测提供了解决新方案。

  针对现行人工检修存在检测精度低、效率低两大痛点问题,这款智能检测设备能够代替人工进入水利工程内部进行自主巡检,促进检修工作向智能化转型升级。

探伤专家实物图。新华网发(受访单位供图)

  自主巡航+人工控制 检测效率提升200%

  “目前用在水利工程项目检修的智能化检测设备比较少,主流的检测方法还是人工手持检测设备进入结构内部开展缺陷检测工作,但是检修难度大,工作环境复杂。”项目团队负责人吕辉说。

  2019年,参加暑期社会实践时吕辉发现了水利工程人工检测存在一系列问题,为此他萌生了要研发智能化检测设备的想法。那年9月,回到学校后吕辉就逐步组建了团队,针对如何提高水利工程检测精度与效率进行研究。

  然而,项目的研发过程也是困难重重。由于项目是一个将水利、机械等多学科交叉融合的项目,作为水利类专业的学生,项目中涉及的大量机械电气专业知识让大家都犯了难。为了学习机械、电气等专业知识以及焊接、设计电路等技能,吕辉带领成员利用课外时间查资料、看视频教程、请教老师,还为此专门去参加焊接实习工作。

  面对实验结果与预期的差距,团队更是没有泄气,努力查找纰漏,反复实验,在一次又一次的失败中总结经验教训,逐步完善。经过三年的奋斗,不断进行考察、实验,最终设计出探伤专家一代产品。

团队调研船闸监测室。新华网发(受访单位供图)

  项目有哪些亮点?能实现哪些智能化应用?该项目针对水利工程的内部检测工作,应用场景主要是水利工程输水廊道,包括适应廊道内可能存在的淤泥、水草、过坎过弯等各种复杂环境。

  据介绍,团队设计了水工廊道智能检测设备,实现了水利、机械、自动化多学科的交叉融合;构建了水工损伤多信号耦合计算模型,提升了热学、声学等单信号测量的精度;同时,搭建了水工激光超声探伤波形数据库,实现了各类水工损伤样本在全国范围内的覆盖。

  该产品可以代替人工进入结构内部,分自主巡航和人工控制两种模式。自主巡航模式下机器人可以通过激光slam技术生成内部地形的三维模型,自主规划路径进行巡检,沿途记录下存在裂缝的区域位置以及裂缝参数,生成实时三维模型与图像并实时反馈至终端。当系统检测到地形复杂时可转换为人工控制模式,由人工远程操作应对遇到的过坎过弯等,也可人工操作对周围的裂缝进行分析,防止误判。

  “相较于传统人工检测我们的产品的检测效率提升200%,探测深度增长50%,并且能够进入一些狭小区域进行检测。”吕辉介绍,目前一共申请了12项专利,其中9项发明专利,3项实用新型专利,并且已经有12项获得了授权。依托学校相关双创政策成立了南京神禹浚泰工程检测有限公司。

团队进行检测装置调试模拟。新华网发(受访单位供图)

  以赛促学 激发创新创业新思维

  “我们的研究成果只有用到工程实际中,促进社会发展,增进民生福祉才有意义。”2022年,吕辉带领团队参加了第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛,经过层层闯关,获得金奖。

  自举办以来,中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛已成为百国千校、数千万学子踊跃参赛的创新创业盛会。吕辉坦言,一方面想通过参赛提升项目的知名度和影响力,另一方面希望以赛促学,提升创新创业思维和能力,将工科思维与商科思维相融合,成为复合型有本领有才干的时代青年。

  在整个比赛过程中,团队在与企业、政府部门、投资人等的走访与调研中,从不同角度对水利行业有了更加真实立体的了解,这是在课堂、书本中无法学到的。同时,在进一步的双创实践中,不仅获得了成长,更充分认识到当代青年处在“大众创业,万众创新”的最好时代中,也会紧跟时代步伐,投身双创事业。

  谈到产品的市场前景和未来,吕辉也是信心满满。虽然目前只研发了第一代设备,距离整个产品实现商业化走向市场还有一段路要走。但他相信项目能够推动整个水利工程检测行业向着智能化、数字化方向发展,为中国水利事业贡献一份力量。

  吕辉介绍,近3年团队将专注于水利工程的内部检测,并且对一代算法与模型进一步优化。今年计划进一步融资,扩招团队研发新产品,建立自主生产线。到2025年前后,团队计划通过无人机拓展水利工程外部检测业务,真正做到对于水利工程的全方位检测服务,并且实现产品在全国范围内的应用。

编辑: 彭祎琦
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