سنسورهای اولتراسونیک می توانند از خطوط گاز  پلی اتیلن خانگی محافظت کنند

25 ژانویه 2023 – توسط دانشگاه بریتیش کلمبیا -نمونه‌های لوله: لوله سمت راست دارای انحراف (Tee-fitting) است، در حالی که لوله سمت چپ دارای انحراف نیست (لوله کنترل).

تیمی از محققان UBC Okanagan در حال بررسی روش جدیدی برای نظارت بر خطوط لوله گاز زیرزمینی با حسگرهای با تکنولوژی بالا هستند که می‌تواند یافتن نقاط ضعف، اختلاف و حتی انحراف در خطوط گاز طبیعی مسکونی را آسان‌تر کند.

در حالی که تحقیقات قابل توجهی در مورد روش‌های تشخیص لوله‌های فولادی مانند رادیوگرافی، آزمایش اولتراسونیک، بازرسی بصری و رادار نفوذی زمینی انجام شده است، عبدالله زیات، دانشجوی کارشناسی ارشد علوم کاربردی، می‌گوید که در مورد لوله‌های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) کارهای کمی انجام شده است. ، که گاز طبیعی را به خانه ها می برد.

او توضیح می دهد: “تشخیص زودهنگام تخریب ساختاری برای حفظ ایمنی و یکپارچگی ضروری است. و خطر شکست فاجعه بار را کاهش می دهد.”

زایات و استادیارش، دکتر انس چابان، استادیار مهندسی برق، تکنیکی را آزمایش کردند که امکان بازرسی لوله‌های HDPE را با حسگرهای اولتراسونیک – که سیگنال‌های اولتراسوند را از طریق لوله منتقل می‌کنند، می‌دهد.

روش نظارتی جدید احتمال انحراف گاز را محدود می کند – جایی که گاز برای مصرف اندازه گیری نشده به یک مکان بدون اندازه گیری جمع می شود.این دستکاری لوله خطرات زیادی را به همراه دارد، زیرا ثبت نشده است، استانداردهای کیفیت خط لوله را نقض می کند و می تواند منجر به نشت های احتمالی و احتمالاً انفجار شود. دکتر چابان می گوید. چنین انحرافی در گذشته از نشت یا برخورد غیرمنتظره با یک لوله گاز طبیعی ثبت نشده در یک سایت ساخت و ساز کشف شده است.

تحقیقات قبلی بازرسی سازه های فلزی را با استفاده از امواج هدایت شونده اولتراسونیک (UGWs) مورد مطالعه قرار داده است. اما این نوع آزمایش برای بازرسی سازه های غیر فلزی مانند خطوط لوله HDPE انجام نشده است.

“با توجه به ماهیت پنهان لوله های زیرزمینی، بازرسی آنها بسیار چالش برانگیز است. راه حل های موجود شامل رادارهای نفوذی زمینی و دوربین های آندوسکوپ است که هم تهاجمی هستند و هم بازرسان را در معرض خطر احتمالی مظنونان قرار می دهند. در نتیجه بهتر است از آنها استفاده شود. روش های غیر تهاجمی برای بازرسی لوله ها.”

این روش امکان بازرسی خطوط لوله مدفون، عایق شده و زیر آب را با استفاده از سنسورهای اولتراسونیک فراهم می کند. زایات توضیح می دهد که این همچنین دامنه بازرسی بیشتری نسبت به آزمایش اولتراسونیک سنتی ارائه می دهد زیرا از ساختار خود لوله به عنوان یک موجبر استفاده می کند.

او می افزاید: “سنجش UGW به دلیل قابلیت های بازرسی دوربرد آن از یک مکان آزمایشی، توجه زیادی را از صنعت به خود جلب کرده است. آنها می توانند بیش از 100 متر خط لوله را از یک مکان بازرسی کنند.”

این نوع سیستم تشخیص منحصر به فرد است زیرا سنسورها بر روی قسمت در معرض لوله می چسبند و به قسمتی از لوله که از بالای زمین بیرون می آید و در آنجا به دستگاه سنجش متصل می شود وصل می شود.

در حالی که این فناوری هنوز در مراحل اولیه است، دکتر Chaaban خاطرنشان می کند که اکثر این تحقیقات فعلی شامل توسعه و ارزیابی یک الگوریتم یادگیری عمیق برای تشخیص انحرافات در لوله ها است. نتایج حاکی از آن است که این روش زمانی که از یک سنسور دریافت کننده استفاده می شود دقت 90 درصد و هنگام استفاده از دو سنسور دریافت کننده نزدیک به 97 درصد دقت دارد.استفاده آینده از سنسورها ممکن است شامل بازرسی خطوط لوله مدفون، عایق شده و زیر آب باشد.

دکتر چابان می‌افزاید: «با ترکیب پردازش سیگنال کلاسیک با یادگیری ماشینی، می‌توانیم به طور مؤثرتر و دقیق‌تری تعیین کنیم که آیا مشکلی وجود دارد یا خیر».

این تحقیق در آخرین ویرایش مجله Sensors منتشر شده است.