Датчики научили командной работе, чтобы упростить беспроводной мониторинг трубопроводов
Ученые Северного (Арктического) федерального университета упростили ультразвуковую диагностику нефте- и газопроводов на наличие ржавчины. Они наладили маршрут беспроводной передачи данных с датчиков так, чтобы уменьшить количество кабелей и затраты энергии.
Для измерения степени ржавчины все чаще применяют ультразвуковые датчики. Они не требуют остановки потока углеводородов в трубопроводе, работают удаленно, подходят для подземных и надземных труб, выдерживают температуру горячих углеводородов до 130 градусов и служат в среднем пять лет. Датчики крепятся на трубу и посылают внутрь нее ультразвуковые волны. Они отражаются от стенок и «рассказывают» об истончении трубы: эти участки будут «звучать» иначе, чем неповрежденные. Датчик обрабатывает сигнал с помощью микропроцессора и отправляет информацию на компьютер оператора. Однако такой метод требует множества кабелей, сложного анализа данных и энергетических затрат.
Ученые создали алгоритм, который упростил процесс, «обучив» датчики командной работе. Если система находится под землей, датчик передаст сигнал по кабелю на приемный стационарный измерительный блок, а тот — на шлюз. Шлюз будет располагаться на оптимальном расстоянии от множества таких датчиков, чтобы собирать максимально большое количество информации, и по беспроводной связи ретранслировать ее на локальный или облачный сервер. Если датчик находится на поверхности, то он сможет передавать данные напрямую на шлюз.
Технология ультразвукового контроля не нова. Уникальность нашего решения состоит в использовании энергонезависимых элементов питания (солнечная, ветровая энергия) системы мониторинга, применении беспроводных способов передачи данных и использовании алгоритмов машинного обучения для их анализа.
Артемий Бобров
Автор разработки, научный сотрудник Северного (Арктического) федерального университета
По словам ученого, в среднем датчику достаточно будет проводить измерение толщины стенки трубы дважды в день, после чего он будет уходить в спящий режим. Это позволит оптимизировать объем данных и затрат энергии на их передачу и анализ без ущерба качеству мониторинга.
