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1、主要功能和應用領域： 本設備由多通道圖像采集模塊、復雜光學模塊、復雜照明模塊、精密機械運動模塊、分布式大數據分析處理模塊等多個模塊組成。能夠實現對第4.5代以上的液晶顯示器件ITO、銀漿線路的快速檢測并輸出報表。利用高分辨率線陣相機陣列和光源對PET基材的觸摸屏進行成像，并利用計算機圖像處理、模式識別及人工智能的理論與技術，拍攝到的觸摸屏圖像進行研究，通過對各種線路和特征進行特征匹配與邊緣分析，分別檢測上述線路缺陷并自動報告，從而達到在線自動檢測觸摸屏線路缺陷的目的，作為生產線上品質保證的重要方法。 2、特色及先進性： 1）針對ITO材料的高透光率：采用特殊設計的高功率光源和精密光學成像系統，確保能夠采集到圖像清晰、缺陷顯著、ITO線路對比度高的圖片，為算法處理達到不漏檢和低誤檢打下良好基礎。 2）針對ITO線路不規則：由于ITO線路的形式多樣且比較復雜，需要采用樣品和模板配準、像素值直接對比、線路邊緣對比、周期性判斷及DRC方法等算法方案同時進行處理。 3）針對軟材質基板（PET）：由于基板為軟材質，并且基板為600*600 mm的大規格尺寸，采用高精度的光學平臺和自動快速對焦系統，保證大尺寸范圍內圖像采集的清晰度。 4）針對缺陷類型繁多：采取提取局部特征并結合周期性和對比性完成缺陷檢測，針對不同類型的缺陷進行建標以達到較高的檢測效率，通過框選候選(潛在)缺陷位置，采用神經網絡算法進行自主機器學習，不斷匹配各種可能存在的缺陷類型，并結合不同的算法模塊進行檢測，寬進嚴出保證檢測效果。 3、技術指標： ？ 檢測對象： PET和電子玻璃為基板的ITO。 ？ 檢測項目：線路過寬、過窄、多線、線斷、線裂、連線、毛刺、爆點；膜刮痕、導電薄膜異物、氣泡、針孔、凸出、凹陷。 ？ 臺面要求：臺面能滿足檢測600mm×600mm以下尺寸產品。 ？ 檢測精度：能檢測最小線寬間距為20um。 ？ 最大檢測面積：檢測精度為20um時，最大檢測面積是600mm*600mm。 ？ 檢測效率：單張、單次檢測時間小于等于30秒。 ？ 檢測效果：錯報率控制在1%以下,檢出率99%以上。 ？ 設備穩定性：設備至少可5*24小時連續無故障工作。 4、關鍵問題和實施效果 該設備可廣泛應用于觸摸屏行業、LCD行業、太陽能行業和LED行業等領域，可滿足觸摸屏行業需求。以電子玻璃、PET為基板的ITO線路對于最終產品性能的影響是非常顯著的，如線路發生缺陷，則會直接造成產品功能缺陷，而越靠近出貨端檢出缺陷，對于廠家來說修復的成本越高，同時廢品的損失越高。該設備可以在最早的工藝流程上對線路進行檢測，從而整體提高生產廠家的制程控制能力。 該設備采用復雜高分辨率多通道線陣相機陣列進行光學成像，同時配合精密運動平臺實現2.5微米分辨率的圖像采集，其三維組裝圖如下圖所示。

本設備由多通道圖像采集模塊、復雜光學模塊、復雜照明模塊、精密機械運動模塊、分布式大數據分析處理模塊等多個模塊組成。能夠實現對第4.5代以上的液晶顯示器件ITO、銀漿線路的快速檢測并輸出報表。利用高分辨率線陣相機陣列和光源對PET基材的觸摸屏進行成像，并利用計算機圖像處理、模式識別及人工智能的理論與技術，拍攝到的觸摸屏圖像進行研究，通過對各種線路和特征進行特征匹配與邊緣分析，分別檢測上述線路缺陷并自動報告，從而達到在線自動檢測觸摸屏線路缺陷的目的，作為生產線上品質保證的重要方法。

電磁超聲導波檢測設備可實現對鋼板和鋼管缺陷的快速掃描，既滿足電磁超聲導波實驗室需求又可滿足工程應用，特別是針對高校用戶提供開放式數據接口和檢測數據源文件，可方便高校教師和學生科研使用。 

（1）自主研制了適用于高速、高溫、惡劣環境下的鑄坯、異形坯、型鋼、棒材、中厚板、帶鋼等多個系列金屬板帶表面缺陷在線檢測系統，主要指標達到或超過了國外同類產品；（2）提出多光路照明成像技術，提高高精密板帶產品低對比度和微小缺陷的檢出率，提高缺陷的檢測精度與檢出率；（3）開發出了表面質量在線檢測軟件、表面缺陷樣本庫管理軟件、缺陷識別算法軟件等個軟件模塊，建立了智能在線檢測平臺。本項目系統達到的技術指標是：檢測速度 22 米/秒（可按用戶要求提高）；檢測精度為 0.2mm（可按用戶要求提高）；對生產線上常見缺陷的檢出率≥95%，常見缺陷的識別率≥90%。

成果簡介： 1、主要功能和應用領域： 本設備由多通道圖像采集模塊、復雜光學模塊、復雜照明模塊、精密機械運動模塊、分布式大數據分析處理模塊等多個模塊組成。能夠實現對第4.5代以上的液晶顯示器件ITO、銀漿線路的快速檢測并輸出報表。利用高分辨率線陣相機陣列和光源對PET基材的觸摸屏進行成像，并利用計算機圖像處理、模式識別及人工智能的理論與技術，拍攝到的觸摸屏圖像進行研究，通過對各種線路和特征進行特征匹配與邊緣分析，分別檢測上述線路缺陷并自動報告，從而達到在線自動檢測觸摸屏線路缺陷的目的，作為生產線上品質保證的重要方法。 2、特色及先進性： ● 針對ITO材料的高透光率：采用特殊設計的高功率光源和精密光學成像系統，確保能夠采集到圖像清晰、缺陷顯著、ITO線路對比度高的圖片，為算法處理達到不漏檢和低誤檢打下良好基礎。 ● 針對ITO線路不規則：由于ITO線路的形式多樣且比較復雜，需要采用樣品和模板配準、像素值直接對比、線路邊緣對比、周期性判斷及DRC方法等算法方案同時進行處理。 ● 針對軟材質基板（PET）：由于基板為軟材質，并且基板為600*600 mm的大規格尺寸，采用高精度的光學平臺和自動快速對焦系統，保證大尺寸范圍內圖像采集的清晰度。 ● 針對缺陷類型繁多：采取提取局部特征并結合周期性和對比性完成缺陷檢測，針對不同類型的缺陷進行建標以達到較高的檢測效率，通過框選候選(潛在)缺陷位置，采用神經網絡算法進行自主機器學習，不斷匹配各種可能存在的缺陷類型，并結合不同的算法模塊進行檢測，寬進嚴出保證檢測效果。 3、技術指標： ● 檢測對象： PET和電子玻璃為基板的ITO。 ● 檢測項目：線路過寬、過窄、多線、線斷、線裂、連線、毛刺、爆點；膜刮痕、導電薄膜異物、氣泡、針孔、凸出、凹陷。 ● 臺面要求：臺面能滿足檢測600mm×600mm以下尺寸產品。 ● 檢測精度：能檢測最小線寬間距為20um。 ● 最大檢測面積：檢測精度為20um時，最大檢測面積是600mm*600mm。 ● 檢測效率：單張、單次檢測時間小于等于30秒。 ● 檢測效果：錯報率控制在1%以下,檢出率99%以上。 ● 設備穩定性：設備至少可5*24小時連續無故障工作。 4、關鍵問題和實施效果 該設備可廣泛應用于觸摸屏行業、LCD行業、太陽能行業和LED行業等領域，可滿足觸摸屏行業需求。以電子玻璃、PET為基板的ITO線路對于最終產品性能的影響是非常顯著的，如線路發生缺陷，則會直接造成產品功能缺陷，而越靠近出貨端檢出缺陷，對于廠家來說修復的成本越高，同時廢品的損失越高。該設備可以在最早的工藝流程上對線路進行檢測，從而整體提高生產廠家的制程控制能力。 該設備采用復雜高分辨率多通道線陣相機陣列進行光學成像，同時配合精密運動平臺實現2.5微米分辨率的圖像采集，其三維組裝圖如下圖所示。

本發明公開了一種基于阻抗比同桿并架輸電線路橫聯差動保護 的故障檢測方法，包括當輸電線路發生故障時，選出發生故障的故障 相別；根據選相結果對故障相進行電氣量的數據測量，當故障相發生故障，測量的數據包括所有故障相的母線電壓和所有故障相的第一回 線路和第二回線路的電流；根據測量的數據獲得故障相別中每根導線 的測量阻抗；根據測量阻抗獲取各故障相測量阻抗的阻抗比橫差值； 當阻抗比橫差值大于阻抗比橫差判據整定值時判出發生同桿并架線路 內部故障；當第一回線的測量阻抗值大于第二回線的測量阻抗值時， 判

工業缺陷檢測平臺以工業智能制造中的表面缺陷檢測為場景，融合人工智能、FPGA、機械臂控制等技術，實現檢測傳送帶上的鋁片缺陷情況，配合機械臂將有缺陷的鋁板取出，從而模擬FPGA及人工智能在工業制造過程中的應用。This industrial defect detection platform, which takes the surface defect detection in industrial intelligent manufacturing as the scene, integrates Artificial Intelligence, FPGA, mechanical-arm control and other technologies to detect the defects of aluminum sheets on the conveyor belt and then takes out the defective aluminum sheets with mechanical arm, so as to simulate the application of FPGA and Artificial Intelligence in the industrial manufacturing process. 

工業缺陷檢測平臺以工業智能制造中的表面缺陷檢測為場景，融合人工智能、FPGA、機械臂控制等技術，實現檢測傳送帶上的鋁片缺陷情況，配合機械臂將有缺陷的鋁板取出，從而模擬FPGA及人工智能在工業制造過程中的應用。This industrial defect detection platform, which takes the surface defect detection in industrial intelligent manufacturing as the scene, integrates Artificial Intelligence, FPGA, mechanical-arm control and other technologies to detect the defects of aluminum sheets on the conveyor belt and then takes out the defective aluminum sheets with mechanical arm, so as to simulate the application of FPGA and Artificial Intelligence in the industrial manufacturing process. 

1 研究背景 1.1 高壓力、大直徑和高可靠性的非金屬壓力管道需求迫切 管道作為五大運輸方式之一，是輸送石油、天然氣、飲用水等重要能源和資源的主要手段，對國民經濟的發展和穩定至關重要，被稱為國民經濟的“生命線”。我國壓力管道發展迅猛，應用規模不斷增大，在石油、天然氣和飲用水輸送等重大工程建設中發揮了不可替代的作用。在油氣領域，國內油氣管道已形成縱橫東西、貫通南北、連接海外的管道輸送網絡。目前我國的原油管道1.9×104km，成品油管道2×104km，天然氣干線管道4.8×104km，油氣管道的總長度穩居全球前五名。以西氣東輸三線為例，其西起新疆霍爾果斯，東至福建省福州市，全長5220km，設計年輸量3×1010m3。此外，油田集輸管網和城鎮燃氣管網的管道長度已達到數十萬公里，且仍在不斷增長，成為油氣管道重要組成部分。在水資源輸送領域，為解決我國的水資源時空分布不均問題，我國已經實施了多項跨流域、跨地區的長距離管道輸水工程，如南水北調工程、廣東省的“東深引水工程”和“西江引水工程”、天津的“引灤入津工程”和山東的“引黃濟青工程”。以南水北調中線工程為例，年均輸送生活、工業用水6.4×1010m3，農業用水3×1010m3，供水范圍內總面積15.5萬平方千米，惠及沿線6000萬人口。 以聚乙烯及其增強復合管為代表的非金壓力屬管道具有耐腐蝕、抗震、柔性好、壽命長等優勢，在越來越多的應用領域替代金屬管道，成為世界各國競先研發的未來管道發展方向。全球非金屬管道的年均增速約5.9%，我國聚乙烯管道年平均增速更是達15%。 隨著聚乙烯及其增強復合管的不斷發展，其在燃氣和輸水等領域應用不斷擴展。在燃氣領域，在燃氣領域，美國、英國、丹麥等的城市燃氣管道中聚乙烯管應用比例均接近100%，而我國新鋪設的中低壓城市燃氣管90%以上采用聚乙烯管材。在輸水領域，我國城市建筑排水管道85%采用塑料管，城市排水管道的塑料管使用量達到50%，城市供水管道（DN400mm以下）80%采用塑料管，村鎮供水管道90%采用塑料管，逐漸占據主導地位。目前，多數國家已經在燃氣和給水領域選擇聚乙烯管逐漸替代金屬管道，實現以塑代鋼。 近年來，非金屬壓力管道逐漸在更高壓力、更大直徑和更高安全性要求的油氣集輸、核電冷卻水輸送等領域廣泛應用。如在油田的油氣集輸及開采領域，用于油氣田注水的非金屬壓力管道（直徑50-75mm），工作壓力已經達到32MPa；用于油田站內給水的非金屬壓力管道（直徑315mm），工作壓力已經達到2MPa；用于油田集輸管的非金屬壓力管道（直徑50-75mm），工作壓力已經達到4MPa，平均工作溫度高達60℃。在核電站冷卻水輸送領域，美國的Callaway核電站率先鋪設聚乙烯管道的外圍冷卻水系統，我國新建的AP1000核電站（浙江三門核電、山東海陽核電）外圍冷卻水輸送均采用聚乙烯管道（直徑752mm，徑厚比DR9）。由于聚乙烯管道具有耐海水及微生物腐蝕、抗震等優勢，許多現有核電站冷卻水管道系統也逐漸更換為聚乙烯管道，如2017年大亞灣核電站成功將其核安全相關的反沖洗系統管道更換為200mm，DR9的聚乙烯管道。 1.2 管道系統安全性的要求日益迫切 隨著聚乙烯管道系統在燃氣、供水等領域的應用日益廣泛，其安全問題受到越來越多的關注。根據中國城市規劃協會地下管線專業委員會的統計報告，2009年至2013年中國城市管線典型事故共計75起，而其中導致人員死傷的27起。南京“7.28”管道泄漏爆炸事故共造成22人死亡，120人住院治療，爆燃點周邊部分建筑物受損，直接經濟損失4784萬元。臺灣“8.1”燃氣泄漏爆炸事故中多條街道陸續發生可燃氣體外泄，并引發多次大爆炸，造成32人死亡，321人受傷，經濟損失高達1.4億元。類似的管道泄漏導致爆燃的事故給全社會帶來了重大的公共環境和人身安全的威脅。 隨著聚乙烯管道系統在燃氣、供水等領域的應用日益廣泛，全社會對管道系統安全性的要求也日益迫切。 1.3 焊接過程的溫度控制是提升管道系統可靠性的關鍵 當我們追溯這些事故的源頭，會發現有53%的聚乙烯管道系統故障發生在管道的接頭處——即管材與管材焊接的部位（來自塑料管道數據庫委員會PPDC）。接頭作為管道系統中質量最薄弱的環節，其焊接質量影響到整個管道系統的安全運行。 電熔焊接是目前聚乙烯管道最常用的連接方式之一。它通過預埋在電熔套筒內部的電阻絲加熱電熔套筒的內表面及管材的外表面，使二者吸收熱量并熔融，而后固定、冷卻。 在電熔焊接過程中，溫度是最重要的參數，也是造成接頭失效最本質的原因。不合理的焊接工藝導致的焊接過程的溫度控制不當，引發冷焊和過焊等缺陷。內部溫度過高會使得金屬絲周圍的聚乙烯材料因溫度過高而裂解，從而導致接頭強度不足，產生過焊現象；內部溫度不足則會導致熔合區深度和界面強度不足，產生冷焊現象。冷焊缺陷很難從外觀上或通過常規液壓試驗分辨，但其可能導致焊接接頭在服役過程中沿熔合面發生貫穿裂紋擴展失效，具有很大的安全隱患。 1.4 應用過程的安全狀態監測是保障管道系統安全運行的關鍵 接頭是管道系統的薄弱環節。美國塑料管研究所（PPI）技術總監Sarah Patterson在2016年美國機械工程師協會（ASME）壓力容器與管道（PVP）50周年會的大會報告上指出，非金屬管道的無損檢測與安全監測研究是今后塑料管道技術發展應用的重要課題。 在接頭安全監測方面，管道的服役過程安全監測研究主要有以下四種：（1）基于應變的監測技術：主要采用應變片等傳感器測量管道應變。該方法技術成熟，但測點多、電路復雜，且僅能獲得材料表層局部的應變信息。（2）連續碳纖維復合材料自監測技術：如內嵌連續碳纖維的復合材料，可以實時提供結構應變信息。采用連續碳纖維自監測的應變靈敏度系數小于傳統應變片，且應變檢測范圍很小。（3）基于埋入傳感器的監測技術：如利用嵌入式光纖光柵的管道應變場監測。光纖檢測集成度高、精度高，已經在管道、橋梁等結構的智能監測中得到廣泛應用。（4）基于導電填充材料的監測技術：在不導電的聚乙烯或其他非金屬基體樹脂中摻入少量導電纖維或顆粒，從而在材料中建立導電傳感網絡，當材料產生變形或局部損傷時，導電網絡相應地產生導通節點數變化或局部斷開，通過測量材料宏觀電阻變化可以獲得材料應變或局部損傷等信息。 基于導電填充材料的智能監測技術一直是混凝土結構與生物傳感器領域的前沿與熱點。其關鍵問題是如何通過合理的傳感器設計，在不影響監測對象本身工作特性的同時，有效地提取監測對象的服役狀態和結構損傷信息。開展結構安全監測技術研究，智能監測感知壓力容器與管道結構失效特征參量，實現損傷失效的預警和運行的自主優化，是未來壓力容器行業重要的研究方向。 2 智慧管件系統解決方案 非金屬管道的智慧管件系統包含管件焊接過程的溫度場智能調控和管件使用過程的損傷自監測兩個功能，如圖1所示。 2.1 焊接過程溫度場調控 電熔焊接過程從本質上是電阻絲通電生熱、聚乙烯材料相變熔合的過程，熔區溫度在時間和空間上的變化很大程度上體現出焊接過程的發展。如圖2所示，智能焊機的“智能”正是來源于我們所提出的熔區復合溫度場理論模型。該模型能夠根據采集到的實際電壓電流數據，小成本、高精度地實時推演焊接過程的發展。不同于傳統焊機對被控對象內部情況的“一無所知”，智能焊機首次采用基于熔區溫度場的方式在線監測焊接過程，使得參數的調節和設計有堅實的理論依據。 在溫度場模型的基礎上，本作品能實現對焊接過程的質量控制。在焊接接頭性能與加工條件的研究上，團隊通過熱重分析和凝膠滲透色譜分析研究PE100在不同溫度焊接后的熱降解行為，得出典型工業級PE100材料的允許焊接最高溫度在270℃的結論。同時，通過超聲檢測和梯度試驗的方法證實了管材熔區深度與焊接界面強度的關聯。 基于上述理論研究和多次實踐，對聚乙烯最高溫度和熔區拓展深度進行控制是應對過焊和冷焊缺陷的重要方式。智能焊機對質量進行控制的思路即通過實時溫度場計算聚乙烯最高溫度和熔區邊界，讓最高溫度在不超過270℃，熔區深度控制在2～3mm。為使焊接效率最高，通過由調整次數、焊接時長、最高溫度等指標組成的代價函數對不同調整策略進行評價，從而獲得最優的電壓調整策略。通過這種溫度主動控制的方式，管道焊接缺陷產生的概率下降超80%。 1.1 服役過程安全狀態自監測 為了實現管道系統服役過程的安全狀態自監測，采用短切碳纖維（SCF）增強聚乙烯復合材料（PE-SCF）制備電熔管件。由于碳纖維SCF具有良好的導電性，隨著纖維含量的不斷增加，填充在聚合物基體內部的短碳纖維能夠形成良好的導電網絡，如圖3所示。PE-SCF復合材料內部SCF導電網絡的破壞與重組賦予了該材料壓阻效應，能夠用于監測PE-SCF復合材料承受的載荷。圖4為循環拉伸載荷下PE-SCF的應變和電阻響應與時間的關系。可以看出，PE-SCF復合材料的監測電阻能夠及時反映材料承受的應變。隨著應變增加，材料的電阻值增加；應變降低，材料的電阻值也降低；并且監測電阻對應變變化的響應具有很好的穩定性。PE-SCF復合材料在拉伸力作用下發生變形，部分短碳纖維導電網絡斷開，導致材料的電阻率增加。隨著應變的降低，短碳纖維之間的接觸恢復到初始狀態，電阻值也隨之恢復。結果表明PE-SCF應變與電阻變化之間存在確定的關聯機制，初步論證采用PE-SCF復合材料制備具有自監測功能的電熔接頭具有可行性。 圖5顯示了爆破試驗過程中所監測到的PE-SCF電熔接頭的電阻和壓力變化曲線。結果表明，隨著內部壓力的升高，兩個電極之間的電阻會不斷增加，電阻變化率曲線的斜率也迅速增加。這是因為在加壓初始階段，電阻變化主要由基體的彈性變形引起，在這種情況下，材料內部的導電網絡仍然完整，因此電阻不會產生很大變化。當壓力繼續增加時，材料內部形成微裂紋，導致局部導電網絡的破壞，電阻變化率顯著增加。初步實驗表明，利用電阻變化率監測PE-SCF電熔接頭的內壓載荷及結構損傷狀態具有可行性。 圖6顯示了峰值內壓為5MPa時的循環加載實驗期間，電熔接頭上監測到的電阻變化曲線?？梢婋娙劢宇^表面電極之間的電阻變化趨勢與接頭內部的壓力變化趨勢一致，且每個周期的峰值電阻十分穩定。基于電阻測量的內壓監測靈敏度系數約為29.56%/MPa。實驗結果表明，載荷和監測到的電阻信號存在較為穩定的關聯關系，因而用電阻變化監測電熔接頭內部壓力的變化是可行的。 上述測試結果表明，采用PE-SCF復合材料制備電熔管件，利用PE-SCF材料的壓阻效應，能夠實現基于電阻測量的管道系統在服役過程中的內壓及安全狀態實時監測，提升了管道系統的服役安全性。  

本發明公開了一種管道氣墊運輸機，其可在弧形工作面上移動 以輸送物件，該裝置包括：氣墊組件（1），其底部設置有用于支撐的 支撐墊，支撐墊輪廓可與所述弧形工作面配合；柔性升降組件（2）， 設置在所述氣墊組件（1）上，并可相對該氣墊組件（1）伸縮，該柔 性升降組件（2）一端設置有托板（3），待輸送的物件置于該托板（3） 上并可通過柔性升降組件（2）調節其相對于氣墊組件（1）的輸送高 度；所述氣墊組件（1）充氣時產生氣膜層，運輸機通過該氣膜層與所 述弧形工作面相對移動，從而實現物件的輸送。本發明輸送裝置采用 圓弧狀橢圓形氣墊，適用于管狀運輸，同時，采用雙氣囊升降結構， 增大了裝置的運動行程。