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受蝙蝠的启示,开宣布全新扫描技能,能检测出地下管道是否走漏?

工程师们受自然界的启示,开宣布了一种新的扫描技能,能够检测石油和天然气管道中的腐蚀金属。经过仿照蝙蝠怎么运用不同波长的超声波勘探物体、捕猎和避开捕食者,工程师们现已开宣布一种新的体系,结合了两种不同类…

工程师们受自然界的启示,开宣布了一种新的扫描技能,能够检测石油和天然气管道中的腐蚀金属。经过仿照蝙蝠怎么运用不同波长的超声波勘探物体、捕猎和避开捕食者,工程师们现已开宣布一种新的体系,结合了两种不同类型的辐射,快中子和伽马射线,以检测腐蚀-管道走漏的主要原因。由于全球范围内数千公里的管道用于远距离运送石油和天然气,走漏是一个每年耗资数百万美元的严重问题。

并且还有或许导致事端和人员伤亡,以及严重的环境损坏。一般,输油管道中的腐蚀是用超声波或电磁技能来丈量。可是,这些办法不适用于地下管道或掩盖有混凝土或塑料保温层的管道。这个新体系由兰开斯特大学、国家物理实验室的工程师和一家名为混合仪器有限公司的工程师开发,利用了被称为后向散射的反射信号,即“孤立的快中子和伽马辐射组合”,由于中子和伽马射线具有有用的互补特性,中子主要与塑料等低密度物质相互作用。

此外,快中子具有较高的穿透才能,合适勘探厚物质。伽马射线主要与金属相互作用,并不总是能够穿透密度很高的十分厚的资料。这两种辐射类型发生不同的电子信号,这意味着研讨人员能够运用一种名为“混合场分析器”的新式勘探设备,一起保存这两种辐射的数据,该设备曾经是由兰开斯特大学和混合仪器有限公司开发。该体系发生一束像铅笔相同的勘探辐射束,由中子和伽马组成,指向被查看的钢材部分。

研讨小组在实验室对不同厚度的碳钢样本进行了实时成像技能测验。研讨人员能够看到钢材厚度的差异,当用混凝土或塑料仿制绝缘层时,传感器也能够作业,这标明钢铁中的缺点以及腐蚀和锈蚀或许会在后向散射中发生改变。这些结果标明,如果在实在的管道上运用,那么在石油和天然气能够走漏之前,潜在的问题能够更容易地被发现和处理。兰开斯特大学、该项意图博士研讨员毛罗·利卡塔(Mauro Licata)说:

中子和伽马射线的组合光束平行反弹到一组勘探器上,发生了对钢材内部结构全面而快速的标明。这个体系的作业原理有点像蝙蝠宣布的超声波。这些超声波是不同超声波波长的叠加,会反弹到蝙蝠的耳朵里。除了着重结合多种反射传感技能来检测腐蚀等问题的优点外,研讨还进一步标明,从自然界进化的体系中罗致创意并仿照能够具有巨大潜力。兰开斯特大学和混合仪器有限公司的马尔科姆·乔伊斯教授说:

实时阻隔钢铁外表的反向散射中子和伽马射线,就像蝙蝠的大脑阻隔反向散射超声波,然后防止与它们自己的超声波相混杂方法,能够协助咱们更快、更有效地阻隔管壁上的缺点。国家物理实验室的尼尔·罗伯茨(Neil Roberts)说:这是NPL世界领先的中子设备被用于立异科学并发生积极影响一个很好的比如。其意图是进一步开发和运用勘探器体系,经过从外部将其指向管道的部分来检测毛病。但是,研讨人员标明,需要在中子勘探器范畴进行更多研讨,以使体系更快。

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