苏州开发“马里奥”机器人 替代人工解决管研究获进展

2021-11-26 00:04:01 文章来源:网络

管道防腐作业机器人。刘秋实摄

中新网南京11月25日电 (徐珊珊)在苏州热工研究院有限公司中摆放着一段曲折的管道,管道内壁已是锈蚀斑斑。只见一台机器人在工程师的遥控下,平稳地在管道中穿行,机器人走过之处,管壁已焕然一新。经中国工业防腐蚀技术协会科学技术奖励办公室25日确认,这一“管道与储罐防腐作业机器人研制与应用”项目已成功获颁协会科技进步一等奖。

热工研究院电站寿命管理技术中心高级工程师孙永亮是这款机器人的主要设计者之一,他介绍,管道内壁防腐作业一直是电力行业面临的一道难题。目前业内普遍采用的方式是施工人员进入管道内施工。在狭窄的管道中难以施展拳脚不说,还伴随着粉尘与有机溶剂吸入、窒息、磨片伤人等风险,作业环境闷热幽暗,一旦发生危险难以第一时间得到有效救助。

“我们在和国外同行交流中,了解到他们有一款清洗管道的设备。调研国内的情况后,才发现这一领域还有待改进。”孙永亮说。2019年初,由热工研究院和大亚湾核电厂组成的联合团队正式启动研发工作,并于2020年11月完成了一款能够替代人工的管道防腐作业机器人。设计人员根据任天堂游戏中爱钻管道的小人角色,给它取了一个“马里奥”的昵称。

工作中的机器人。刘秋实 摄

演示现场,只见神似螃蟹的“马里奥”以几条“腿”稳固地支撑着管壁,灵活地前进、后退、转弯。通过换装除锈模组、排渣模组和喷涂模组,机器人能在几种功能间自由切换,一“人”包办管道内壁防腐作业的全部流程,比外国的同类机械更加全能。效率上对比人工可以提高一到两倍以上。

孙永亮回忆,在设计时,因为对管道内径制造误差预计不足,曾导致“马里奥”过“胖”钻不进管子;没能充分考虑实际作业时的管道长度,使得“马里奥”喷水时“内力”不足。为了解决问题,大家白天黑夜连轴转,对机器人进行测试、研讨、改进,晚上往往会忙到九十点钟才收工。

目前,“马里奥”已经进入了实战阶段,在今年5月份和10月份已先后多次在相关电厂进行了工程应用。孙永亮表示,目前防腐作业机器人只是刚刚起步,在装备结构、功能、自动化工艺等各个环节都还需要持续进行优化改进,以适应更多的应用场景,让“马里奥”更加顺利地通关。(完)

来源:中国新闻网

土壤水分在陆-气相互作用中起重要作用,土壤水分变化引起的潜热通量和感热通量的变化会影响近地表气温,从而影响干旱区绿洲的冷岛效应。尽管已有研究通过数值模拟和卫星遥感所获取的地表温度数据(LST)对绿洲冷岛效应进行了定量评估,然而,土壤水分如何控制蒸散,进而影响地表气温,并最终主导绿洲冷岛效应的控制机制等还缺乏研究。

为此,中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室阿克苏站团队以蒸发率(EF)对土壤水分的依赖性为核心,构建了土壤水分影响地表气温的动态分析框架。

研究表明,温度对蒸发率的敏感性系数和蒸发率对土壤水分的敏感性系数在夏季最高,空间上平原绿洲区最高。土壤水分对EF的贡献率显著高于EF对气温的贡献率;土壤水分往往对气温产生负影响,负影响面积占总面积的41%~82%,这种影响主导了绿洲与荒漠地区气温变化的差异,并进一步促进了绿洲效应的形成;由土壤水分变化引起的平均最高气温变化可达0.386k,解释了总气温变化的57.99%。山地、绿洲和平原荒漠区土壤水分对温度变化的贡献率分别为24.6%、60%和4.9%。土壤水分对气温变化的高贡献主要由绿洲区植被高蒸腾所致。夏季绿洲区作物蒸腾对气温变异的平均贡献率为53.99%。其中阿克苏绿洲贡献率最高,为55.25%,库尔勒绿洲贡献率最低,为52.04%。相比之下,土壤蒸发对温度变异的平均贡献率仅为9.40%。

研究采用和发展的分析框架具有清晰的物理机制,是定量解读荒漠-绿洲区土壤水分与气温反馈关系及绿洲冷岛效应简单有效的分析框架。基于土壤水分与气温的负反馈关系,研究分析了绿洲降温效应的动态和上限。该分析框架和结果将为干旱区水热平衡的进一步研究提供新视角。

相关研究成果以Soil moisture controlled the variability of air temperature and oasis effect in a large inland basin in arid region为题,发表在Hydrologcial Processes上。

土壤水分与地表气温直接的反馈关系及绿洲冷岛效应的演化过程

来源:中国科学院新疆生态与地理研究所

来源:中科院之声

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