基于TRIZ理論的管道檢測裝置設計

劉春蘭 王婧婧 魏勇 趙嫦欣

【摘要】現有的多數管道檢測裝置結構復雜且需要耗費大量的人力物力，基于此，筆者利用TRIZ理論（即發明問題解決理論）中的因果鏈分析與技術矛盾和矛盾矩陣，對原始的管道檢測裝置進行了簡要的分析和研究，并設計了一種新型的管道檢測裝置，該裝置相對而言小巧便于攜帶且操作簡單。

【關鍵詞】TRIZ理論；管道檢測裝置；因果鏈分析；技術矛盾與矛盾矩陣

眾所周知，科技與資源的利用改變著我們的生活，而資源的使用就伴隨著器件與媒介的損耗及其檢修，如通訊光纜、下水管道，石油天然氣管道等都伴隨著使用過程中傳輸媒介的老化。在傳統的人工修建方式中，對于特定部位開膛破肚的檢測方法存在諸多弊端，人力財力物力損耗極大，已經不符合新時代的要求。此外，對于石油氣等的檢測依舊采取手持檢測儀檢測方式，對檢測人員存在極大的危險。因此設計出一種管道檢測裝置十分必要。

一、初始問題描述

（一）存在的問題

在現有的管道檢測方法中，檢測人員需要親自對等待維修的部分進行開膛破肚，之后的管道有些可以修復，有些就只能換新，浪費人力財力。

（二）限制條件

所以筆者希望開發制作一種管道檢測裝置，其應該具備的主要優點有：（1）使用方法簡單，極易上手，省財省力；（2）在不同情況下可以有不同的檢查方法；（3）可以在黑暗中前行傳輸視野；（4）可以進行控制前后左右移動和轉動；（5）視野開闊，高低處都可以進行檢查。

二、裝置的技術系統分析

（一）因果鏈分析

因果鏈分析是針對底層關鍵缺點采取措施或預防手段的非常明智的做法。

在表1中，通過對關鍵缺點進行分析，我們找到可執行的方案，并找到兩個矛盾。接下來，我們將在TRIZ解決問題工具的運用中進行詳細分析。

三、基于TRIZ原理的解決方法

運用技術矛盾找出原理。通過上述分析可知，存在待解決的問題：如何在沒有減少裝置運用時間的情況下，減少維修次數，對應到通用技術參數中選擇“34可維修性”作為被改善的參數，“16靜止物體的作用時間”則是被惡化的參數。

通過矛盾矩陣查找到解決技術矛盾的發明原理是：1.我們綜合原理1分割，可得到一個方法，將裝置進行多次分割，并且模式化。這樣可對局部損壞裝置進行替換，避免一處壞而全部停的問題，且更換快速方便為特殊情況下爭取了時間。此外，待解決的問題還有：如何在對裝置不進行多種樣式的前提下，讓裝置可以在多種情況下檢測管道，對應到通用技術參數中選擇“36設備的復雜性”作為被改善的參數，“22能量損失”則是被惡化的參數。通過矛盾矩陣查找到解決技術矛盾的發明原理是：10，35，13。2.最終我們在發明原理10（預先作用原則）得到啟示。即在裝置空余位置預先留出平臺擴展位置，可進行特殊工具的后期安裝，比如機械臂，探測儀等各種裝置。其中也開闊了一個平臺思想機器擴展功能，方便不同情況下的使用。其總體圖如圖1所示。

四、結語

本裝置相較于傳統的開膛破肚式檢測法，省錢省力，并且在多種情況下適用于多種路況，操作方便，不會對人身造成傷害。并且裝置不僅僅適用與管道，在擴展的平臺上加入其他裝置可以運用于不同的場景。具有很好的實際應用前景。

參考文獻

[1]謝東鋼，王建國，楊拉道，張國華.“triz”理論是科技創新的現代化工具[J].重型機械，2010（S1）：1～9.

[2]韓博.現代TRIZ理論中因果鏈分析應用研究[J].科技創新與品牌，2016（03）：47～49.

作者簡介：劉春蘭（1989.03—），女，漢族，四川人，碩士，助理實驗師，研究方向：光纖傳感；王婧婧（1997.05—），女，漢族，重慶人；魏勇（1987.06—），男，漢族，內蒙包頭人，博士，講師，研究方向：光纖傳感、大學生創新教育；趙嫦欣（1991.03—），女，漢族，黑龍江齊齊哈爾人，碩士，助理實驗員，研究方向：光纖傳感。