基于TRIZ理论的管道检测装置设计

刘春兰 王婧婧 魏勇 赵嫦欣

【摘要】现有的多数管道检測装置结构复杂且需要耗费大量的人力物力，基于此，笔者利用TRIZ理论（即发明问题解决理论）中的因果链分析与技术矛盾和矛盾矩阵，对原始的管道检测装置进行了简要的分析和研究，并设计了一种新型的管道检测装置，该装置相对而言小巧便于携带且操作简单。

【关键词】TRIZ理论；管道检测装置；因果链分析；技术矛盾与矛盾矩阵

众所周知，科技与资源的利用改变着我们的生活，而资源的使用就伴随着器件与媒介的损耗及其检修，如通讯光缆、下水管道，石油天然气管道等都伴随着使用过程中传输媒介的老化。在传统的人工修建方式中，对于特定部位开膛破肚的检测方法存在诸多弊端，人力财力物力损耗极大，已经不符合新时代的要求。此外，对于石油气等的检测依旧采取手持检测仪检测方式，对检测人员存在极大的危险。因此设计出一种管道检测装置十分必要。

一、初始问题描述

（一）存在的问题

在现有的管道检测方法中，检测人员需要亲自对等待维修的部分进行开膛破肚，之后的管道有些可以修复，有些就只能换新，浪费人力财力。

（二）限制条件

所以笔者希望开发制作一种管道检测装置，其应该具备的主要优点有：（1）使用方法简单，极易上手，省财省力；（2）在不同情况下可以有不同的检查方法；（3）可以在黑暗中前行传输视野；（4）可以进行控制前后左右移动和转动；（5）视野开阔，高低处都可以进行检查。

二、装置的技术系统分析

（一）因果链分析

因果链分析是针对底层关键缺点采取措施或预防手段的非常明智的做法。

在表1中，通过对关键缺点进行分析，我们找到可执行的方案，并找到两个矛盾。接下来，我们将在TRIZ解决问题工具的运用中进行详细分析。

三、基于TRIZ原理的解决方法

运用技术矛盾找出原理。通过上述分析可知，存在待解决的问题：如何在没有减少装置运用时间的情况下，减少维修次数，对应到通用技术参数中选择“34可维修性”作为被改善的参数，“16静止物体的作用时间”则是被恶化的参数。

通过矛盾矩阵查找到解决技术矛盾的发明原理是：1.我们综合原理1分割，可得到一个方法，将装置进行多次分割，并且模式化。这样可对局部损坏装置进行替换，避免一处坏而全部停的问题，且更换快速方便为特殊情况下争取了时间。此外，待解决的问题还有：如何在对装置不进行多种样式的前提下，让装置可以在多种情况下检测管道，对应到通用技术参数中选择“36设备的复杂性”作为被改善的参数，“22能量损失”则是被恶化的参数。通过矛盾矩阵查找到解决技术矛盾的发明原理是：10，35，13。2.最终我们在发明原理10（预先作用原则）得到启示。即在装置空余位置预先留出平台扩展位置，可进行特殊工具的后期安装，比如机械臂，探测仪等各种装置。其中也开阔了一个平台思想机器扩展功能，方便不同情况下的使用。其总体图如图1所示。

四、结语

本装置相较于传统的开膛破肚式检测法，省钱省力，并且在多种情况下适用于多种路况，操作方便，不会对人身造成伤害。并且装置不仅仅适用与管道，在扩展的平台上加入其他装置可以运用于不同的场景。具有很好的实际应用前景。

参考文献

[1]谢东钢，王建国，杨拉道，张国华.“triz”理论是科技创新的现代化工具[J].重型机械，2010（S1）：1～9.

[2]韩博.现代TRIZ理论中因果链分析应用研究[J].科技创新与品牌，2016（03）：47～49.

作者简介：刘春兰（1989.03—），女，汉族，四川人，硕士，助理实验师，研究方向：光纤传感；王婧婧（1997.05—），女，汉族，重庆人；魏勇（1987.06—），男，汉族，内蒙包头人，博士，讲师，研究方向：光纤传感、大学生创新教育；赵嫦欣（1991.03—），女，汉族，黑龙江齐齐哈尔人，硕士，助理实验员，研究方向：光纤传感。