(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210924731.X (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 中国大唐集团科 学技术研究总院有 限公司华北电力试验研究院 地址 100040 北京市石景山区银河大街6号 院1号楼15层1515 申请人 中国大唐集团科 学技术研究总院有 限公司 (72)发明人 殷爱鸣　金绪良　聂晋峰　袁斌　 许正军　张真　张丽　董磊　许超　 (74)专利代理 机构 北京中南长风知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11674 专利代理师 穆丽红 (51)Int.Cl. G01N 27/04(2006.01)G01N 27/333(2006.01) G01N 27/403(2006.01) G01N 27/416(2006.01) G01N 17/02(2006.01) G01N 17/04(2006.01) G01N 21/95(2006.01) G01N 21/01(2006.01) H04N 7/18(2006.01) H04Q 9/00(2006.01) G08B 21/24(2006.01) (54)发明名称 一种海洋环境钢结构防腐蚀涂层失效在线 监测系统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种海洋环境钢结构防腐蚀 涂层失效在线监测系统， 包括： 在线监测模块， 包 括多个电化学监测子模块(2)以及视频监测子模 块(5)， 多个电化学监测子模块分别设置在不同 位置钢结构上， 用于采集钢结构防腐蚀涂层的老 化参数； 视频监测子模块根据钢结构的监视点位 数量及钢结构所在现场安装环 境确定， 用于采集 钢结构所在的现场设备的腐蚀视频图像数据； 通 信模块， 用于将老化参数和腐蚀视频图像数据经 过通信模块传输至服务器或工控机； 以及涂层失 效状态评估模块， 设置在服务器或工控机(8)上， 用于对防腐蚀涂层的老化和损伤状态进行实时 监测与状态评估。 还公开了对应方法、 电子设备 以及计算机可读存储介质， 实现远程实时监测与 状态评估。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115541656 A 2022.12.30 CN 115541656 A 1.一种海洋环境钢结构防腐蚀涂层失效在线监测系统， 其特 征在于， 包括： 在线监测模块， 包括： 多个电化学监测子模块(2)以及视频监测子模块(5)， 所述多个电 化学监测子模块分别设置在不同位置的钢 结构上， 用于采集所述钢结构防腐蚀涂层(1)的 老化参数； 所述视频监测子模块根据所述钢结构的监视点位的数量以及所述钢结构所在的 现场安装环境确定， 用于采集所述钢结构所在的现场设备的腐蚀视频图像数据； 通信模块(6)， 用于将所述老化参数和所述腐蚀视频图像数据经过所述通信 模块(6)传 输至服务器或工控机(8)； 以及 涂层失效状态评估模块(9)， 设置在所述服务器或工控机(8)上， 用于对所述防腐蚀涂 层的老化和损伤状态进行实时监测与状态评估。 2.根据权利要求1所述的一种海洋环境钢结构防腐蚀涂层失效在线监测系统， 其特征 在于， 所述电化学监测子模块(2)包括： 多个探头(3)， 所述探头(3)分别安装在所述钢结构所在现场的大气区、 浪花飞溅 区、 海 水潮差区和水下浸没区， 大气区、 浪花飞溅区、 海水潮差区和水下浸没区， 用于测试涂层老 化参数， 所述涂层老化参数包括涂层老化系 数、 电偶电流、 动电位极化 曲线和/或电化学噪 声图等参数； 监测仪(4)， 与多个探头(3)连接， 用于长期测量所述防腐蚀涂层的老化参数； 所述监测 仪(4)的内部设置开关电路控制器， 用于实现定时控制所述探头(3)的循环测量； 或者通过 所述服务器或工控机(8)进行所述探头(3)的循环测量的控制； 所述监测 仪(4)内部还设置 临时存储设备、 虚拟服务器和 第一报警装置， 如果所述涂层老化参数超出阈值， 所述第一报 警装置将产生报警提示， 并将所述涂层老化参数、 监测点信息和时间在所述临时存储设备 和虚拟临时服 务器中同步存 储； 以及 供电模块， 分别与多个探 头(3)以及监测仪(4)连接为 其提供电能。 3.根据权利要求2所述的一种海洋环境钢结构防腐蚀涂层失效在线监测系统， 其特征 在于， 所述探头(3)为基于电化学阻抗、 多电极电偶电流、 动电位极化和电化学噪声测量原 理的探头。 4.根据权利要求1所述的一种海洋环境钢结构防腐蚀涂层失效在线监测系统， 其特征 在于， 所述视频监测子模块(5)包括： 现场高清摄 像机， 用于钢结构所在现场设备的腐蚀视频图像数据进行采集； 计算平台， 所述计算平台设置在具有GPU图像加速处理板的通用计算机上， 用于通过标 准的视频流传输协 议， 采用定时轮巡工作方式， 按照用户制定的调度计划， 依次采集现场的 腐蚀视频图像数据， 并通过视觉图像分析处理技术， 对所述腐蚀视频图像数据中的涂层老 化损伤进行检测 和识别获得识别结果； 第二报警装置， 如果所述识别结果中发现涂层腐蚀， 所述第 二报警装置产生报警提示， 并将老化损伤图片、 老化损伤类型、 老化损伤位置、 老化损伤程度和检测时间的相关信息存 储在所述 服务器或工控机(8)。 5.根据权利要求1所述的一种海洋环境钢结构防腐蚀涂层失效在线监测系统， 其特征 在于， 所述 通信模块包括网线或光纤收发器(7)、 内网通信模块和外网无线通信模块。 6.根据权利要求1所述的一种海洋环境钢结构防腐蚀涂层失效在线监测系统， 其特征 在于， 所述涂层失效状态评估 模块(9)包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115541656 A 2实时监测数据接收子模块， 用于接收用于分析涂层 老化和损伤情况的老化参数和腐蚀 视频图像数据； 历史数据存储子模块， 用于存储用于分析涂层 老化和损伤情况的老化参数和腐蚀视频 图像数据； 统计分析模块， 用于基于涂层腐蚀状态预警指标体系和风险预警分级模型， 计算实时 防腐蚀涂层腐蚀风险级别； 警报模块， 用于发生腐蚀风险后自动发送警报信息； 报告管理模块， 用于相关人员收到警报信 息后， 对警报信 息核实， 如果确定为真实警报 及时处置， 并通过系统反馈处置结果； 以及 三维可视化展示子模块， 用于通过所述通讯模块中的内网通信模块或外网无线通信模 块将所述防腐蚀涂层的老化和损伤状态实时显示供用户查看。 7.一种海洋环境钢结构防腐蚀涂层失效在线监测方法， 基于根据权利要求1 ‑6任一所 述的系统实现， 其特 征在于， 包括： S1， 采集所述钢结构防腐蚀涂层的老化参数以及所述钢结构所在的现场设备的腐蚀视 频图像数据； S2， 将所述老化参数和所述腐蚀视频图像数据经过所述通信模块(6)传输至服务器或 工控机(8)； 以及 S3， 基于设置在 所述服务器或工控机(8)上的涂层失效状态评估模块(9)对所述老化参 数和所述腐蚀视频图像数据进 行分析处理， 对所述防腐蚀涂层的老化和损伤状态进行实时 监测与状态评估。 8.根据权利要求7所述的一种海洋环境钢结构防腐蚀涂层失效在线监测方法， 其特征 在于， 所述S3包括： S31， 对于所述老化参数， 基于专家知识建立防腐蚀涂层老化及完整性评估及预警模 型， 并基于防腐蚀涂层老化及完整性评估及预警模型建立老化等级第一评价指标体系， 所 述老化等级第一评价指标体系包括涂层老化系数、 电偶电流、 动电位极化曲线和/或电化学 噪声图的评价指标， 基于是否超过老化等级第一评价指标体系中的评价指标阈值对所述防 腐蚀涂层的老化损伤等级进行评估， 对所述防腐蚀涂层的寿命进 行预测及预警获得第一监 测评估结果； S32， 对于所述腐蚀视频图像数据， 基于图像识别技术， 选择部分所述腐蚀视频图像数 据作为现场涂层典型老化损伤样本， 提取所述现场涂层典型老化损伤样本中的典型涂层检 测和识别基础特征， 并基于所述 典型涂层检测和识别基础特征构建典型涂层老化损伤数据 库； 基于所述典型涂层老化损伤数据库建立老化损伤识别深度特征提取网络模型， 通过目 标函数对老化损伤识别深度特征提取网络模型的结构参数进行训练和优化获得优化后的 老化损伤识别深度神经网络模型， 基于 老化损伤识别深度神经网络模型识别老化损伤的典 型等级； 基于防腐蚀涂层老化及完整性评估及预警模型建立老化等级第二评价指标体系， 所述老化等级第二评价指标体系包括绝对老化损伤面积、 相对老化损伤面积和/或密集度 的评价指标， 基于是否超过老化等级第二评价指标体系中的评价指标阈值对所述防腐蚀涂 层的老化损伤的非典型等级进 行评估， 基于老化损伤的典型等级和所述老化损伤的非典型 等级获得第二 监测评估结果；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115541656 A 3