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龙图腾网获悉西南石油大学申请的专利一种声波阵列非侵入式检测管道沉积物的方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121049392B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511587931.0，技术领域涉及：G01N29/11；该发明授权一种声波阵列非侵入式检测管道沉积物的方法是由周兆明;廖蓉;犹斯齐;姚方;张哲源;张执;刘星辰;邹宇珩设计研发完成，并于2025-11-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种声波阵列非侵入式检测管道沉积物的方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种声波阵列非侵入式检测管道沉积物的方法，属于声波检测技术领域。本发明的一种声波阵列非侵入式检测管道沉积物的方法，包括步骤一、在被检测管道上依次安装若干个传感器组；步骤二、通过传感器组获取被检测管道每个检测点无沉积工况下的历史流速数据、历史声速数据；步骤三、根据各个传感器组实时监测每个检测点的流速数据，并将实时监测的流速数据与历史流速数据进行比较，判断每个检测点的沉积状态。本发明采用沿管道周向与轴向分布式布置的声波传感器阵列，在不干扰管道运行的前提下，实现了沉积物厚度、三维空间分布形态与介质流速的同步、原位、非侵入式与实时高精度测量。

本发明授权一种声波阵列非侵入式检测管道沉积物的方法在权利要求书中公布了：1.一种声波阵列非侵入式检测管道沉积物的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、在被检测管道上依次安装若干个传感器组，所述传感器组包括周向阵列布置且垂直安装的若干个主探头、一对斜插式超声波探头； 步骤二、通过传感器组获取被检测管道每个检测点无沉积工况下的历史流速数据、历史声速数据； 步骤三、根据各个传感器组实时监测每个检测点的流速数据； 步骤四、将实时监测的声速数据与历史声速数据进行比较，通过重合路径声速数据变化定位沉积位置并判断每个监测点的沉积状态； 其中若流速偏差大于或等于5%，则通过超声波传感器实时获取每个超声波传感器的声速数据，再将每个超声波传感器的声速数据与历史声速数据进行比较， 若每个声速偏差均小于5%，则该检测点为无沉积状态； 若存在声速偏差大于或等于5%的情况，则通过声学反演算法计算该检测点的沉积层厚度，并与预设的最低清管厚度值进行对比； 若沉积层厚度大于或等于最低清管厚度值，则该检测点为严重堵塞，需立即进行管道清理操作； 若沉积层厚度小于最低清管厚度值，则根据该检测点相邻检测点的状态进行判定，若该检测点相邻的检测点被判定为轻微沉积或严重堵塞，则判定该检测点为轻微沉积，预警观察；否则，判定为无沉积状态； 若流速偏差小于5%，避免检测结果误判，则通过超声波传感器实时获取每个超声波传感器的声速数据，再将每个超声波传感器的声速数据与历史声速数据进行比较； 若每个声速偏差均小于5%，则该检测点为无沉积状态； 若存在声速偏差大于或等于5%的情况，则该检测点为轻微沉积，预警观察，并通过声学反演算法计算该检测点的沉积层厚度； 其中通过声学反演算法计算该检测点的沉积层厚度的具体过程为： 步骤1、系统控制周向阵列中的M个超声波传感器，依次作为发射源，获得M×M条发射-接收路径的声波测量数据，并通过原始测量数据构建M×M测量矩阵S，通过特征提取计算，获取每条路径的信号衰减情况，再转为M2×1声速观测向量bt和衰减观测向量bs； 步骤2、将管道横截面离散化为N个网格，基于步骤1的声波测量数据，由声速倒数为慢度构建声速反演系统Axt=bt以及衰减系数反演系统Axs=bs；其中xt为慢度分布矩阵；xs为衰减系数分布矩阵；A为观测矩阵； 步骤3、设定管道横截面的初始慢度分布矩阵xt0和初始衰减系数分布矩阵xs0，代入声速反演系统，获取初始声速观测向量bt0与声速观测向量bt之间的残差Δb，再将慢度修正向量Δxt与初始慢度分布矩阵xt0进行叠加，更新模型为xt1=xt0+Δxt；重复上述迭代过程，直到残差小于设定阈值，利用最终慢度场求导得到声速矩阵；并且采用相同的求解方法求解衰减系数矩阵； 步骤4、对声速矩阵和衰减系数矩阵进行后处理，对信号进行滤波、处理后生成管道声速分布以及衰减系数图像； 步骤5、根据管道声速分布以及衰减系数图像，对图像进行阈值分割与形态学分析，识别沉积物界面，以确定沉积层厚度。

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