CN103313038A - 管道检查仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管道检查仪，其包括：图像采集装置；光源；控制器，与所述图像采集装置连接；显示器，与所述控制器连接；电源，与所述图像采集装置、光源、控制器、显示器连接；支撑装置，所述图像采集装置和光源设于所述支撑装置上，所述支撑装置用于深入管道内部将所述图像采集装置和光源送入工作位置；其中，还包括：角度调整机构，位于所述支撑装置上，与所述控制器电连接，所述图像采集装置和光源位于所述角度调整机构上，所述角度调整机构用于调整所述图像采集装置和光源的角度，从而实时调整拍摄管道内部图像的角度；供电电压调整电路，设于电源和光源之间。本发明的图像采集装置及光源可以多达360度旋转，光源的亮暗程度可以调节。

Description

管道检查仪

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种用于快速检查管道有无病害的管道检查仪。

背景技术

目前，在市政工程非开挖领域，广泛利用管道检查设备对地下管道的检查，发现并排除地下管道的病害。目前市面上相似的设备有管道潜望镜、视频检测仪、地下管道快速录像检测装置等。上述管道检查设备的技术方案大致可以概括为：设备前端内置一摄像机，同时加载灯光，通过通信电缆连接至后端控制器，通过控制器来控制前端摄像机的焦距、光线亮暗、采集角度等，同时控制器把视频信号显示出来并存储，手动操作机构起到调节视频采集画面的作用。

进一步具体而言，现有的此类设备是以远程视频采集并进行回传存储分析为主要工作原理的一种检测设备，主要用于工业容器和管道内部快速检测和诊断，具备视频变焦检查功能，同时配备了强力照明光源、便携式电源、可将设备送至所需工作位置的伸缩杆；此类设备还满足防水设计，操作时不会产生火花，符合常规条件下的防爆要求。应用时，操作人员将设备的控制盒和电池挎在腰带上,使用摄像头操作杆将摄像头送至窨井内的管道口，通过控制盒来调节摄像头和照明以获取清晰的录像或图像。数据图像可在随身携带的显示屏上显示，同时可将录像或图像文件存储在存储器上。现有设备也可用于靠近窨井管道的检测及大型容器罐体内部视频检查、市政排水管道快速视频勘察、隧道涵洞内部空间状况视频检测、槽罐车内部视频检测等。

通过调查研究以及实际应用，目前的管道检查设备存在如下缺陷：

设备稳定性差，在使用过程中故障率高，对工程进度影响较大。

视频采集画面调节范围较小或不能调节，不能满足现场工程需求。

屏幕较小（5.6英寸），分辨率低，影响现场判断及评估。

分离式（外置式或腰挎式）的供电系统携带不方便。

灯光亮度不够、不能调节灯光亮暗程度和灯光照射角度。

视频画面存在纹波干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道检查仪，以至少解决现有技术存在的灯光角度难以调节、光源亮度难以调节等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种管道检查仪，其包括：图像采集装置，用于拍摄管道内部图像；光源，用于为所述图像采集装置拍摄管道状态时提供照明；控制器，与所述图像采集装置连接，用于控制所述图像采集装置的运行；显示器，与所述控制器连接，用于显示所述图像采集装置拍摄的管道内部图像；电源，与所述图像采集装置、光源、控制器、显示器连接，用于为所述图像采集装置、光源、控制器、显示器提供工作电源；支撑装置，所述图像采集装置和光源设于所述支撑装置上，所述支撑装置用于深入管道内部将所述图像采集装置和光源送入工作位置；其中，还包括：角度调整机构，位于所述支撑装置上，与所述控制器电连接，所述图像采集装置和光源位于所述角度调整机构上，所述角度调整机构用于调整所述图像采集装置和光源的角度，从而实时调整拍摄管道内部图像的角度；供电电压调整电路，设于所述电源和所述光源之间，用于调节所述光源的亮暗。

其中，优选地，所述角度调整机构包括：支座，所述图像采集装置和光源设于所述支座上；吊架，所述支座可活动地设于所述吊架上，所述吊架固定于所述支撑装置上；驱动电机，位于所述支座或吊架上，与所述控制器电连接，用于驱动所述支座在所述吊架上旋转。

其中，优选地，所述驱动电机位于所述支座上，所述驱动电机的输出轴外端具有一扁平部，所述扁平部可转动地设于所述支座的一平面上。

其中，优选地，所述控制器和电源通过同一根线缆与所述图像采集装置和光源连接，且所述控制器和所述线缆之间设有图像信号分离装置，以使所述显示器显示所述线缆传送的图像信号。

其中，优选地，所述支撑装置包括：杆体，用于提供支撑作用；减震结构，设于所述杆体上，且所述角度调整机构设于所述减震结构上，以减轻震动对所述角度调整机构的影响。

其中，优选地，所述杆体包括第三杆体、相互平行的第一杆体和第二杆体；所述减震结构包括：减震弹簧，套设于所述第二杆体上，且所述减震弹簧的下端固定于所述第二杆体上；滑套，套设于所述第二杆体上，并位于所述减震弹簧上端；所述第三杆体连接于所述第一杆体的下端和所述滑套之间，所述角度调整机构设于所述第三杆体上。

其中，优选地，所述供电电路调整电路包括：一三端直流稳压器的输入端和一第一电容的一端连接并用于和所述电源连接，所述三端直流稳压器的控制端和一第一电阻的一端、一第二电阻的一端、一第一二极管的阳极、一第二电容的一端连接，所述第一电阻的另一端与一可调电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端、所述第一二极管的阴极和所述三端直流稳压器的输出端连接，所述三端直流稳压器的输出端还与一第三电容的一端连接并用于所述光源连接；所述第一电容的另一端、所述可调电阻的另一端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端和地连接。

其中，优选地，所述三端直流稳压器的输入端和输出端还分别与一第二二极管的阴极和阳极连接。

其中，优选地，所述供电电压调整电路还与一三端直流稳压器并联。

其中，优选地，所述控制器和所述图像采集装置之间设有滤波电路，以隔离造成图像信号失真的谐波信号。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，图像采集装置及光源可以多达360度旋转，大大提高了管道图像采集范围，便于清楚、详细的检查管道及其他容器的状态。光源的供电电压可以根据需要进行调节，借此，光源可以适应多种类型的管道光线环境。进一步优选地，本发明简洁精巧的外观设计，便于现场操作及维护；照明系统可调；减震设计；视频干扰得以解决；显示器分辨率提高，电源功率大增。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的角度调整机构部分的结构示意图；

图3为本发明实施例的驱动电机的输出轴外端的结构示意图；

图4为本发明实施例的滤波电路的结构示意图；

图5为本发明实施例的供电电压调整电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1和图2所示，本发明实施例包括作为图像采集装置的摄像机41、作为光源的多个LED灯42、控制器1、显示器10、支撑装置和角度调整结构等，当然，图像采集装置也可以为照相机等，光源也可以为白炽灯等，但是LED灯具有节能环保、寿命长等优点。此外，本发明实施例还包括图1和图2未示出，但是图5示出的电源12。其中，摄像机41用于拍摄管道内部图像，如图1和图2所示，其摄像头411和LED灯42位于一支座4的前端面。LED灯42用于为摄像机41拍摄管道状态时提供照明，多个LED灯42均布于摄像头411的周围，便于为摄像头411提供全方位、立体的照明，使其拍摄更清楚。控制器1可以为集成器件，也可以包括多个控制元器件，其与摄像机41等连接，用于控制摄像机41等部件的运行。显示器10与控制器1连接，用于显示摄像机41拍摄的管道内部图像，优选地，显示器10和控制器1集成为一个整体结构。电源12与摄像机41等多个用电部件连接，用于为其提供工作电源。本优选实施例的支撑装置如图1所示，包括多个杆体和减震结构等，摄像机41和LED灯42设于其上，用于深入管道内部将摄像机41和LED灯42送入工作位置。

为了实现摄像头411及LED灯角度可调，本实施例的角度调整机构位于支撑装置上，与控制器1通过线缆11电连接，摄像机41和LED灯42位于角度调整机构上，角度调整机构用于调整摄像机41和LED灯42的角度，从而实时调整拍摄管道内部图像的角度。

进一步具体而言，如图2所示，角度调整机构包括支座4、吊脚33和驱动电机43等。摄像机41和LED灯42设于支座4上，支座4可以为箱体结构，也可以为框架结构、板状结构。吊架33呈U型，中部固定于支撑装置的第三杆体32上。支座4的一侧面与固定盖44固定连接，固定盖44设有一压块45，压块45固定于吊架33的一端。支座4的另一侧面则铰接于吊架33的另一端。这样，使得支座4可转动地设于吊架33的两端之间。驱动电机43可以位于支座4或吊架33上，与控制器1通过线缆11电连接，用于驱动支座4旋转。

更进一步详细而言，驱动电机43位于支座4上，驱动电机43的输出轴431外端具有一扁平部4310，如图2和图3所示，扁平部4310可转动地设于压块45的上端面所形成的平面上。

固定盖44通过螺丝等固定在支座4上，安装时，驱动电机43的输出轴431的扁平部4310刚好和压块45的上端面切合，并且输出轴431可旋转地嵌入吊架33端部的豁口330中，然后，使压块45固定在吊架33的端部，这样，驱动电机43通电后开始转动，输出轴431相对于压块45和吊架33来说都是静止的，使输出轴431完美的固定在吊架33上。同时，输出轴431及吊架33相对于摄像机41是动态的、旋转的，这样就实现了任意旋转的目的。

摄像机41在驱动电机43的帮助下完成任意角度的视频画面的采集，且无论怎么旋转，摄像头411和LED灯42位于支座4的前端面可以保证镜头始终跟着灯光走。四颗LED灯42平均分布在镜头周围，确保灯光的中心点刚好和视频画面的中心点重合，在黑暗的管道内，适宜的光线可以使摄像机41呈现出最佳的摄像效果。

为了简化连线结构，控制器1和电源12通过同一根线缆11与摄像机41和LED灯42连接，线缆11同时承担着供电和传输图像信号的功能。如图4所示，控制器1或者说显示器10和线缆11之间设有图像信号分离装置410，图像信号分离装置410将线缆11上的视频信号分离出来，使显示器10显示线缆11传送的图像信号。并且此线缆支持插拔，方便包装运输，其接头采用航空插头，接触良好，耐插拔，从而增强了设备稳定性。接线端子采用按压式弹性端子，解决了因震动或运输过程中导致连接线接头脱落或震断的问题。

为了减震、防震，如图1所示，支撑装置包括用于提供支撑作用的杆体和减震结构等，具体而言，杆体包括相互平行的第一杆体31、第二杆体34以及第三杆体32。减震结构设于这些杆体上，且角度调整机构设于减震结构上，以减轻震动对角度调整机构的影响。优选的减震结构包括减震弹簧37、滑套35、定位挡板36。减震弹簧37套设于第二杆体34上，减震弹簧37的下端固定于第二杆体34上；滑套35套设于第二杆体34上，并位于减震弹簧37上端。第三杆体32连接于第一杆体31的下端和滑套35之间，角度调整机构的吊架33固定地设于第三杆体32和第一杆体31结合处。这样，在移动支撑摄像机41、驱动电机43等的支座4时，第三杆体32可以沿着减震弹簧37的弹性方向，上下往复运动，而不会造成摄像机41等部件的损害。

为了提高管道内部图像的分辨率，显示器10为8英寸液晶显示器。为了适应野外作业，电源12为20AH的磷酸铁锂电池。

驱动电机43工作时会产生的谐波，其次外界干扰也会产生谐波，特别是在电场较强的地方，如工频干扰。这些谐波都会通过线缆11耦合叠加到视频信号上面，造成视频信号失真，进而在显示器10上出现网纹干扰现象。为解决显示的网纹干扰问题，在视频信号进入显示器10之前，增加了滤波电路，此电路的目的就是把这些谐波过滤掉，从而起到隔离谐波的作用。如图4所示，显示器10和从线缆11分离出摄像机41采集的图像的视频信号分离装置410之间设有滤波电路，以隔离造成图像信号失真的谐波信号。具体而言，该滤波电路包括电感L和电阻R。其中，电感L连接于视频信号分离装置410和显示器10的存储分析电路之间，电阻R连接于视频信号分离装置410和显示器10与地之间。

为了能够便于调节LED灯42的亮暗程度，电源12和LED灯42之间设有供电电压调整电路，以用于调节LED灯42的亮暗。优选地，如图5所示，供电电路调整电路包括：三端直流稳压器D的输入端和第一电容C1的一端连接并和电源12连接，三端直流稳压器D的控制端和第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端、第一二极管D1的阳极、第二电容C2的一端连接，第一电阻R2的另一端与可调电阻R3的一端连接，第二电阻R2的另一端、第一二极管D1的阴极和三端直流稳压器D的输出端连接，三端直流稳压器D的输出端还与第三电容C3的一端连接并用于LED灯42连接；第一电容C1的另一端、可调电阻R3的另一端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端和地连接。更优选地，本发明实施例还包括另一三端直流稳压器（图中未示出），该另一三端直流稳压器与图5所示的供电电路调整电路并联，同时连接于电源12和LED灯42之间。通过两个三端直流稳压器（例如LM317）并联，可以实现大功率输出，外加散热片可以确保散热可靠，不烧坏。图5中，可调电阻R3可以通过改变电阻大小，达到调节电压输出高低的目的，进而调节LED灯的亮暗程度。

为了保护供电电压调整电路，如图5所示，三端直流稳压器D的输入端和输出端还分别与一第二二极管D2的阴极和阳极连接。

综上，本发明可以实现如下优点：

通过硬件设计来提高设备的稳定性，精简连接线，减少不稳定因素。

增加电动控制，提高摄像单元的旋转角度，解决视频采集画面受限问题。

增大液晶显示器，解决分辨率低的问题。

提高供电系统性能，并简化连接方式，解决工作现场很多连线的问题，工作携带都更方便。

改变照明系统的控制方式，提高功率，能适应更多不同类型不同管径的地下管道、孔洞、罐体、箱槽等。

增加视频信号隔离电路，解决网纹干扰的问题。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种管道检查仪，包括：

图像采集装置，用于拍摄管道内部图像；

光源，用于为所述图像采集装置拍摄管道状态时提供照明；

控制器，与所述图像采集装置连接，用于控制所述图像采集装置的运行；

显示器，与所述控制器连接，用于显示所述图像采集装置拍摄的管道内部图像；

电源，与所述图像采集装置、光源、控制器、显示器连接，用于为所述图像采集装置、光源、控制器、显示器提供工作电源；

支撑装置，所述图像采集装置和光源设于所述支撑装置上，所述支撑装置用于深入管道内部将所述图像采集装置和光源送入工作位置；

其特征在于，还包括：

角度调整机构，位于所述支撑装置上，与所述控制器电连接，所述图像采集装置和光源位于所述角度调整机构上，所述角度调整机构用于调整所述图像采集装置和光源的角度，从而实时调整拍摄管道内部图像的角度；

供电电压调整电路，设于所述电源和所述光源之间，用于调节所述光源的亮暗。

2.根据权利要求1所述的管道检查仪，其特征在于，所述角度调整机构包括：

支座，所述图像采集装置和光源设于所述支座上；

吊架，所述支座可活动设于所述吊架上，所述吊架固定于所述支撑装置上；

驱动电机，位于所述支座或吊架上，与所述控制器电连接，用于驱动所述支座在所述吊架上旋转。

3.根据权利要求2所述的管道检查仪，其特征在于，所述驱动电机位于所述支座上，所述驱动电机的输出轴外端具有一扁平部，所述扁平部可转动地设于所述支座的一平面上。

4.根据权利要求2所述的管道检查仪，其特征在于，所述控制器和电源通过同一根线缆与所述图像采集装置和光源连接，且所述控制器和所述线缆之间设有图像信号分离装置，以使所述显示器显示所述线缆传送的图像信号。

5.根据权利要求1所述的管道检查仪，其特征在于，所述支撑装置包括：

杆体，用于提供支撑作用；

减震结构，设于所述杆体上，且所述角度调整机构设于所述减震结构上，以减轻震动对所述角度调整机构的影响。

6.根据权利要求5所述的管道检查仪，其特征在于，所述杆体包括第三杆体、相互平行的第一杆体和第二杆体；所述减震结构包括：

减震弹簧，套设于所述第二杆体上，且所述减震弹簧的下端固定于所述第二杆体上；

滑套，套设于所述第二杆体上，并位于所述减震弹簧上端；

所述第三杆体连接于所述第一杆体的下端和所述滑套之间，所述角度调整机构设于所述第三杆体上。

7.根据权利要求1所述的管道检查仪，其特征在于，所述供电电路调整电路包括：

一三端直流稳压器的输入端和一第一电容的一端连接并用于和所述电源连接，所述三端直流稳压器的控制端和一第一电阻的一端、一第二电阻的一端、一第一二极管的阳极、一第二电容的一端连接，所述第一电阻的另一端与一可调电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端、所述第一二极管的阴极和所述三端直流稳压器的输出端连接，所述三端直流稳压器的输出端还与一第三电容的一端连接并用于所述光源连接；所述第一电容的另一端、所述可调电阻的另一端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端和地连接。

8.根据权利要求7所述的管道检查仪，其特征在于，所述三端直流稳压器的输入端和输出端还分别与一第二二极管的阴极和阳极连接。

9.根据权利要求7所述的管道检查仪，其特征在于，所述供电电压调整电路还与一三端直流稳压器并联。

10.根据权利要求1所述的管道检查仪，其特征在于，所述控制器和所述图像采集装置之间设有滤波电路，以隔离造成图像信号失真的谐波信号。

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