CN107355685A - 一种精确确定地下管线内部缺陷位置的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种精确定位地下管线内部缺陷位置的装置及方法，属于地下管线检测鉴定技术领域，主要包括运动部分和控制部分，其中，运动部分包括前进装置、视频仪和位移传感器，控制部分为便携式操作仪；所述视频仪位于所述前进装置的中间位置，并通过视频仪悬挂支架固定在前进装置上，所述位移传感器固定于前进装置的面板上，所述便携式操作仪分别与所述前进装置和视频仪无线连接。本装置通过在管道内部行走，通过安装在装置上的视频仪和位移传感器，实现对缺陷位置进行精确定位，且保证缺陷位置的精确性。本发明的装置能够精确定位管线缺陷的位置，为加强地下管线的安全排查、管线缺陷位置的精确定位和后期加固修复提供重要位置信息。

Description

一种精确确定地下管线内部缺陷位置的装置

技术领域

本发明涉及一种精确确定地下管线内部缺陷位置的装置，适用于地下管线的缺陷检测，属于地下管线检测鉴定技术领域。

背景技术

地下管线是城市基础设施的重要组成部分，它承载着多种物质流、能源流和信息流，是城市赖以生存和发展的重要物质基础之一。

地下管线包括给水、排水、电力、热力、电信、工业管道等几大类，它就像人体里的“神经”和“血液”，日夜担负着传输信息和能量的重任，是城市赖以生存和发展的基础，被称为城市的“生命线”。

城市地下管线由于其产权单位众多、施工时间不一、相互间信息塞避、敷设集中、缺乏统一规划监管，再加上产权单位变更、分合等等，城市地下管线多数处于长期无人监管状态，经常发生因施工造成的事故，造成重大经济损失和不良的社会影响。在城市中，许多地下管线年代久远、质量不高、埋置较深，缺乏必要的检测手段，没有形成科学、系统、周期性的监督管理机制，因此普遍存在老化、生锈、堵塞等缺陷。随着缺陷的发展，微小的缺陷往往可能发展成为导致管道泄漏、爆炸的大缺陷，从而导致整个地下管线系统的瘫痪。如果管道内运输的是危险介质，当管道产生泄漏后，极有可能造成爆炸或有害介质的扩散，从而造成较大的经济损失和不良社会影响。所以城市地下管线能在安全的状态下运行越来越受到社会的关注。

目前为止，地下管线检测方法主要分为两种：一种是井中调查与开挖样洞或简易触探相结合的方法，在某些管线复杂地段和检查验收中仍需采用，另一种是井中调查与仪器探测相结合的方法。这是目前应用最为广泛的方法。仪器探测方法主要有频率域电磁法、磁测、地震、探地雷达、直流电法、超声波法等，这些检测管线的方法各有各的优势，针对不同的管道选择使用不同的方法可以检测出每种管道存在的缺陷。但存在的问题是，不管采用何种方法，都存在一定的局限性。如果采用非开挖的方法，借助检测仪器对管道进行检测，存在的问题主要是：管道埋置于地下，人们无法用肉眼看到管道，无法用设备直接接触到管道进行检测，地面以下情况复杂，地下除了埋有管线外，还有可能埋有其他金属或非金属物质，当使用仪器设备进行检测时，检测出的结果可能不是目前管线的结果，有可能是其他管线或者其他杂物的结果，最为关键的是，目前市面上现有的仪器设备都有一定的精度，在地面上进行检测后，由于地下其他物质的影响，无法精确确定检测出的缺陷的具体位置，无法进行下一步修复工作，或者是在很大程度上增加修复的工作量。如果采用开挖样洞的方式进行检测，存在的主要问题是：不可能对整个长度范围内的管线都进行开挖检测，只能是在条件允许的情况下随机抽取位置进行开挖，然后进行检测，故结果就是只能对开挖处的管线进行检测，非开挖段管线无法进行检测，管线的状态如何无法确定，从而无法确定非开挖短管线缺陷的具体位置。

为了能够精确定位管线内部缺陷的位置，加强地下管线的安全排查，对于管线缺陷位置能够做到精确定位，为后期加固修复提供重要位置信息，需要探索一种实用的新型设备来对管线内部缺陷位置进行精确定位。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种精确确定地下管线内部缺陷位置的装置，通过在管道内部行走，通过视频仪记录管道内部现状的视频信号对应的时间与位移传感器时间对应的位移来确定某一缺陷的具体位置，实现对缺陷位置进行精确定位，且保证缺陷位置的精确性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种精确定位地下管线内部缺陷位置的装置，其特征在于：主要包括运动部分和控制部分，其中，运动部分包括前进装置、视频仪和位移传感器，控制部分为便携式操作仪；所述视频仪位于所述前进装置的中间位置，并通过视频仪悬挂支架固定在前进装置上，所述位移传感器固定于前进装置的面板上，所述便携式操作仪分别与所述前进装置和视频仪无线连接。

优选地，所述便携式操作仪包括视频窗口、驱动操纵杆(内置于前进装置小型数据芯片相连接的感应器)、红外信号传输开关、电源开关和视频仪录摄开关，视频窗口位于便携式操作仪的上部，电源开关位于便携式操作仪的上部一侧，视频仪录摄开关位于便携式操作仪的中部，驱动操纵杆位于便携式操作仪的下部一侧，红外信号传输开关位于便携式操作仪的下部另一侧。

优选地，所述视频窗口用来接收视频仪传输来的视频信号，驱动操纵杆用来进行前进或后退操作，红外信号传输开关用于视频仪与便携式操作仪连接起来,使视频仪的画面实时在便携式操作仪视频窗口上显现，视频仪录摄开关用来控制视频仪的录摄。

优选地，所述便携式操作仪内置一块电池，电池分别与视频窗口、红外信号传输开关和驱动操纵杆相连接；视频窗口包括一块液晶彩色显示屏，用来显示视频画面，所述液晶显示屏通过信号屏蔽线分别与视频录摄开关和红外信号传输开关连接，所述红外信号传输开关内置感应器，感应器通过红外信号与视频仪连接。

优选地，所述驱动操纵杆内置感应器，所述感应器与前进装置上的小型数据芯片无线连接。

优选地，所述驱动操纵杆的端部与其内置的感应器采用包围式连接，驱动操纵杆通过前后运动达到与感应器前后接触进而通电，实现使前进装置前进和后退。

优选地，所述视频仪设有广角镜头。

优选地，所述位移传感器上设有存储卡。

优选地，所述的前进装置包括驱动轮、小型数据芯片和电池，小型数据芯片位于前进装置的左侧,与便携式操作仪上的感应器进行无线信号连接，电池位于前进装置的视频仪的后方。

优选地，所述前进装置还包括小型电机，所述小型电机分别与电池和驱动轮相连接。

优选地，所述驱动轮为四个，所述小型电机为四个。

优选地，所述精确定位地下管线内部缺陷位置的装置还包括一台电脑，视频仪及位移传感器通过数据线与电脑相连接。

本发明的另一目的是提供一种精确确定地下管线内部缺陷位置的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种精确确定地下管线内部缺陷位置的方法，包括如下步骤：

1)安装设备及调试

打开管道检修口，将精确确定管线缺陷位置的装置中的运动部分放置于检修口起始位置处，打开前进装置的电源开关，打开视频仪电源及便携式操作仪上的电源开关、红外信号传输开关，等待视频仪与便携式操作仪连接，待连接后，通过便携式操作仪上的视频窗口查看视频仪镜头角度，如不能对整个断面进行录摄，则调整镜头角度，打开位移传感器；

2)归零/记录设置

待安装调试完毕后，对位移传感器进行归零设置，打开视频录摄开关；

3)检测/测试

通过驱动操纵杆使精确确定管线缺陷位置的装置中的运动部分在管道内前进，进行录摄；

4)缺陷定位

待检测完毕后，将视频数据及位移传感器内的数据导到电脑上，通过视频画面对应的时间查找画面对应的位置，使查找到的缺陷能够精确定位。

本发明的优点：

本发明的精确定位地下管线内部缺陷位置的装置及方法，首先能够将管道内部现状的视频实时传输到地面设备(便携式操作仪)上，当视频画面中呈现的管道内部现状存在缺陷时，可以实时记录，并且精确确定缺陷的位置。本发明的装置和方法能够精确定位管线缺陷的位置，为加强地下管线的安全排查、管线缺陷位置的精确定位和后期加固修复，提供重要位置信息。

下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

附图说明

图1是本发明精确定位地下管线内部缺陷位置的装置中运动部分的平面结构示意图。

图2是本发明精确定位地下管线内部缺陷位置的装置中运动部分的立面结构示意图。

图3是本发明精确定位地下管线内部缺陷位置的装置中便携式操作仪的平面结构示意图。

主要零部件名称：

1 前进装置 2 视频仪

3 位移传感器 4 视频仪悬挂支架

5 视频窗口 6 驱动操纵杆

7 红外信号传输开关 8 电源开关

9 视频仪录摄开关 10 小型数据芯片

11 电池

具体实施方式

本发明可以根据以下实例实施，但不限于此，这些实施例只是为了举例说明本发明实施过程，而非以任何方式限制本发明的范围，在以下的实施例中，未详细描述的各种方法和设备是本领域中公知的常规方法和设备，本发明中所用零部件用市场上可购买的常规零部件均可。

实施例1

如图1所示，为本发明精确定位地下管线内部缺陷位置的装置中运动部分的平面结构示意图，如图2所示，是本发明精确定位地下管线内部缺陷位置的装置中运动部分的立面结构示意图；其中，1为前进装置，2为视频仪，3为位移传感器，4为视频仪悬挂支架，10为小型数据芯片，11为电池；本发明精确定位地下管线内部缺陷位置的装置主要包括两个部分：一个是运动部分，一个是控制部分；运动部分包括前进装置1、视频仪2和位移传感器3，控制部分主要包括便携式操作仪；视频仪2位于前进装置1的中间位置，并通过视频仪悬挂支架4固定在前进装置1上，视频仪悬挂支架4主要是用来承载视频仪2，位移传感器3固定于前进装置1的面板上，运动部分通过前进装置1携带视频仪2和位移传感器3在管道内部行走、检测，将视频仪2记录管道内部现状的视频信号对应的时间与位移传感器3的时间对应的位移来确定某一缺陷的具体位置，即缺陷位置。

视频仪2主要是用来对管道内部进行录摄，视频仪2固定在前进装置1上，在前进装置1上设有一个方形的视频仪悬挂支架4，视频仪2悬吊在视频仪悬挂支架4上，视频仪2配有广角镜头，实现对管道圆周都能录摄，视频仪2上带有红外传感器(用于发射红外信号)，使视频能实时传输到外部控制设备(便携式操作仪)上。

前进装置1实际是一种小型机器装置，该装置包括四个驱动轮、小型数据芯片10和电池11；驱动轮主要是用来带动运动部分在管道内部前进，视频仪悬挂支架4主要是用来承载视频仪。

小型数据芯片主要是通过便携式操作仪对运动部分(包括前进装置)进行操控，使其在管道外部操控的情况可以实现前进和倒退，其中，前进装置1主要是用来带动视频仪2和位移传感器3在管道内前进。

位移传感器3上设有存储卡，位移传感器3主要是用来记录时间和前进位移的，同样安装在前进装置1上，每次使用前，都将位移传感器3进行清零处理，使时间和位移起始数据均为零，当检测进行时，位移传感器3内置的存储卡可以把前进的时间和位移数据存储下来，当检测结束时可以将该部分数据导到电脑上，和视频仪2的视频数据进行时间对比，对视频仪2中的某一缺陷的时间和位移传感器的时间进行对比，从而得到该缺陷的精确位置。

如图3所示，是本发明精确定位地下管线内部缺陷位置的装置中便携式操作仪的平面结构示意图，其中，5为视频窗口，6为驱动操纵杆，7为红外信号传输开关，8为电源开关，9为视频仪录摄开关；从外部看，便携式操作仪包括视频窗口5、视频仪录摄开关9、电源开关8、驱动操纵杆6和红外信号传输开关7，视频窗口5位于便携式操作仪的上部，电源开关8位于便携式操作仪的上部一侧，视频仪录摄开关9位于便携式操作仪的中部，驱动操纵杆6位于便携式操作仪的下部一侧，红外信号传输开关7位于便携式操作仪的下部另一侧；视频窗口5用来显示视频仪2传输来的视频信号，驱动操纵杆6用来对本发明精确定位地下管线内部缺陷位置的装置中运动部分进行前进或后退操作，视频仪录摄开关9用来控制视频仪2的录摄。

从内部结构看，便携式操作仪内置一块电池，电池分别与视频窗口5、红外信号传输开关7和驱动操纵杆6相连接，当打开电源开关8后，视频窗口5、红外信号传输器7和驱动操纵杆6均通电，并且进行正常工作；视频窗口5包括一块液晶彩色显示屏，用来显示视频画面，该液晶显示屏通过信号屏蔽线分别与视频录摄开关9和红外信号传输开关7连接，该红外信号传输开关7内置感应器，感应器通过红外信号与前进装置1上的视频仪2连接，达到视频仪2上的时频信号能实时传输到视频窗口上。驱动操纵杆6内置感应器，该感应器与前进装置上的小型数据芯片10通过无线数据信号连接，驱动操纵杆6的端部与其内置的感应器采用包围式连接，驱动操纵杆6通过前后运动达到与感应器前后接触进而通电，实现使前进装置1进行前进和后退的功能。

便携式操作仪是一个合成的仪器，内置与前进装置1中的小型数据芯片相连接的感应器(驱动操纵杆内置感应器)，此感应器有两个操作选项，即前进和倒退，主要是用来操作前进装置1。

另外，该便携式操作仪内置与视频仪2的红外信号相连的感应器(红外传输开关7内置感应器)，使视频仪2的画面实时在便携式操作仪视频窗口上显现。

考虑到管道内底部可能存在沉淀物，每个驱动轮都通过一个小型电机带动，小型电机与驱动轮连接在一起，小型电机一端与小型数据芯片连接在一起，通过小型数据芯片控制电机的转向，另外一端与驱动装置上的电池相连，接通电源，实现每个驱动轮都能单独驱动，通过驱动轮带动整个装置在管道内行走，视频仪2设有广角镜头，对管道内整个断面的现状均能进行录摄。在视频仪2开始录摄时，视频仪2一边可以自行记录存储视频信号，一边可以通过自身携带的红外传感器将视频信号传输到便携式操作仪10上，可以达到对检测结果进行实时判断，当判定某一画面存在缺陷时，记录该画面对应的时间，待检测完该段管道后，取出位移传感器3上的存储卡，将该卡内的时间——位移数据导出，根据先前记录的视频画面时间，和此时间——位移数据进行对比，即可得出某一缺陷的位移相对位置。

本发明精确定位地下管线内部缺陷位置的装置还包括一台电脑，视频仪2的数据及位移传感器3内的数据通过数据线与电脑相连接。

本发明的精确定位地下管线内部缺陷位置的装置进行检测时，包括以下步骤：

1)安装设备及调试

打开管道检修口，将本发明的精确定位地下管线内部缺陷位置的装置中的运动部分放置于检修口起始位置处，打开前进装置1的电源开关，打开视频仪2的电源及便携式操作仪上的电源开关8和红外信号传输开关7，等待视频仪2与便携式操作仪无线连接，待连接后，通过便携式操作仪上的视频窗口5查看视频仪2的镜头角度，如不能对整个断面进行录摄，则调整镜头角度。打开位移传感器3；

2)归零/记录设置

待安装调试完毕后，对位移传感器3进行归零设置，打开视频仪2的录摄开关；

3)检测/测试

通过驱动操纵杆6使本发明的精确定位地下管线内部缺陷位置的装置在管道内前进，进行录摄；

4)缺陷定位

待检测完毕后，将视频仪2的数据及位移传感器3内的数据转移到电脑上，通过视频画面对应的时间查找画面对应的位置，使查找到的缺陷能够精确定位。

为了确保检测数据的准确性，在本发明的精确定位地下管线内部缺陷位置的装置的前进过程中，尽量确保能够匀速前进。

本发明的装置通过在管道内部行走，通过视频仪记录管道内部现状的视频信号对应的时间与位移传感器时间对应的位移来确定某一缺陷的具体位置，实现对缺陷位置进行精确定位，且保证缺陷位置的精确性。

Claims (10)

1.一种精确定位地下管线内部缺陷位置的装置，其特征在于：主要包括运动部分和控制部分，其中，运动部分包括前进装置、视频仪和位移传感器，控制部分为便携式操作仪；所述视频仪位于所述前进装置的中间位置，并通过视频仪悬挂支架固定在前进装置上，所述位移传感器固定于前进装置的面板上，所述便携式操作仪分别与所述前进装置和视频仪无线连接。

2.根据权利要求1所述的精确确定地下管线内部缺陷位置的装置，其特征在于：所述精确确定地下管线内部缺陷位置的装置还包括一台电脑，所述视频仪和位移传感器与电脑相连接。

3.根据权利要求2所述的精确确定地下管线内部缺陷位置的装置，其特征在于：所述便携式操作仪包括视频窗口、驱动操纵杆、红外信号传输开关、电源开关和视频仪录摄开关，视频窗口位于便携式操作仪的上部，电源开关位于便携式操作仪的上部一侧，视频仪录摄开关位于便携式操作仪的中部，驱动操纵杆位于便携式操作仪的下部一侧，红外信号传输开关位于便携式操作仪的下部另一侧。

4.根据权利要求3所述的精确确定地下管线内部缺陷位置的装置，其特征在于：所述视频窗口用来接收视频仪传输来的视频信号，驱动操纵杆用来进行前进或后退操作，红外信号传输开关用于视频仪与便携式操作仪连接起来,使视频仪的画面实时在便携式操作仪视频窗口上显现，视频仪录摄开关用来控制视频仪的录摄。

5.根据权利要求2所述的精确确定地下管线内部缺陷位置的装置，其特征在于：所述便携式操作仪内置一块电池，电池分别与视频窗口、红外信号传输开关和驱动操纵杆相连接；视频窗口包括一块液晶彩色显示屏，用来显示视频画面，所述液晶显示屏通过信号屏蔽线分别与视频录摄开关和红外信号传输开关连接，所述红外信号传输开关内置感应器，感应器通过红外信号与视频仪连接。

6.根据权利要求5所述的精确确定地下管线内部缺陷位置的装置，其特征在于：所述驱动操纵杆内置感应器，所述感应器与前进装置上的小型数据芯片无线连接，所述驱动操纵杆的端部与其内置的感应器采用包围式连接，驱动操纵杆通过前后运动达到与感应器前后接触进而通电，实现使前进装置前进和后退。

7.根据权利要求6所述的精确确定地下管线内部缺陷位置的装置，其特征在于：所述视频仪设有广角镜头，所述位移传感器上设有存储卡。

8.根据权利要求7所述的精确确定地下管线内部缺陷位置的装置，其特征在于：所述的前进装置包括驱动轮、小型数据芯片和电池，小型数据芯片位于前进装置的左侧，电池位于前进装置视频悬挂支架的后方。

9.根据权利要求8所述的精确确定地下管线内部缺陷位置的装置，其特征在于：所述前进装置还包括小型电机，所述小型电机分别与电池和驱动轮相连接，所述驱动轮为四个，所述小型电机为四个。

10.一种精确确定地下管线内部缺陷位置的方法，采用权利要求1-9中任一项所述的精确确定管线缺陷位置的装置，包括如下步骤：

1)安装设备及调试

打开管道检修口，将精确确定管线缺陷位置的装置中的运动部分放置于检修口起始位置处，打开前进装置的电源开关，打开视频仪电源及便携式操作仪上的电源开关、红外信号传输开关，等待视频仪与便携式操作仪连接，待连接后，通过便携式操作仪上的视频窗口查看视频仪镜头角度，如不能对整个断面进行录摄，则调整镜头角度，打开位移传感器；

2)归零/记录设置

待安装调试完毕后，对位移传感器进行归零设置，打开视频仪录摄开关；

3)检测/测试

通过驱动操纵杆使精确确定管线缺陷位置的装置中的运动部分在管道内前进，进行录摄；

4)缺陷定位

待检测完毕后，将视频数据及位移传感器内的数据转移至到电脑上，通过视频画面对应的时间查找画面对应的位置，使查找到的缺陷能够精确定位。