CN108679454A - 一种城市地下管道雷达探测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种城市地下管道雷达探测仪，涉及地下管道技术领域，为解决现有技术对于地下排水管线探测的准确性差的问题。所述城市地下管道雷达探测仪包括：密封壳体，所述密封壳体外侧安装有滚轮，所述密封壳体的顶部设置有辐射面，所述密封壳体内安装有雷达发射机和雷达接收机，所述密封壳体安装有摄像头和光源，所述摄像头和所述雷达接收机均与信息存储装置连接。所述城市地下管道雷达探测仪应用于城市地下排水管线探测，通过雷达发射机和雷达接收机检测管道背部，通过摄像头检测管道内部，检测结果更为准确。

Description

一种城市地下管道雷达探测仪

技术领域

本发明涉及地下管道探测技术领域，尤其是涉及一种城市地下管道雷达探测仪。

背景技术

排水管道在城市地下管线中占据重要地位，一方面，排水管线里程上占据城市地下管线中最大数量；另一方面，排水管线相对于其他管线更容易发生损坏，而排水管线损坏可能导致地下空洞坍塌等次生灾害，因此，对排水管线的定期检测对于维护保障排水管线功能和防范发生次生灾害具有重要意义。

现有技术中，对于城市地下排水管线的检测通常为在地面使用地面穿透雷达进行探测，地面穿透雷达探测是用高频无线电波来确定介质内部物质分布规律的一种探测方法，它在探测中根据电磁脉冲在介质中的传播规律来判断介质中的物质成分。地面穿透雷达采用电磁波进行探测，而电磁波在地下介质中的传播，受介电常数、电导率和磁导率的综合影响，其中介电常数的作用相对比较大。

由于城市地下排水管线位于地下相对较深处，而地表的气候条件变化较快，地面的干湿情况对介电常数影响较大，所以地面的干湿将严重影响探测结果，使得地面穿透雷达探测在应用于地下排水管线探测时的准确性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城市地下管道雷达探测仪，以解决现有技术中存在的对于地下排水管线探测的准确性差的技术问题。

本发明提供的城市地下管道雷达探测仪，包括：密封壳体，所述密封壳体外侧安装有滚轮，所述密封壳体的顶部设置有辐射面，所述雷达发射机和雷达接收机分别与所述辐射面电性连接，所述密封壳体内安装有雷达发射机和雷达接收机，所述密封壳体安装有摄像头和光源，所述摄像头和所述雷达接收机均与信息存储装置连接。

优选地，所述密封壳体的一端设置有透明视窗，所述摄像头和所述光源均安装于所述密封壳体内部，所述摄像头和所述光源均朝向所述透明视窗。

进一步地，所述密封壳体内设置有供电装置，所述摄像头、所述光源、所述雷达发射机和所述雷达接收机均与所述供电装置连接。

可选地，所述密封壳体的一端设置插接端，所述插接端设置有数据传输口、充电口和存储装置插口，所述插接端处盖设有盖体。

优选地，还包括防护罩，所述辐射面位于所述防护罩内侧，所述防护罩内侧还设置有吸波材料。

进一步地，所述辐射面和所述防护罩均安装于安装板上，所述安装板与所述密封壳体的顶部之间通过弹性缓冲件连接。

可选地，所述滚轮分为两组，每组内包括三个所述滚轮，其中两个所述滚轮安装于所述密封壳体上，另一个所述滚轮安装于所述安装板上，三个所述滚轮呈等腰三角形分布。

优选地，安装于所述安装板上的滚轮的顶部与所述防护罩的顶部处于同一水平面。

进一步地，所述安装板上设置有通孔，限位螺钉穿过所述通孔与所述密封壳体的顶部连接，所述限位螺钉的头部位于所述通孔的上方，所述限位螺钉的头部直径大于所述通孔的直径。

进一步地，所述密封壳体的两端分别设置有U型提手。

相对于现有技术，本发明所述的城市地下管道雷达探测仪具有以下优势：

本发明所述的城市地下管道雷达探测仪应用于城市地下管道(包括排水管、污水管等管道)探测，在探测过程中，将城市地下管道雷达探测仪放置于管道中，并使得摄像头和光源朝向移动方向，城市地下管道雷达探测仪通过滚轮沿管道移动，在移动的过程中，城市地下管道雷达探测仪中的光源为摄像头提供照明，以使得摄像头摄录管道内侧的影像，摄像头将摄录下的影像信息传输到信息存储装置中；同时，在城市地下管道雷达探测仪移动过程中，雷达发射机发射信号，雷达接收机接收信号，雷达接收机将接收的信号传输到信息存储装置中。在探测完成后，操作人员根据信息存储装置中存储的影像信息获取管道内部信息，根据雷达信息获取管道背部信息，例如管道直径、形状等信息，以及管道是否有裂缝，当存在裂缝时还可获取裂缝的大小、深度及走向等信息。

此外，由于雷达发射机和雷达接收机在进行探测时均位于管道内部，因此不受地面环境变化影响，探测结构更为准确。

与现有技术中在地面进行地面穿透雷达探测相比，采用本发明提供的城市地下管道雷达探测仪，既可检测管道内部信息，也可检测管道背部信息，获取信息量更大，检测内容更为全面，且检测结果更为准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的城市地下管道雷达探测仪处于第一视角的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的城市地下管道雷达探测仪处于第二视角的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的城市地下管道雷达探测仪处于第三视角的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的城市地下管道雷达探测仪处于第四视角的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的城市地下管道雷达探测仪中密封壳体的内部示意图一；

图6为本发明实施例提供的城市地下管道雷达探测仪中密封壳体的内部示意图二。

图中：

10-密封壳体； 11-盖体； 12-U型提手；

13-下壳体； 14-限位板； 15-顶板；

20-安装板； 30-防护罩； 40-滚轮；

50-配件箱； 51-雷达发射机； 52-雷达接收机；

53-信息采集控制板； 54-插接端； 60-限位螺钉；

70-弹性缓冲件； 81-摄像头； 82-光源。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图6所示，本发明实施例提供的城市地下管道雷达探测仪，包括：密封壳体10，密封壳体10外侧安装有滚轮40，密封壳体10的顶部设置有辐射面，雷达发射机51和雷达接收机52分别与辐射面电性连接，辐射面具体为雷达发射接收天线辐射面，包括镀铜层，辐射面向背离密封壳体10方向凸起；密封壳体10内安装有雷达发射机51和雷达接收机52，密封壳体10安装有摄像头81和光源82，摄像头81和雷达接收机52均与信息存储装置连接。

本发明实施例的城市地下管道雷达探测仪应用于城市地下管道(包括排水管、污水管等管道)探测，在探测过程中，将城市地下管道雷达探测仪放置于管道中，并使得摄像头81和光源82朝向移动方向，城市地下管道雷达探测仪通过滚轮40沿管道移动，在移动的过程中，城市地下管道雷达探测仪中的光源82为摄像头81提供照明，以使得摄像头81摄录管道内侧的影像，摄像头81将摄录下的影像信息传输到信息存储装置中；同时，在城市地下管道雷达探测仪移动过程中，雷达发射机51发射信号，雷达接收机52接收信号，雷达接收机52将接收的信号传输到信息存储装置中。在探测完成后，操作人员根据信息存储装置中存储的影像信息获取管道内部信息，根据雷达信息获取管道背部信息，例如管道直径、形状等信息，以及管道是否有裂缝，当存在裂缝时还可获取裂缝的大小、深度及走向等信息。

此外，由于雷达发射机51和雷达接收机52在进行探测时均位于管道内部，因此不受地面环境变化影响，探测结构更为准确。

与现有技术中在地面进行地面穿透雷达探测相比，采用本发明实施例提供的城市地下管道雷达探测仪，既可检测管道内部信息，也可检测管道背部信息，获取信息量更大，检测内容更为全面，且检测结果更为准确。

此外，在本实施例中，雷达发射机51通过与辐射面的电性连接发射探测波，雷达接收机52通过与辐射面的电性连接接收反射回来的探测波，雷达发射机51和雷达接收机52均与密封壳体10内侧可拆卸连接。通过构建多种不同频率的发射天线与接收天线的组合，从而满足不同探测深度的管线病害及管线背部地理信息的需求。

在本实施例中，密封壳体10内设置有供电装置，摄像头81、光源82、雷达发射机51和雷达接收机52均与供电装置连接。供电装置可以为锂电池。

密封壳体10内还设置有信息采集控制板53，信息采集控制板53分别与摄像头81、雷达接收机52和信息存储装置连接，信息采集控制板53接收摄像头81和雷达接收机52反馈的信息并将接收到的信息存储到信息存储装置中。

信息存储装置可以为SD卡、U盘等。由于SD卡体积较小，占用空间较小，因此优选为SD卡。

在本实施例的一种具体实施方式中，密封壳体10的一端设置插接端54，插接端54设置有数据传输口、充电口和存储装置插口，插接端54处盖设有盖体11。具体地，数据传输口为网口，在信息存储装置为SD卡时，存储装置插口为SD卡插槽，当信息存储装置为U盘时，存储装置插口为USB接口。在读取信息时，可通过数据传输口直接读取信息存储装置内的信息，或者将信息存储装置从存储装置中取出放到其他设备中进行读取。

为便于固定供电装置与信息采集控制板53，密封壳体10内设置有配件箱50，供电装置和信息采集控制板53均安装于配件箱50中，插接端54集成于配件箱50的一端，并伸出密封壳体10，插接端54伸出密封壳体10的部分盖设有盖体11。盖体11与插接端54连接处设置有密封件，如密封圈。

进一步地，雷达发射机51和雷达接收机52也安装于配件箱50内。

为便于向密封壳体10内部安装摄像头81等结构，在本实施例的一种具体实施方式中，密封壳体10包括下壳体13和顶板15，下壳体13具有内腔，内腔的开口朝上，顶板15盖设于下壳体13的内腔开口处。摄像头81、光源82、配件箱50等均安装于下壳体13内，在安装完成后，将顶板15盖设于下壳体13顶部开口处，并通过螺栓固定。顶盖的底部设置有密封圈，在将顶盖盖到下壳体13上后，密封圈位于顶盖与下壳体13之间，从而起到防水防尘作用。进一步地，密封壳体10内可通过泡沫胶进行进一步密封。顶盖与下壳体13之间也可通过防水胶进行进一步密封。

在本实施例的一种可选实施方式中，滚轮40与电机连接，电机带动滚轮40转动，从而带动密封壳体10移动。

或者，在本实施例的另一种可选实施方式中，在密封壳体10上连接牵引绳，通过拉动牵引绳带动密封壳体10在管道内移动。

为便于搬运密封壳体10，密封壳体10的两端分别设置有提手，提手一方面便于搬运时握持，另一方面便于连接牵引绳。如图1所示，密封壳体10的两端分别设置有U型提手12。U型提手12的两端通过螺栓与密封壳体10连接，牵引绳可绕系在U型提手12上。在探测过程中，在密封壳体10的两个U型提手12上分别系设有牵引绳，两个牵引绳分别伸出管道的两端。

摄像头81和光源82可以安装在密封壳体10的外侧，由于地下管道内环境复杂，为了更好地保护摄像头81和光源82，在本实施例的一种优选实施方式中，密封壳体10的一端设置有透明视窗，摄像头81和光源82均安装于密封壳体10内部，摄像头81和光源82均朝向透明视窗。

透明视窗由设置于密封壳体10上的透明挡板形成，透明挡板可为透明的玻璃或者塑料制成。在密封壳体10的一端的侧板上设置有透明挡板，为了便于定位摄像头81和光源82，在透明挡板的内侧设置有限位板14，限位板14上设置有摄像头81限位孔和光源82限位孔，摄像头81的镜头前端伸入摄像头81限位孔，光源82的出光面伸入光源82限位孔。进一步地，摄像头81和光源82分别通过定位螺栓与密封壳体10连接。

光源82可采用LED灯，摄像头81可采用具有400万有效像素、支持10倍光学自动对焦功能的高清数字机芯，高清1080P录像功能的摄像头。

值得一提的是，上述透明挡板的内侧为透明挡板朝向密封壳体10内部的一侧。

为保护辐射面，城市地下管道雷达探测仪还包括防护罩30，防护罩30罩设于密封壳体10的顶部上方，辐射面位于防护罩30的内侧，防护罩30内侧还设置有吸波材料。防护罩30可采用塑料制成，吸波材料可包括铁氧体。

在本实施例的一种优选实施方式中，在密封壳体10的顶部上方设置有安装板20，辐射面和防护罩30均安装于安装板20上，安装板20与密封壳体10的顶部之间通过弹性缓冲件70连接。弹性缓冲件70可采用弹簧、弹片或者橡胶柱等结构，优选为弹簧。如此设置，弹性缓冲件70可以调节辐射面的位置，使得辐射面更为贴近管壁。

在本实施例的一种具体实施方式中，滚轮40分为两组，两组滚轮40分别安装于密封壳体10的两端，从而使得密封壳体10在移动过程中稳定性更高。

由于地下管道的截面通常为圆形，因此，在本实施例的一种具体实施方式中，每组滚轮40包括三个滚轮40，其中两个滚轮40安装于密封壳体10上，另一个滚轮40安装于安装板20上，三个滚轮40呈等腰三角形分布。如此设置，三个滚轮40分别与管道内壁接触。

如图3和图4所示，与安装板20连接的滚轮40的轴心水平设置，与密封壳体10连接的两个滚轮40的轴心分别向相反的方向倾斜，且两个滚轮40的轴心与竖直方向的夹角相同。

由于安装板20与密封壳体10顶部之间设置有弹性缓冲件70，弹性缓冲件70向管道内壁方向推动滚轮40，使得滚轮40与管道内壁贴合。由于弹性缓冲件70的存在，使得城市地下管道雷达探测仪可与对应地下管道尺寸更为贴合，抵消可能出现的装配误差。

进一步地，安装于安装板20上的滚轮40的顶部与防护罩30的顶部处于同一水平面。也就是说，当将城市地下管道雷达探测仪放置于管道中，滚轮40和防护罩30均与管道的内壁接触，防护罩30与管道之间的距离越近，则辐射面与管道内壁之间的距离越近，从而使得探测结果更为准确。

当然，防护罩30与管道内壁之间可以存在较小缝隙，从而在保证防护罩30与管道内壁之间距离相对较近的同时，避免防护罩30在移动过程中与管道内壁之间出现摩擦。

如图2和图3所示，安装板20上设置有通孔，限位螺钉60穿过通孔与密封壳体10的顶部连接，限位螺钉60的头部位于通孔的上方，限位螺钉60的头部直径大于通孔的直径。

如此设置，一方面，在弹性缓冲件70推动安装板20向远离密封壳体10方向移动时，限位螺钉60可以防止安装板20出现偏斜或者晃动，另一方面，限位螺钉60的头部可以限定安装板20向远离密封壳体10方向的最远移动距离。

如图4所示，在本实施例的一种具体实施方式中，限位螺钉60的数量为四个，分别位于密封壳体10的顶部的四个角部区域，弹性缓冲件70相对于限位螺钉60布设于密封壳体10的顶部的中部区域。

或者，在另一种具体实施方式中，弹性缓冲件70套设于限位螺钉60的螺杆部位，且位于密封壳体10与安装板20之间。弹性缓冲件70的外径大于安装板20上通孔的内径。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种城市地下管道雷达探测仪，其特征在于，包括：密封壳体，所述密封壳体外侧安装有滚轮，所述密封壳体的顶部设置有辐射面，所述密封壳体内安装有雷达发射机和雷达接收机，所述雷达发射机和雷达接收机分别与所述辐射面电性连接，所述密封壳体安装有摄像头和光源，所述摄像头和所述雷达接收机均与信息存储装置连接。

2.根据权利要求1所述的城市地下管道雷达探测仪，其特征在于，所述密封壳体的一端设置有透明视窗，所述摄像头和所述光源均安装于所述密封壳体内部，所述摄像头和所述光源均朝向所述透明视窗。

3.根据权利要求1所述的城市地下管道雷达探测仪，其特征在于，所述密封壳体内设置有供电装置，所述摄像头、所述光源、所述雷达发射机和所述雷达接收机均与所述供电装置连接。

4.根据权利要求3所述的城市地下管道雷达探测仪，其特征在于，所述密封壳体的一端设置插接端，所述插接端设置有数据传输口、充电口和存储装置插口，所述插接端处盖设有盖体。

5.根据权利要求1所述的城市地下管道雷达探测仪，其特征在于，还包括防护罩，所述辐射面位于所述防护罩内侧，所述防护罩内侧还设置有吸波材料。

6.根据权利要求5所述的城市地下管道雷达探测仪，其特征在于，所述辐射面和所述防护罩均安装于安装板上，所述安装板与所述密封壳体的顶部之间通过弹性缓冲件连接。

7.根据权利要求6所述的城市地下管道雷达探测仪，其特征在于，所述滚轮分为两组，每组内包括三个所述滚轮，其中两个所述滚轮安装于所述密封壳体上，另一个所述滚轮安装于所述安装板上，三个所述滚轮呈等腰三角形分布。

8.根据权利要求7所述的城市地下管道雷达探测仪，其特征在于，安装于所述安装板上的滚轮的顶部与所述防护罩的顶部处于同一水平面。

9.根据权利要求6所述的城市地下管道雷达探测仪，其特征在于，所述安装板上设置有通孔，限位螺钉穿过所述通孔与所述密封壳体的顶部连接，所述限位螺钉的头部位于所述通孔的上方，所述限位螺钉的头部直径大于所述通孔的直径。

10.根据权利要求1所述的城市地下管道雷达探测仪，其特征在于，所述密封壳体的两端分别设置有U型提手。