CN204879456U - 排水管道声纳检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种排水管道声纳检测装置，包括护筒、液腔护罩、换能器、步进电机、控制器和光电开关，所述护筒和液腔护罩固定连接，所述液腔护罩内安装换能器，所述护筒内依次电路连接电路接口、控制器和步进电机，所述电路接口固定于所述护筒上，所述步进电机的转轴连接换能器并带动换能器旋转，所述护筒内设有光电开关，所述光电开关电路连接换能器，所述控制器电路连接光电开关。本实用新型中步进电机使转轴转动，从而带动换能器转动，换能器的固定发射的超声波传播点则形成一个圆周，进而传播到检测器腔壁的外部环境，超声波在检测器腔壁的外部环境遇到障碍物发生反射，反射回波经过检测器腔壁到达液腔，最终被液腔中换能器接收。

Description

排水管道声纳检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种排水管道声纳检测装置。

背景技术

为对市政排水地下排水管道、农业用水地下排水管道、工业用水地下排水管道、自来水地下排水管道等地下管线进行疏通及修复时，需要了解排水管道内部的状况，诸如排水管道管线错位、井口埋没、漏损等情况。然而，针对排水管道内部有水时，若采用传统潜望镜方式进行观测，则镜头拍摄会因受到水体影响而不能正常工作或拍摄效果较差。而采用CCTV的检测方式则需要进行堵水、停水等手段确保管内水位在管径的1/3以下。堵水、停水等手段既加大了检测的工作量及工作时间，也会给正常的生产工作带来影响。在这类条件下，利用排水管道机器人携带摄像装置进入排水管道进行检测具有一定的局限性，为此，研究发现利用声呐设备能完成对排水管道的功能性缺陷进行检测工作。

在近年来的发展中，我国通过引进国外技术陆续出现了不少针对排水管道有水时进行的超声检测设备。这类超声设备在有水排水管道中能将水体作为超声传播的介质，接收回传的超声信号进行分析，最后绘制出排水管道的模拟横断面图并显示排水管道内部缺陷的位置及深度。但是前期使用的对于检测到的功能性的缺陷，未能实现测定缺陷大小，每周扫描点相对较稀疏，精确度不够，同时早期的声纳设备检测排水管道输出报告以横截面为主，对于整体管道内部缺陷大小和管道位置无直观的表达。

实用新型内容

本实用新型提出了一种排水管道声纳检测装置，该检测装置可以安装在牵引车、浮子或遥控水下装置送入排水管道中，利用水中声波对水下环境结构进行扫描检测。工作时，把检测装置固定在浮子上，检测装置随浮子浮在管道中的液面上，浮子通过牵引缆绳在管道中行进时，根据行进的速度或电缆盘放线距离确定检测装置在管道中的轴向位置信息，根据步进电机的旋转速度及初始确定位置角度可以确定超声扫描的周向位置信息，根据轴向位置信息和周向位置信息来控制感兴趣的检测区域，从而实现管道的定位和扫描检测。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种排水管道声纳检测装置，包括护筒、液腔护罩、换能器、步进电机、控制器和光电开关，所述护筒和液腔护罩固定连接，所述液腔护罩内安装换能器，所述护筒内依次电路连接电路接口、控制器和步进电机，所述电路接口固定于所述护筒上，所述步进电机的转轴连接换能器并带动换能器旋转，所述护筒内设有光电开关，所述光电开关电路连接换能器，所述控制器电路连接光电开关。

优选地，所述换能器至少包括超声信号发射单元和超声信号接收单元，所述超声信号发射单元和超声信号接收单元通过电路连接控制器。

本实用新型产生的有益效果为：本实用新型中步进电机使转轴转动，从而带动换能器转动，换能器的固定发射的超声波传播点则形成一个圆周，超声波垂直轴线射向检测器腔壁，检测器腔壁采用声阻抗特性与水接近的材料做成，超声波基本没有反射和衰减而传播到检测器腔壁的外部环境，超声波在检测器腔壁的外部环境遇到障碍物发生反射，反射回波经过检测器腔壁到达液腔，最终被液腔中换能器接收。换能器从发射到接收实现一次的检测，一次检测完后步进电机转过一个固定的角度再检测，如此循环实现一周360°的检测，避免现有技术中使用反射镜调整角度产生的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种排水管道声纳检测装置，包括护筒1、液腔护罩2、换能器3、步进电机5、控制器4和光电开关6，所述护筒1和液腔护罩2固定连接，所述液腔护罩2内安装换能器3，所述护筒1内依次电路连接电路接口7、控制器4和步进电机5，所述电路接口7固定于所述护筒1上，所述步进电机5的转轴连接换能器3并带动换能器旋转，所述护筒1内设有光电开关6，所述光电开关6电路连接换能器3，所述控制器4电路连接光电开关6。

本实用新型的工作原理为：通过控制器给步进电机控制信号，步进电机按照给定的控制信号旋转。光电开关给换能器激励信号使换能器发射超声波，换能器的前端极其固定板部分处于液腔中，液腔中充满水或者与检测环境声阻抗特性相似的液体(蓖麻油)。步进电机转动从而带动换能器转动，固定发射的超声波传播点则形成一个圆周，超声波垂直轴线射向检测器腔壁，检测器腔壁采用声阻抗特性与水接近的材料做成，超声波基本没有反射和衰减而传播到检测器腔壁的外部环境。超声波在检测器腔壁的外部环境遇到障碍物发生反射，反射回波经过检测器腔壁到达液腔，最终被液腔中换能器接收。换能器从发射到接收实现一次的检测，一次检测完后步进电机转过一个固定的角度再检测，如此循环实现一周360°的检测。该检测装置可以安装在牵引车、浮子或遥控水下装置送入排水管道中，利用水中声波对水下环境结构进行扫描检测。通过浮子工作时，把检测装置固定在浮子上，检测装置随浮子浮在管道中的液面上，但是要注意检测装置部分要在液面下，浮子通过牵引缆绳在管道中行进当检测装置在管道中行进时，根据行进的速度或电缆盘放线距离就可以确定检测装置在管道中的轴向位置信息，根据步进电机的旋转速度及初始确定位置角度可以确定超声扫描的周向位置信息，根据轴向位置信息和周向位置信息来控制感兴趣的检测区域，从而实现管道的定位和扫描检测。

本实用新型中检测装置到排水管道内，并通过缆线与控制室相连接，这样可以在控制室内，分析声纳图像，从而对排水排水管道内的污泥淤积情况能准确辨别，根据声纳图像，绘制排水排水管道内污泥沉积断面图，为排水排水管道疏通养护提供直观、可靠的依据。

本实用新型中换能器3至少包括超声信号发射单元和超声信号接收单元，所述超声信号发射单元和超声信号接收单元通过电路连接控制器，信号输出为模拟滤波和数字滤波相结合，输出送到“波束成形矩阵”，给信号一个合适的加权和延时，使得发射基阵在声信道中产生一个所希望的波束图，该图形决定了由发射机所发射的声能的集中成都和空间分布情况。发射基阵的几何形状(如圆形、线阵、球阵)依赖于具体的应用场合，由于该装置用于排水管道检测，基本形状为圆柱形。此外，发射基阵是很多个辐射单元的综合，材料一般取决于传播介质，普通排水管道中检测采用压电陶瓷，作为电能和声能互换的器件。即超声波传感器由两块压电晶片和一块共振板。当它的两电极加脉冲信号触发脉冲，若其频率等于晶片的固有频率时，压电晶片就会发生共振，并带动共振板振动，从而产生超声波。接收基阵和发射基阵非常相似，在排水管道检测的声呐系统中，通常为同一个基阵。与信号发射相反，电极间未能加电压，则当共振板接收的回波信号时，将压迫两压电晶片振动，从而将机械能转换为电信号，此时的传感器就成了超声波的接收器。这样实现对超声的发射和接受，实现对排水排水管道内的污泥淤积情况能准确辨别。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种排水管道声纳检测装置，其特征在于，包括护筒、液腔护罩、换能器、步进电机、控制器和光电开关，所述护筒和液腔护罩固定连接，所述液腔护罩内安装换能器，所述护筒内依次电路连接电路接口、控制器和步进电机，所述电路接口固定于所述护筒上，所述步进电机的转轴连接换能器并带动换能器旋转，所述护筒内设有光电开关，所述光电开关电路连接换能器，所述控制器电路连接光电开关。

2.如权利要求1所述的排水管道声纳检测装置，其特征在于，所述换能器至少包括超声信号发射单元和超声信号接收单元，所述超声信号发射单元和超声信号接收单元通过电路连接控制器。