大流速排水管道缺陷检测设备及方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体地，涉及一种大流速排水管道缺陷检测设备及方法。

背景技术

声纳探测仪又叫声呐探测器，是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备，有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。它利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。

在城市排水系统中，由于排水管中污水均含有一定的固体、半固体杂质，在流动过程中容易产生淤积，从而降低了管道的输水能力，有时甚至还会导致管道部分或完全堵塞，从而导致无法前行常规检测，此时声呐探测器就可以用于检测排水管道的堵塞情况，但现有的管道内缺陷的声呐检测设备因受到水流速度的影响检测受限，尤其对于流速较大的场景往往不能进行。

如专利文献CN210739720U公开了的一种排水管道声呐检测装置、专利文献CN210257887U公开的一种市政给排水管道病害两栖检测设备虽然均可以在管内带水情况下作业，但无法在流速比较大的情况下作业。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种大流速排水管道缺陷检测设备及方法。

根据本发明提供的一种大流速排水管道缺陷检测设备，包括：

管道声呐，通过自身所具有的换能器的旋转以实现对排水管道内壁周向的扫描；

保护外壳，设置在所述管道声呐一端的外部，所述管道声呐的另一端延伸到所述保护外壳的外部；

声呐稳定系统，沿所述保护外壳的周向延伸出多个支撑组件，用于所述管道声呐位置的矫正；

能源系统，连接所述保护外壳并与管道声呐电连接。

优选地，还包括控制台，所述管道声呐通过脐带缆连接所述控制台。

优选地，所述能源系统上安装有拉环。

优选地，多个所述支撑组件沿所述保护外壳的周向均匀布置；

所述支撑组件包括弹簧以及滑动板，所述滑动板通过所述弹簧弹性安装在所述保护外壳上。

优选地，所述滑动板的两端分别为朝向保护外壳的弯形结构。

优选地，所述能源系统包括电池以及稳压模块。

优选地，所述保护外壳朝向所述管道声呐另一端的一侧延伸出多个支撑条，多个所述支撑条沿延伸的方向的一端连接有保护盖。

优选地，所述保护外壳采用树脂材料。

优选地，所述排水管道内流体流速大于或等于2m/s。

根据本发明提供的一种大流速排水管道缺陷检测方法，包括如下步骤：

S1：确认作业环境，当符合检测要求时，执行S2，当不符合检测要求时，继续执行S1；

S2：将检测设备安装在排水管道的内部，并通过水流拖拽方式对所述排水管道的内壁进行检测；

S3：采集检测数据并对获得的检测数据处理得到检测结果；

S4：回收设备。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过使用声呐保护外壳保护并使用声呐稳定系统进行位置矫正，搭配能源系统作为声呐电源，通过水流拖曳方式实现对大流速下的排水管道进行检测，优化了大流速管道下进行管道缺陷检测的问题，操作方式简单，实用性强。

2、本发明通过采用支撑组件及管道声呐稳定系统，解决了大流速管道中管道声呐的居中稳定问题，能够有效减少管道声呐系统在排水管道中滑动时陷入淤泥导致无法检测的情形，同时，支撑组件采用弹簧配合滑动板的结构，能够自适应变形进而适应被检测排水管道的内部空间，更增强了本发明的实用性。

3、本发明中保护外壳优选采用树脂材料，通过各型树脂材料制作的壳体将管道声呐的主体包裹，起到保护管道声呐的作用，另外，保护外壳同时可为管道声呐提供浮力，能够实现管道声呐在水下处于零浮力状态，即无外界力作用情况下不上浮也不下沉，避免了由于自身重力导致检测设备影响在管道中的位置。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明中拖拽方式的设备连接示意图；

图3为本发明检测方法步骤示意图。

图中示出：

管道声呐1 拉环5 保护盖9

保护外壳2 弹簧6 第一保护罩10

声呐稳定系统3 滑动板7 第二保护罩11

能源系统4 支撑条8

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种大流速排水管道缺陷检测设备，用以填补使用传统水下机器人及传统管道声呐使用过程中的不足，如图1所示，包括管道声呐1、保护外壳2、声呐稳定系统3以及能源系统4，所述管道声呐1通过自身所具有的换能器的旋转以实现对排水管道内壁周向的扫描，通过多个圆周面扫描结果的拼接得出管道内部缺陷的结论，进而实现大流速排水管道内缺陷的检测，其中，所述管道声呐1优选采用圆筒状机械扫描型声呐，所述大流量优选采用排水管道内流体流速大于或等于2m/s的场景。所述保护外壳2设置在所述管道声呐1一端的外部，所述管道声呐1的另一端延伸到所述保护外壳2的外部，管道声呐1的换能器部分不直接采用包裹形式进行保护，以免影响声呐成像，在一个优选例中，所述保护外壳2的一侧延伸出多个支撑条8，如图1所示，多个所述支撑条8沿延伸的方向的一端连接有保护盖9，支撑条8的长度长于管道声呐1，与多个支撑条8相连接的保护盖9用以保护在前进过程中换能器部分不会直接与障碍物相撞，起到有效防护的作用，延长了设备的使用寿命。

具体地，所述声呐稳定系统3沿所述保护外壳2的周向延伸出多个支撑组件，用于所述管道声呐1位置的矫正；所述能源系统4连接所述保护外壳2并与管道声呐1电连接。

进一步地，所述保护外壳2优选采用树脂材料，通过各型树脂材料制作的壳体将管道声呐1的主体包裹，起到保护管道声呐1的作用，另外，保护外壳2同时可为管道声呐1提供浮力，能够实现管道声呐1在水下处于零浮力状态，即无外界力作用情况下不上浮也不下沉。

具体地，多个所述支撑组件沿所述保护外壳2的周向均匀布置，所述支撑组件包括弹簧6以及滑动板7，所述滑动板7通过所述弹簧6弹性安装在所述保护外壳2上，在一个优选例中，所述滑动板7的两端分别为朝向保护外壳2的弯形结构，如图1所示，所述滑动板7的中部通过弹簧6安装在所述保护外壳2上，所述滑动板7相对于弹簧6呈对称结构，通过滑动板7的结构以及弹性设置，本发明能够实现检测过程中的变形，能够适应外部多种恶劣的检测环境，提高了本发明的实用性。

在一个具体地实施例中，所述声呐稳定系统3使用四组刚性较大的弹簧6，四组所述弹簧6沿管道声呐1的周向均匀布置，即四组所述弹簧6每相邻的两个弹簧6彼此之间间隔90°，管道声呐1外部设置有第一保护罩10，弹簧6的一端与管道声呐1外部第一保护罩10相连，另一端与滑动板7相连，通过弹簧6的弹性使得滑动板7与排水管道内壁相连。滑动板7是一个两端均有翘起弧度的平板，能够有效减少设备滑动时的阻力且能够减少管道声呐系统在排水管道中滑动时陷入淤泥导致无法检测的情形。

本发明种还设置有控制台，所述管道声呐1通过脐带缆连接所述控制台，脐带缆可承受管道声呐1在任意水流作用下所产生的拉力并不损坏。本发明中采用拖曳方式，如图2所示，所述拖拽方式是指通过脐带缆将管道声呐与水面控制箱相连接。脐带缆可卷于缆盘或类似结构上，以实现脐带缆收卷与释放。

具体地，所述能源系统4包括电池以及稳压模块，电池优选采用锂离子电池，用以管道声呐1的供电，稳压模块起到供电电压稳定的作用。

具体地，如图1所示，所述能源系统4远离保护外壳2的一端安装有拉环5，在一个优选例中，所述拉环5通过第二保护罩11安装在能源系统4上，拉环5可以作为脐带缆固定点，此时拉环5作为整体结构受力点出现，能够减小脐带缆的受力。其中，第二保护罩11采用可拆卸的结构，例如采用可拆卸的抱卡结构，两个半圆形环组成，通过螺栓固定。拉环5可承受管道声呐1在任意水流作用下所产生的拉力并不损坏。

本发明中还提供了一种大流速排水管道缺陷检测方法，如图3所示，包括如下步骤：

首先，确认作业环境，当符合检测要求时，执行S2，当不符合检测要求时，继续执行S1；所述确认作业环境包括确认管道直径是否大于检测设备直径，若管道直径小于检测设备直径则不可下水；还包括下水处是否有尖锐物体可能磨损或破坏设备缆线，除此之外，各种影响检测设备正常作业的因素都应该列入作业环境确认的范围内，以保证检测设备检测效果得以正常发挥。

进一步地，下水前做好准备工作，检查检测设备是否工作正常，声呐回传数据是否正常，保证设备处于正常的工作状态。

其次，将检测设备安装在排水管道的内部，并通过水流拖拽方式对所述排水管道的内壁进行检测；具体地，在设备布放时通过将脐带缆挂在拉环5上，充当设备的受力缆，使用双手交替下放，最终将设备放入水中；必要时也可以采用机械动力进行布放。

进一步地，检测过程中，设备将随水流顺流而下。在下水后需要先在电脑软件中激活声呐，在观测到数据后逐步释放缆线，并通过释放的速度控制设备在管道中前进的速度，此过程为手动或采取可控的机器动作。

再次，采集检测数据并对获得的检测数据处理得到检测结果；

最后，检测完成后，回收设备，具体地，通过手动或机器动作交替回收脐带缆，最终将检测设备回收。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。