[发明专利]充水管道内部检测用机器人

说明书

本发明涉及充水管道内部检测用机器人，包括航行器、线缆组件、信号显示终端和遥控器，其特征是航行器包括筒体和翼，航行器上设置有检测机构、机器手、线缆接口、轮式行走机构和水平、垂直方向推进器，筒体的内腔设置有信号传输模块、控制单元和电池，线缆的两端分别与信号显示终端和线缆接口连接，检测机构各传感器的信号输出端分别与信号传输模块的输入端连接，信号传输模块的输出端与线缆接口连接，线缆接口与控制单元的信号输入端连接，控制单元的控制信号输出端分别与各执行机构的控制信号输入端连接，遥控器与信号显示终端实现无线通讯。采用本发明，能在高水压的管道中进行长距离高效率连续检测并且回收航行器。

技术领域

本发明涉及充水管道内部检测装置，具体而言是充水管道内部检测用机器人。

背景技术

目前我国城市供水管网漏损率普遍高达15％-30％，有的甚至超过50％。许多城市都曾开展过管网漏损的专项普查工作，均未能将漏损率控制在一个令人满意的程度，究其原因，主要存在以下两个方面的问题：一是传统的检测方法如管道听音检测、相关仪检测等难以完全发现管道存在的漏损情况，使得部分漏损情况不能被发现，因而无法有的放矢以降低供水管网的漏损率；另一方面，由于城市的不断扩张和用水质量提高的需求，供水管网往往也经过了大量扩展和改造，以致供水部门很难完全掌握管网的布置情况，不乏用水没有计入用水统计、甚至部分供水直接流向河道和污水管道的现象。

自来水管道直接关系到居民的日常生活和工业生产，为了保证正常供水，开展管道漏损检测是不可或缺的环节。管道漏损检测要对管道的运行状态包括漏损点的准确位置进行判断，以便控制管道运行中可能出现的大面积破损给居民生活和工业生产带来的灾难性影响。正由于供水对居民和工业生产的特别重要性，大面积的断水检测显然不现实，通常采用在线检测或者控制影响面积的短时局部断水检测。

现有的自来水管道漏损检测技术包括压力测量法、听音法、漏水相关检测法、管道爬行机器人视频检测方法。

压力测量法通过对管网上的压力分析，统计自来水压力在空间和时间上的变化规律，根据管网压力异常，确定漏水发生的重点区域。它简单实用，但需要在管网上加装大量的压力表，而安装压力表时，必须局部停水。进行管道压力测试时，只能分成区域开展，管网压力的变化受使用条件的限制，存在较大的波动，即便在用户变化波动不大的情况下，也只能初步判断可能存在漏损区域，难以为管道修复提供指导性意见。

听音法包括阀栓听音探测和路面听音探测，阀栓听音探测采用机械听音棒对消火栓、阀门、水表、以及管道出露点，进行听音探测；路面听音探测采用听音仪器发现漏水地面异常，定性分析漏水发生的可能性及漏水点位置。它虽然比较直接，但仅适用于有明显声音的泄漏点，对于没有明显声音的泄漏点，以及埋地管道过深、路面状况复杂的情况，则无能为力。

漏水相关检测法基于以下原理：当管道发生泄漏时，能够产生比普通水声频率高的声压波并沿管道传播，泄漏噪声频率的高低主要取决于泄漏点的大小，泄漏噪声传播速度则主要取决于管材和管道直径。通过放置在管道两端(泄漏点包围在中间)的振动传感器或声发射传感器测量泄漏信号，利用两列信号的互相关分析，可计算出泄漏点距两个传感器的距离，以此来判断泄漏点的位置。该方法的前提是需要破损位置能发出较为明显的声波，在实际应用中，需要克服各种干扰，如管道流水的声音，三通，四通处的分流，汽车经过的电磁干扰和震动噪声，附近工地等其他噪声以及由于没有适合的放置传感器的位置而造成传感器距离太远，有效噪声太微弱，信噪比低等都会干扰正常的噪声信号。另外，管道的材质，粗细，管壁的厚薄，液体压力的大小，漏点的大小，管线所在区域的土质等也将对结果产生重要影响。因此，要想获得正确可信的结果，对测量仪器的抗干扰能力有非常高的要求，操作者也需要有丰富的现场经验。