[發明專利]引水隧道質量在線成像快速檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201611115854.X
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106595562B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 劉鎏;石振明;陶鳳娟;張東明;劉春生
• 申請（專利權）人: 武漢長盛工程檢測技術開發有限公司;同濟大學
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉志菊;李滿

本發明涉及一種引水隧道質量在線成像快速檢測裝置，它的檢測器密封倉的外壁沿周向至少設置三個居中扶正桿，全景攝像機和頻閃燈設置在透光腔內，超聲發射接收換能器位于透聲腔內，第一步進電機的輸出轉軸穿過檢測器密封倉的殼體前端進入透聲腔內并固定連接超聲發射接收換能器，處理器的第一電機控制信號輸出端連接第一步進電機的控制端，處理器的超聲波控制及超聲波接收通信端連接超聲發射接收換能器的通信端，處理器的視頻信號輸入端連接全景攝像機的視頻信號輸出端，處理器的三維姿態信號輸入端連接三維姿態傳感器的信號輸出端。本發明可在不中斷引水隧道運行的情況下自動快速的對引水隧道進行檢測。

技術領域

本發明涉及水利工程運用光學攝影、聲吶成像對運行引水隧道進行檢測的技術領域，具體涉及一種引水隧道質量在線成像快速檢測裝置及方法。

背景技術

我國已是世界上引水隧道最多、發展速度最快的國家，由于地質條件、地形條件、氣候條件和設計、施工、運營過程中各種因素的影響，引水隧道在長期的使用過程中比普通隧道更容易出現病害，如襯砌開裂、隧道滲漏水、襯砌腐蝕等。這些病害既影響了水利工程的安全運行，又嚴重危人民生活、工業用水的安全。

水電工程引水隧洞在建設過程中由于施工或地質原因，可能存在混凝土襯砌與圍巖脫空、開挖爆破松動以及隧洞開挖時圍巖崩塌等問題，查明以上工程缺陷及地質條件是勘測工作者必須而對的課題。針對引水隧洞施工過程中常遇到的這些問題，傳統的做法是放干引水隧道中的水，然后運用聲波反射法、超聲波法和鉆孔地質雷達法對引水隧洞工程缺陷進行檢測。但由于一些引水隧道的引水是用于城市生活和工業用水，一量中斷引水就危害城市人民生活和工業運行，影響極大；一些引水隧道工程一旦運行就很難中斷。因此，引水隧道工程在多年的運行情況下很少有進行研究檢查的情況；這樣，給引水隧道工程埋下危害的因素。

發明內容

本發明的目的在于提供一種引水隧道質量在線成像快速檢測裝置及方法，該裝置及方法可在不中斷引水隧道運行的情況下自動快速的對引水隧道是否存在襯砌裂縫、襯砌滲水、漏水、剝落、脫空、襯砌形變進行檢測。

為解決上述技術問題，本發明公開的一種引水隧道質量在線成像快速檢測裝置，其特征在于：它包括檢測器密封倉、處理器、全景攝像機、頻閃燈、透光腔、超聲發射接收換能器、透聲腔、第一步進電機、三維姿態傳感器、居中扶正桿，其中，所述透聲腔設置在檢測器密封倉前端，透光腔設置在檢測器密封倉的中部，所述處理器、第一步進電機和三維姿態傳感器均設置在檢測器密封倉內，所述檢測器密封倉的外壁沿周向至少設置三個居中扶正桿，所述全景攝像機和頻閃燈設置在透光腔內，所述超聲發射接收換能器位于透聲腔內，透聲腔內設有變壓器油，第一步進電機的輸出轉軸穿過檢測器密封倉的殼體前端進入透聲腔內并固定連接超聲發射接收換能器，所述處理器的第一電機控制信號輸出端連接第一步進電機的控制端，處理器的超聲波控制及超聲波接收通信端連接超聲發射接收換能器的通信端，處理器的視頻信號輸入端連接全景攝像機的視頻信號輸出端，處理器的攝像機控制信號輸出端連接全景攝像機的控制信號輸入端，處理器頻閃燈控制信號輸出端連接頻閃燈的控制端，處理器的三維姿態信號輸入端連接三維姿態傳感器的信號輸出端。

一種上述裝置的引水隧道質量在線成像快速檢測方法：

步驟1：將引水隧道質量在線成像快速檢測裝置放置于引水隧道的進水口，調整重量平衡倉的進水量，使檢測器密封的重量和排水重量相等，再根據引水隧道直徑的大小調整每個居中扶正桿的長度，使檢測器密封倉裝置居于引水隧道的中軸線上；

步驟2：利用水的流速推進檢測器密封倉由引水隧道的進水口向出水口移動；

步驟3：在檢測器密封倉由引水隧道的進水口向出水口移動的過程中，處理器控制第一步進電機旋轉從而帶動超聲發射接收換能器旋轉，處理器通過旋轉的超聲發射接收換能器反饋的超聲測距數據計算得到引水隧道的直徑，并將引水隧道的直徑數據存儲到存儲器中；