[發明專利]一種外露充填管道堵塞便攜檢測裝置及疏通方法

在審

• 申請號: 201911076223.5
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN110749921A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 李桂臣;許嘉徽;孫長倫;梁巨理;榮浩宇;孫元田;張蘇輝
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01N29/04;G01N29/46
• 代理公司: 32205 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 薛茹丹

1.一種外露充填管道堵塞便攜檢測裝置，其特征在于，包括呈C形的開口環(1)，其開口端的寬度不小于管道(2)的外徑，開口環(1)的內徑大于管道(2)外徑；開口環(1)的下端連接有手柄(3)；

開口環(1)上開設多個螺紋安裝孔(4)，其中的一個安裝孔(4)內安裝超聲波接收探頭(5)，其余的各安裝孔(4)內均分別安裝超聲波共振觸頭(6)，所述的超聲波接收探頭(5)和超聲波共振觸頭(6)與管道(2)的外壁滑動配合；所述的超聲波接收探頭(5)和超聲波共振觸頭(6)均與集成控制器(7)連接；

所述的集成控制器(7)包括超聲波變頻振動組件、超聲波振動測試組件、控制器和顯示屏(8)，超聲波變頻振動組件包括依次連接的超聲波共振觸頭(6)、超聲波振動器、超聲波發生器和超聲波換能器；

超聲波振動測試組件包括依次連接的超聲波接收探頭(5)和測量傳感器；

所述的超聲波換能器和測量傳感器均與控制器連接。

2.根據權利要求1所述的一種外露充填管道堵塞便攜檢測裝置，其特征在于，所述的超聲波振動測試組件還包括濾波裝置，所述的濾波裝置與超聲波接收探頭(5)連接。

3.根據權利要求1或2所述的一種外露充填管道堵塞便攜檢測裝置，其特征在于，所述超聲波共振觸頭(6)設置有三個，且沿開口環(1)等間距分布，所述的超聲波接收探頭(5)設有一個，位于任意兩個超聲波共振觸頭(6)之間；超聲波共振觸頭(6)和超聲波接收探頭(5)靠近管道(2)的部分均為半球形。

4.根據權利要求3所述的一種外露充填管道堵塞便攜檢測裝置，其特征在于，所述的測量傳感器為壓電式振動傳感器，其測量的位移范圍為0.001～4.000mm，速度范圍為0.1～400.0mm/s，加速度范圍為0.1～400.0m/s²。

5.根據權利要求3所述的一種外露充填管道堵塞便攜檢測裝置，其特征在于，所述的超聲波變頻振動組件中的超聲波振動器的振動頻率為15Hz～30MHz。

6.一種外露充填管道堵塞疏通方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)收集參照數據：制備各類特定充填材料的固體試樣，利用共振法，啟動超聲波變頻振動組件進行超聲波的形成，同時啟動超聲波振動測試組件進行超聲波的接收和顯示，得到引起固體試樣共振的共振頻率并進行記錄；

模擬各類特定充填材料所充填的管道(2)內的流通環境，利用共振法，啟動超聲波變頻振動組件進行超聲波的形成，同時啟動超聲波振動測試組件進行超聲波的接收和顯示，得到引起管道(2)內流體共振的激發頻率并進行記錄；

(2)判定堵塞位置：將步驟(1)中測得的流體共振的激發頻率設定為檢測裝置的激發頻率，啟動超聲波變頻振動組件和超聲波振動測試組件，調整超聲波共振觸頭(6)的頻率為激發頻率值，從開口環(1)開口處將便攜檢測裝置滑動卡裝于管道(2)外壁，手持手柄(3)移動該便攜檢測裝置，對管道(2)進行掃描檢測；

管道(2)內流體在檢測裝置的激發頻率的作用下產生共振，共振信號被超聲波接收探頭(5)捕捉經測量傳感器轉換后傳送至控制器，顯示屏(8)上實時顯示出振幅較大且穩定的波譜或振幅數字信號；

繼續移動便攜檢測裝置，當顯示屏(8)上的波譜或振幅數字信號開始出現明顯的大幅度變化，即振幅不再穩定且振幅減小時，說明被檢測部位的管道(2)內材質不再是流體，而是引發堵塞的固體，繼續移動掃描，直至顯示屏(8)上再次出現振幅較大且穩定的波譜或振幅數字信號，即可判定這兩段振幅較大且穩定的波譜或振幅數字信號之間的部分為堵塞位置；

(3)疏通堵塞：對步驟(2)中確定的堵塞位置，利用步驟(1)得出的相應充填材料固化后的共振頻率，啟動超聲波變頻振動組件和超聲波振動測試組件，調整超聲波共振觸頭(6)的超聲波頻率與充填材料固化后的共振頻率一致后，對堵塞位置的管道(2)外壁進行持續掃描，使管道(2)內固體疏松破碎，破碎的固體被管道(2)內流體不斷沖散，直至管道(2)疏通。