当前排水管道主要检测技术不足与优化创新

　　摘    要：　概要性论述了当前常用的排水管道检测技术，主要包括CCTV检测、声呐检测和潜望镜检测等。但这些检测技术存在着“应用条件受限、检测内容单一、检测不够全面”等不足之处。在规避上述不足和实现优劣势互补基础上，提出了CCTV、管道潜望镜与声呐多检测融合创新技术。多检测融合创新技术一方面实现一套软件分别控制CCTV和声呐传来的画像，省去一台主控制器，节约了设备成本；另一方面单线缆端部分叉连接，规避了CCTV和声呐双线缠绕的问题；第三是设置线缆自动冲洗装置，省去人工擦洗，便利高效。

　　关键词 :     管道检测; CCTV检测;声呐检测;技术创新;

　　Abstract：　The thesis briefly discusses the current commonly used drainage pipeline detection technology, including CCTV detection, sonar detection and periscope detection. However, these detection technologies have some shortcomings, such as limited application conditions, single detection content, and incomplete detection. On the basis of avoiding the above shortcomings and realizing the complementary advantages and disadvantages, this paper puts forward the multi detection fusion innovation technology of CCTV, pipeline periscope and sonar. On the one hand, the innovative technology of multi detection fusion realizes a set of software to control the portraits from CCTV and sonar respectively, which saves a main controller and the cost of equipment. Secondly, the single cable avoids the problem of double winding of CCTV and sonar. Thirdly, the automatic cable washing device saves manual scrubbing and is convenient and efficient.

　　Keyword：　pipeline inspection; CCTV detection; sonar detection; technological innovation;

　　城市的健康发展离不开排水管道的畅通运行，因此排水管道的检测技术显得尤为重要。传统的城镇排水管道检查方法包括：人员进入管道检查、潜水员检查、量泥杆法、反光镜法。这些方法受管径、水流速、人员眼睛观察等条件制约，存在着“适用范围窄、人为因素大、检测效率低、定性内容多、量化结果少”等显着缺点。尤其是面对污水管道，人员进入管道检测还存在着作业环境恶劣、劳动强度大、安全性差等缺点。针对传统检测技术的不足，带有视频采集的机器人代替肉眼，进入管道检查，就成了管道检测的主流趋势。早在1957年，德国基尔室就产出第一台地下排水管道摄像系统，该系统设计采用三个摄像镜头，安装于浮筒装置上，通过拖拉的方式进行操作。由于该装置能像人一样观看，具有显着的优越性，所以成为目前管道检测最常用的检测方法。

　　1、 当前排水管道检测技术概述

　　当前常见的排水管道检测主要包括：CCTV检测、声呐检测、潜望镜检测等。

　　1.1 、管道闭路电视(CCTV)检测

　　电视检测又称CCTV检测(Closed Circuit Television Inspection),是采用远程采集图像，通过有线或无线的传输，对管道内壁的状况进行显示和记录的检测方法。

　　CCTV检测系统包括：管道机器人爬行系统、电源、摄像头、线缆卷盘、主控制器等，是目前适用最广泛的检测系统。它的工作原理是：主控制器通过连接线连接爬行器和线缆卷盘，爬行器上安装摄像头，摄像头能左右旋转，检测人员控制爬行器在管道中运行，通过摄像头拍摄到的管道里面的视频，再传到主控制器上，进行缺陷判断。CCTV检测能够全面检查排水管道结构性和功能性状况，因此可以作为缺陷准确判定和修复的依据。

　　1.2、 声呐检测

　　声呐检测能用于水下物体的检测，是CCTV检测不了的区域。CCTV检测系统的前提条件是可视，但这样就限制了水面以下管道状况的检查，很多情况下管道必须保持正常运行不能停水，这时候声呐检测是不错的选择。

　　声呐检测系统包括：主控制器(带有专用采集软件)、探头(又称水下单元，附带漂浮承载器)和线缆盘三部分组成。声呐检测的工作原理：声呐装置主动向水中发射声波“照射”目标，而后接收水下物体的反射回波时间，以及回波参数以测定目标参数。系统通过颜色区别声波信号的强弱，并标识出反射界面的类型(软或者硬),默认的红色表示强信号，蓝色表示弱信号，中间色表示不同强度信号等。

　　1.3 、管道潜望镜检测

　　管道潜望镜(QV)检测：实际上是简单版的CCTV,没有机械传动部分，故障比CCTV少很多，维修比较方便，检测过程也很简单。

　　管道潜望镜检测系统包括：可伸缩手持杆、支撑杆、高倍变焦镜头、灯光、控制器与录像系统。与CCTV设备基本类似，不同的是，CCTV爬行器进入管道内摄像，而管道潜望镜仅将摄像头放在检查井和管道交界处。检测主要是将设备安放在管道口进行的快速检测，适用于较短的排水管检测，一般管道长度不宜大于50 m, 能得到较为清晰的影像资料，其优点是速度快、成本低，影像既可以现场观看、分析，也便于计算机储存。

　　2 、当前排水管道主要检测技术的不足

　　2.1、 CCTV检测技术的不足之处

　　检测规范要求CCTV设备的摄像头需尽可能位于管道中心位置，这样更能有利于发现管道内部缺陷；在检测大口径管道时，要求CCTV设备上的摄像头灯光强度大，使检测画面明亮清晰，为了保证能拍摄到清晰的画面，有利于缺陷的判断，摄像头的灯光系统是个重要的指标；设备要能适应恶劣的环境条件，一般要求在-10 ℃～+50 ℃的气温条件下和潮湿的环境中正常工作；CCTV设备需要具有一定的防爆系统，因为排水管道中常有可燃气体：硫化氢、一氧化碳、甲烷、汽油等。

　　CCTV检测主要适用于管道内水位较低或无水状态下的检测。所以，检测前期的准备工作比较复杂，一般包括：排污、清淤、降水等，而且，检测设备对管道的直径也有要求，一般只能检测管径为300 mm以上的管道。大量实践证明，管道水位占管道内径的20%能满足90%以上的管道缺陷的检查。但还有10%的情况下需要高效降低水位，主要是为了最大限度露出管道结构，能更精确的观察管道内部缺陷。但水位降的越低，封堵、吸污、排淤、清洗费用相对越高。这种情况下，CCTV检测就不经济合理。

　　2.2、 声呐检测技术的不足之处

　　声呐检测要求管道内应有足够的水深，管内水深不宜小于300 mm; 设备适用的管径范围为300 mm～6 000 mm; 现场管道要具备能穿入一根绳索，它被用作牵引漂浮筏移动或悬挂声呐头，绳索能否穿过管道是声呐检测的前提；检测前应从被检测管道中取水样，通过调整声波速度对系统进行调整，主要是调节信号的强弱。

　　不是所有的缺陷都能被声呐发现，一般来说，垂直于轴向且外轮廓变异类的缺陷容易被发现，如淤积、变形等。而且，声呐对大多数结构性缺陷没有反应，因为声呐检测毕竟不是直观的管道内壁影像，很多缺陷是不能发现的，有时还会出现一些假象，这就决定了声呐检测结果不能作为评估的直接依据，只能用作粗略的判断。

　　2.3、 管道潜望镜检测技术的不足之处

　　管道潜望镜检测要求管道水位低于管道直径1/3位置或无水，镜头应位于管道圆周的中心。由于设备的局限，这种检测主要用来观察管道是否存在严重的堵塞、错口、渗漏等问题。对细微的结构性问题，例如管道内部有疑点，看不清的状况，管道潜望镜不能提供很好的检测成果，因此也不能作为缺陷准确判定和修复的依据。

　　3、 排水管道检测技术的探索创新

　　3.1 、CCTV检测与管道潜望镜相结合

　　对于管道缩径的区域，即小于300 mm的管道段，CCTV爬行器无法进入管道，因此CCTV检测就无法使用，这个时候可以使用潜望镜，不仅可以实现清晰、细致直观的观察管道缺陷，还能避免管道中各种障碍物的限制。同样的都是管道摄像，通过影像资料来判读管道缺陷情况，运用两种技术的结合，大大提高检测效率和检测的准确性。

　　3.2、 CCTV检测与声呐检测相结合

　　CCTV检测与声呐检测相结合是目前检测技术发展最大的成就，CCTV适用于水面以上检测，声呐适用于水面以下检测。结合这两点的优势，把两者结合起来，形成了强烈的检测优势。具体表现在：当水位较高，无法实行高效降水措施或者封堵、吸污、排淤、清洗费用相对较高时，就可以采用声呐与电视检测相结合的方法。把爬行器放置在小船上，在船底固定声呐探头，这样能通过电视观察管道上方的缺陷，通过声呐在水下的检测，可以了解水下管道的功能缺陷状况，形成优劣势互补。

　　3.3 、多检测技术的融合创新

　　上述CCTV检测与声呐检测相结合还有很多不方便之处，比如：CCTV检测需要一个主控制器和一个线缆，声呐检测需要一个主控制器和一个线缆，这样在实际施工过程中就显得很繁琐，两种线缆容易缠绕，而且还需要多增检测人员来分别观察CCTV控制器和声呐控制器。

　　未来电视检测与声呐检测首先可以在软件方面进行创新，实现一个软件分别控制CCTV和声呐传来的画像，这样就省去一台主控制器。再用一个线缆端部设置分叉连接头，分别连接CCTV爬行器与声呐探头，这样就可以减少双线缠绕的问题。线缆旁边还可以设置线缆冲洗装置，这样检测完自动冲洗线缆，就省去专人擦洗，既方便又省时，非常高效便利。

　　因此在排水管道水位较深、无法降水或降水预算较大时，就可以采用CCTV与声呐联合驱动器。把CCTV爬行器放置在驱动小船上，在驱动器底部牵引固定声呐探头，这样能通过CCTV显示器观察管道上方的缺陷，通过声呐在水下的检测，可以了解水下管道的功能缺陷状况，形成优劣势互补。

　　4、 结语

　　随着科学技术的进步与发展，单一的检测技术已经不能满足现实中的综合管道检测作业。为了适应各种环境的检测，更清楚的观察管道的缺陷，我们需要把多种检测技术结合起来，比如：CCTV检测与管道潜望镜相结合、CCTV检测与声呐检测相结合等，实现CCTV、管道潜望镜与声呐多检测融合创新技术。只有将各种检测技术进行结合，实现优劣势互补，发挥各个检测技术的最大作用和价值，才能带动检测技术的发展。

　　参考文献

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