管道检查仪.pdf

《管道检查仪.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《管道检查仪.pdf（10页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103313038 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103313038 A *CN103313038A* (21)申请号 201310196571.2 (22)申请日 2013.05.24 H04N 7/18(2006.01) F16L 55/28(2006.01) F16L 101/30(2006.01) (71)申请人 北京隆科兴非开挖工程有限公司 地址 100036 北京市门头沟区石龙经济开发 区永安路 20 号 3 号楼 B1-4608 室 (72)发明人 吴洋 (74)专利代理机构 北京市广友专利事务所有限 责任公司 11237 代理人 。

2、张仲波 (54) 发明名称 管道检查仪 (57) 摘要 本发明提供一种管道检查仪， 其包括 ： 图像 采集装置 ； 光源 ； 控制器， 与所述图像采集装置连 接 ； 显示器， 与所述控制器连接 ； 电源， 与所述图 像采集装置、 光源、 控制器、 显示器连接 ； 支撑装 置， 所述图像采集装置和光源设于所述支撑装置 上， 所述支撑装置用于深入管道内部将所述图像 采集装置和光源送入工作位置 ； 其中， 还包括 ： 角 度调整机构， 位于所述支撑装置上， 与所述控制器 电连接， 所述图像采集装置和光源位于所述角度 调整机构上， 所述角度调整机构用于调整所述图 像采集装置和光源的角度， 从而实时调整。

3、拍摄管 道内部图像的角度 ； 供电电压调整电路， 设于电 源和光源之间。本发明的图像采集装置及光源可 以多达 360 度旋转， 光源的亮暗程度可以调节。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103313038 A CN 103313038 A *CN103313038A* 1/2 页 2 1. 一种管道检查仪， 包括 ： 图像采集装置， 用于拍摄管道内部图像 ； 光源， 用于为所述图像采集装置拍摄管道状态时提供照明 ； 控制器， 与所。

4、述图像采集装置连接， 用于控制所述图像采集装置的运行 ； 显示器， 与所述控制器连接， 用于显示所述图像采集装置拍摄的管道内部图像 ； 电源， 与所述图像采集装置、 光源、 控制器、 显示器连接， 用于为所述图像采集装置、 光 源、 控制器、 显示器提供工作电源 ； 支撑装置， 所述图像采集装置和光源设于所述支撑装置上， 所述支撑装置用于深入管 道内部将所述图像采集装置和光源送入工作位置 ； 其特征在于， 还包括 ： 角度调整机构， 位于所述支撑装置上， 与所述控制器电连接， 所述图像采集装置和光源 位于所述角度调整机构上， 所述角度调整机构用于调整所述图像采集装置和光源的角度， 从而实时调整。

5、拍摄管道内部图像的角度 ； 供电电压调整电路， 设于所述电源和所述光源之间， 用于调节所述光源的亮暗。 2. 根据权利要求 1 所述的管道检查仪， 其特征在于， 所述角度调整机构包括 ： 支座， 所述图像采集装置和光源设于所述支座上 ； 吊架， 所述支座可活动设于所述吊架上， 所述吊架固定于所述支撑装置上 ； 驱动电机， 位于所述支座或吊架上， 与所述控制器电连接， 用于驱动所述支座在所述吊 架上旋转。 3. 根据权利要求 2 所述的管道检查仪， 其特征在于， 所述驱动电机位于所述支座上， 所 述驱动电机的输出轴外端具有一扁平部， 所述扁平部可转动地设于所述支座的一平面上。 4. 根据权利要求。

6、 2 所述的管道检查仪， 其特征在于， 所述控制器和电源通过同一根线 缆与所述图像采集装置和光源连接， 且所述控制器和所述线缆之间设有图像信号分离装 置， 以使所述显示器显示所述线缆传送的图像信号。 5. 根据权利要求 1 所述的管道检查仪， 其特征在于， 所述支撑装置包括 ： 杆体， 用于提供支撑作用 ； 减震结构， 设于所述杆体上， 且所述角度调整机构设于所述减震结构上， 以减轻震动对 所述角度调整机构的影响。 6. 根据权利要求 5 所述的管道检查仪， 其特征在于， 所述杆体包括第三杆体、 相互平行 的第一杆体和第二杆体 ； 所述减震结构包括 ： 减震弹簧， 套设于所述第二杆体上， 且所。

7、述减震弹簧的下端固定于所述第二杆体上 ； 滑套， 套设于所述第二杆体上， 并位于所述减震弹簧上端 ； 所述第三杆体连接于所述第一杆体的下端和所述滑套之间， 所述角度调整机构设于所 述第三杆体上。 7. 根据权利要求 1 所述的管道检查仪， 其特征在于， 所述供电电路调整电路包括 ： 一三端直流稳压器的输入端和一第一电容的一端连接并用于和所述电源连接， 所述三 端直流稳压器的控制端和一第一电阻的一端、 一第二电阻的一端、 一第一二极管的阳极、 一 第二电容的一端连接， 所述第一电阻的另一端与一可调电阻的一端连接， 所述第二电阻的 另一端、 所述第一二极管的阴极和所述三端直流稳压器的输出端连接， 。

8、所述三端直流稳压 权 利 要 求 书 CN 103313038 A 2 2/2 页 3 器的输出端还与一第三电容的一端连接并用于所述光源连接 ； 所述第一电容的另一端、 所 述可调电阻的另一端、 所述第二电容的另一端、 所述第三电容的另一端和地连接。 8. 根据权利要求 7 所述的管道检查仪， 其特征在于， 所述三端直流稳压器的输入端和 输出端还分别与一第二二极管的阴极和阳极连接。 9. 根据权利要求 7 所述的管道检查仪， 其特征在于， 所述供电电压调整电路还与一三 端直流稳压器并联。 10. 根据权利要求 1 所述的管道检查仪， 其特征在于， 所述控制器和所述图像采集装置 之间设有滤波电路。

9、， 以隔离造成图像信号失真的谐波信号。 权 利 要 求 书 CN 103313038 A 3 1/5 页 4 管道检查仪 技术领域 0001 本发明涉及自动化技术领域， 尤其涉及一种用于快速检查管道有无病害的管道检 查仪。 背景技术 0002 目前， 在市政工程非开挖领域， 广泛利用管道检查设备对地下管道的检查， 发现并 排除地下管道的病害。 目前市面上相似的设备有管道潜望镜、 视频检测仪、 地下管道快速录 像检测装置等。 上述管道检查设备的技术方案大致可以概括为 ： 设备前端内置一摄像机， 同 时加载灯光， 通过通信电缆连接至后端控制器， 通过控制器来控制前端摄像机的焦距、 光线 亮暗、 采。

10、集角度等， 同时控制器把视频信号显示出来并存储， 手动操作机构起到调节视频采 集画面的作用。 0003 进一步具体而言， 现有的此类设备是以远程视频采集并进行回传存储分析为主要 工作原理的一种检测设备， 主要用于工业容器和管道内部快速检测和诊断， 具备视频变焦 检查功能， 同时配备了强力照明光源、 便携式电源、 可将设备送至所需工作位置的伸缩杆 ； 此类设备还满足防水设计， 操作时不会产生火花， 符合常规条件下的防爆要求。应用时， 操 作人员将设备的控制盒和电池挎在腰带上 , 使用摄像头操作杆将摄像头送至窨井内的管 道口， 通过控制盒来调节摄像头和照明以获取清晰的录像或图像。数据图像可在随身携。

11、带 的显示屏上显示， 同时可将录像或图像文件存储在存储器上。现有设备也可用于靠近窨井 管道的检测及大型容器罐体内部视频检查、 市政排水管道快速视频勘察、 隧道涵洞内部空 间状况视频检测、 槽罐车内部视频检测等。 0004 通过调查研究以及实际应用， 目前的管道检查设备存在如下缺陷 ： 0005 设备稳定性差， 在使用过程中故障率高， 对工程进度影响较大。 0006 视频采集画面调节范围较小或不能调节， 不能满足现场工程需求。 0007 屏幕较小 （5.6 英寸） ， 分辨率低， 影响现场判断及评估。 0008 分离式 （外置式或腰挎式） 的供电系统携带不方便。 0009 灯光亮度不够、 不能调。

12、节灯光亮暗程度和灯光照射角度。 0010 视频画面存在纹波干扰。 发明内容 0011 本发明的目的在于提供一种管道检查仪， 以至少解决现有技术存在的灯光角度难 以调节、 光源亮度难以调节等问题。 0012 为解决上述技术问题， 本发明提供一种管道检查仪， 其包括 ： 图像采集装置， 用于 拍摄管道内部图像 ； 光源， 用于为所述图像采集装置拍摄管道状态时提供照明 ； 控制器， 与 所述图像采集装置连接， 用于控制所述图像采集装置的运行 ； 显示器， 与所述控制器连接， 用于显示所述图像采集装置拍摄的管道内部图像 ； 电源， 与所述图像采集装置、 光源、 控制 器、 显示器连接， 用于为所述图像。

13、采集装置、 光源、 控制器、 显示器提供工作电源 ； 支撑装置， 说 明 书 CN 103313038 A 4 2/5 页 5 所述图像采集装置和光源设于所述支撑装置上， 所述支撑装置用于深入管道内部将所述图 像采集装置和光源送入工作位置 ； 其中， 还包括 ： 角度调整机构， 位于所述支撑装置上， 与 所述控制器电连接， 所述图像采集装置和光源位于所述角度调整机构上， 所述角度调整机 构用于调整所述图像采集装置和光源的角度， 从而实时调整拍摄管道内部图像的角度 ； 供 电电压调整电路， 设于所述电源和所述光源之间， 用于调节所述光源的亮暗。 0013 其中， 优选地， 所述角度调整机构包括 。

14、： 支座， 所述图像采集装置和光源设于所述 支座上 ； 吊架， 所述支座可活动地设于所述吊架上， 所述吊架固定于所述支撑装置上 ； 驱动 电机， 位于所述支座或吊架上， 与所述控制器电连接， 用于驱动所述支座在所述吊架上旋 转。 0014 其中， 优选地， 所述驱动电机位于所述支座上， 所述驱动电机的输出轴外端具有一 扁平部， 所述扁平部可转动地设于所述支座的一平面上。 0015 其中， 优选地， 所述控制器和电源通过同一根线缆与所述图像采集装置和光源连 接， 且所述控制器和所述线缆之间设有图像信号分离装置， 以使所述显示器显示所述线缆 传送的图像信号。 0016 其中， 优选地， 所述支撑装。

15、置包括 ： 杆体， 用于提供支撑作用 ； 减震结构， 设于所述 杆体上， 且所述角度调整机构设于所述减震结构上， 以减轻震动对所述角度调整机构的影 响。 0017 其中， 优选地， 所述杆体包括第三杆体、 相互平行的第一杆体和第二杆体 ； 所述减 震结构包括 ： 减震弹簧， 套设于所述第二杆体上， 且所述减震弹簧的下端固定于所述第二杆 体上 ； 滑套， 套设于所述第二杆体上， 并位于所述减震弹簧上端 ； 所述第三杆体连接于所述 第一杆体的下端和所述滑套之间， 所述角度调整机构设于所述第三杆体上。 0018 其中， 优选地， 所述供电电路调整电路包括 ： 一三端直流稳压器的输入端和一第一 电容的。

16、一端连接并用于和所述电源连接， 所述三端直流稳压器的控制端和一第一电阻的一 端、 一第二电阻的一端、 一第一二极管的阳极、 一第二电容的一端连接， 所述第一电阻的另 一端与一可调电阻的一端连接， 所述第二电阻的另一端、 所述第一二极管的阴极和所述三 端直流稳压器的输出端连接， 所述三端直流稳压器的输出端还与一第三电容的一端连接并 用于所述光源连接 ； 所述第一电容的另一端、 所述可调电阻的另一端、 所述第二电容的另一 端、 所述第三电容的另一端和地连接。 0019 其中， 优选地， 所述三端直流稳压器的输入端和输出端还分别与一第二二极管的 阴极和阳极连接。 0020 其中， 优选地， 所述供电。

17、电压调整电路还与一三端直流稳压器并联。 0021 其中， 优选地， 所述控制器和所述图像采集装置之间设有滤波电路， 以隔离造成图 像信号失真的谐波信号。 0022 本发明的上述技术方案的有益效果如下 ： 0023 上述方案中， 图像采集装置及光源可以多达 360 度旋转， 大大提高了管道图像采 集范围， 便于清楚、 详细的检查管道及其他容器的状态。 光源的供电电压可以根据需要进行 调节， 借此， 光源可以适应多种类型的管道光线环境。进一步优选地， 本发明简洁精巧的外 观设计， 便于现场操作及维护 ； 照明系统可调 ； 减震设计 ； 视频干扰得以解决 ； 显示器分辨 率提高， 电源功率大增。 说。

18、 明 书 CN 103313038 A 5 3/5 页 6 附图说明 0024 图 1 为本发明实施例的结构示意图 ； 0025 图 2 为本发明实施例的角度调整机构部分的结构示意图 ； 0026 图 3 为本发明实施例的驱动电机的输出轴外端的结构示意图 ； 0027 图 4 为本发明实施例的滤波电路的结构示意图 ； 0028 图 5 为本发明实施例的供电电压调整电路的结构示意图。 具体实施方式 0029 为使本发明要解决的技术问题、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。 0030 如图1和图2所示， 本发明实施例包括作为图像采集装置的摄像机41、 作为光源的 。

19、多个 LED 灯 42、 控制器 1、 显示器 10、 支撑装置和角度调整结构等， 当然， 图像采集装置也可 以为照相机等， 光源也可以为白炽灯等， 但是 LED 灯具有节能环保、 寿命长等优点。此外， 本 发明实施例还包括图 1 和图 2 未示出， 但是图 5 示出的电源 12。其中， 摄像机 41 用于拍摄 管道内部图像， 如图 1 和图 2 所示， 其摄像头 411 和 LED 灯 42 位于一支座 4 的前端面。LED 灯42用于为摄像机41拍摄管道状态时提供照明， 多个LED灯42均布于摄像头411的周围， 便于为摄像头 411 提供全方位、 立体的照明， 使其拍摄更清楚。控制器 1。

20、 可以为集成器件， 也可以包括多个控制元器件， 其与摄像机 41 等连接， 用于控制摄像机 41 等部件的运行。显 示器 10 与控制器 1 连接， 用于显示摄像机 41 拍摄的管道内部图像， 优选地， 显示器 10 和控 制器 1 集成为一个整体结构。电源 12 与摄像机 41 等多个用电部件连接， 用于为其提供工 作电源。本优选实施例的支撑装置如图 1 所示， 包括多个杆体和减震结构等， 摄像机 41 和 LED 灯 42 设于其上， 用于深入管道内部将摄像机 41 和 LED 灯 42 送入工作位置。 0031 为了实现摄像头 411 及 LED 灯角度可调， 本实施例的角度调整机构位于。

21、支撑装置 上， 与控制器 1 通过线缆 11 电连接， 摄像机 41 和 LED 灯 42 位于角度调整机构上， 角度调整 机构用于调整摄像机 41 和 LED 灯 42 的角度， 从而实时调整拍摄管道内部图像的角度。 0032 进一步具体而言， 如图 2 所示， 角度调整机构包括支座 4、 吊脚 33 和驱动电机 43 等。摄像机 41 和 LED 灯 42 设于支座 4 上， 支座 4 可以为箱体结构， 也可以为框架结构、 板 状结构。吊架 33 呈 U 型， 中部固定于支撑装置的第三杆体 32 上。支座 4 的一侧面与固定 盖 44 固定连接， 固定盖 44 设有一压块 45， 压块 4。

22、5 固定于吊架 33 的一端。支座 4 的另一侧 面则铰接于吊架 33 的另一端。这样， 使得支座 4 可转动地设于吊架 33 的两端之间。驱动 电机 43 可以位于支座 4 或吊架 33 上， 与控制器 1 通过线缆 11 电连接， 用于驱动支座 4 旋 转。 0033 更进一步详细而言， 驱动电机 43 位于支座 4 上， 驱动电机 43 的输出轴 431 外端具 有一扁平部4310， 如图2和图3所示， 扁平部4310可转动地设于压块45的上端面所形成的 平面上。 0034 固定盖 44 通过螺丝等固定在支座 4 上， 安装时， 驱动电机 43 的输出轴 431 的扁平 部 4310 刚。

23、好和压块 45 的上端面切合， 并且输出轴 431 可旋转地嵌入吊架 33 端部的豁口 330 中， 然后， 使压块 45 固定在吊架 33 的端部， 这样， 驱动电机 43 通电后开始转动， 输出轴 说 明 书 CN 103313038 A 6 4/5 页 7 431 相对于压块 45 和吊架 33 来说都是静止的， 使输出轴 431 完美的固定在吊架 33 上。同 时， 输出轴 431 及吊架 33 相对于摄像机 41 是动态的、 旋转的， 这样就实现了任意旋转的目 的。 0035 摄像机 41 在驱动电机 43 的帮助下完成任意角度的视频画面的采集， 且无论怎么 旋转， 摄像头411和L。

24、ED灯42位于支座4的前端面可以保证镜头始终跟着灯光走。 四颗LED 灯 42 平均分布在镜头周围， 确保灯光的中心点刚好和视频画面的中心点重合， 在黑暗的管 道内， 适宜的光线可以使摄像机 41 呈现出最佳的摄像效果。 0036 为了简化连线结构， 控制器 1 和电源 12 通过同一根线缆 11 与摄像机 41 和 LED 灯 42 连接， 线缆 11 同时承担着供电和传输图像信号的功能。如图 4 所示， 控制器 1 或者说显 示器 10 和线缆 11 之间设有图像信号分离装置 410， 图像信号分离装置 410 将线缆 11 上的 视频信号分离出来， 使显示器 10 显示线缆 11 传送的。

25、图像信号。并且此线缆支持插拔， 方便 包装运输， 其接头采用航空插头， 接触良好， 耐插拔， 从而增强了设备稳定性。 接线端子采用 按压式弹性端子， 解决了因震动或运输过程中导致连接线接头脱落或震断的问题。 0037 为了减震、 防震， 如图 1 所示， 支撑装置包括用于提供支撑作用的杆体和减震结构 等， 具体而言， 杆体包括相互平行的第一杆体 31、 第二杆体 34 以及第三杆体 32。减震结构 设于这些杆体上， 且角度调整机构设于减震结构上， 以减轻震动对角度调整机构的影响。 优 选的减震结构包括减震弹簧 37、 滑套 35、 定位挡板 36。减震弹簧 37 套设于第二杆体 34 上， 减。

26、震弹簧 37 的下端固定于第二杆体 34 上 ； 滑套 35 套设于第二杆体 34 上， 并位于减震弹簧 37 上端。第三杆体 32 连接于第一杆体 31 的下端和滑套 35 之间， 角度调整机构的吊架 33 固定地设于第三杆体 32 和第一杆体 31 结合处。这样， 在移动支撑摄像机 41、 驱动电机 43 等的支座 4 时， 第三杆体 32 可以沿着减震弹簧 37 的弹性方向， 上下往复运动， 而不会造成 摄像机 41 等部件的损害。 0038 为了提高管道内部图像的分辨率， 显示器 10 为 8 英寸液晶显示器。为了适应野外 作业， 电源 12 为 20AH 的磷酸铁锂电池。 0039 。

27、驱动电机 43 工作时会产生的谐波， 其次外界干扰也会产生谐波， 特别是在电场较 强的地方， 如工频干扰。这些谐波都会通过线缆 11 耦合叠加到视频信号上面， 造成视频信 号失真， 进而在显示器 10 上出现网纹干扰现象。为解决显示的网纹干扰问题， 在视频信号 进入显示器 10 之前， 增加了滤波电路， 此电路的目的就是把这些谐波过滤掉， 从而起到隔 离谐波的作用。如图 4 所示， 显示器 10 和从线缆 11 分离出摄像机 41 采集的图像的视频信 号分离装置 410 之间设有滤波电路， 以隔离造成图像信号失真的谐波信号。具体而言， 该滤 波电路包括电感 L 和电阻 R。其中， 电感 L 连。

28、接于视频信号分离装置 410 和显示器 10 的存 储分析电路之间， 电阻 R 连接于视频信号分离装置 410 和显示器 10 与地之间。 0040 为了能够便于调节 LED 灯 42 的亮暗程度， 电源 12 和 LED 灯 42 之间设有供电电压 调整电路， 以用于调节 LED 灯 42 的亮暗。优选地， 如图 5 所示， 供电电路调整电路包括 ： 三 端直流稳压器D的输入端和第一电容C1的一端连接并和电源12连接， 三端直流稳压器D的 控制端和第一电阻R1的一端、 第二电阻R2的一端、 第一二极管D1的阳极、 第二电容C2的一 端连接， 第一电阻 R2 的另一端与可调电阻 R3 的一端连。

29、接， 第二电阻 R2 的另一端、 第一二极 管 D1 的阴极和三端直流稳压器 D 的输出端连接， 三端直流稳压器 D 的输出端还与第三电容 C3 的一端连接并用于 LED 灯 42 连接 ； 第一电容 C1 的另一端、 可调电阻 R3 的另一端、 第二 说 明 书 CN 103313038 A 7 5/5 页 8 电容 C2 的另一端、 第三电容 C3 的另一端和地连接。更优选地， 本发明实施例还包括另一三 端直流稳压器 （图中未示出） ， 该另一三端直流稳压器与图5所示的供电电路调整电路并联， 同时连接于电源 12 和 LED 灯 42 之间。通过两个三端直流稳压器 （例如 LM317） 并。

30、联， 可以 实现大功率输出， 外加散热片可以确保散热可靠， 不烧坏。图 5 中， 可调电阻 R3 可以通过改 变电阻大小， 达到调节电压输出高低的目的， 进而调节 LED 灯的亮暗程度。 0041 为了保护供电电压调整电路， 如图5所示， 三端直流稳压器D的输入端和输出端还 分别与一第二二极管 D2 的阴极和阳极连接。 0042 综上， 本发明可以实现如下优点 ： 0043 通过硬件设计来提高设备的稳定性， 精简连接线， 减少不稳定因素。 0044 增加电动控制， 提高摄像单元的旋转角度， 解决视频采集画面受限问题。 0045 增大液晶显示器， 解决分辨率低的问题。 0046 提高供电系统性能。

31、， 并简化连接方式， 解决工作现场很多连线的问题， 工作携带都 更方便。 0047 改变照明系统的控制方式， 提高功率， 能适应更多不同类型不同管径的地下管道、 孔洞、 罐体、 箱槽等。 0048 增加视频信号隔离电路， 解决网纹干扰的问题。 0049 以上所述是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明所述原理的前提下， 还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103313038 A 8 1/2 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103313038 A 9 2/2 页 10 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103313038 A 10 。