排水管道声纳检测基础课程
排水管道电视及声纳检测评价技能技术总结规程
精心整理深圳市市政排水管道电视及声纳检测评估技术规程（试行）2014—05—31印发2014—06—01起实施深圳市水务局发布前言为了统一深圳市市政排水管道电视和声纳检测技术要求，规范检测评估行为，保证检测评估的成果质量，参考国内外有关标准，结合深圳市的实际情况，制定本规程。
水管道的建设、施工、管理提供决策依据，保证城市排水管网安全运行，制定本规程。
1.0.2本规程适用于市政排水管道的检测与评估。
企事业单位、居住区、工业区内的室外排水管道检测可参照执行；排水箱涵、暗渠的检测可参考执行。
1.0.3本规程主要适用于电视检测、声纳检测和管道潜望镜检测，目视检测或有影像记录方式的其它检测可参照执行。
1.0.4市政排水管道检测采用新技术、新方法时，管道评估应符合本规程的要求。
采用管道潜望镜在检查井内对管道进行检测的方法，简称QV检测。
2.1.4时钟表示法ClockDescription采用时钟的指针位置描述缺陷出现在管道内环向位置的表示方法。
12.1.5直向摄影Forward-viewInspection电视摄像机取景方向与管道轴向一致，在摄像头随爬行器行进过程中通过控制器显示和记录管道内影像的拍摄方式。
功能性缺陷FunctionalDefect导致管道过水断面发生变化，影响畅通性能的缺陷。
结构性缺陷密度StructuralDefectDensity2根据管段结构性缺陷的类型、严重程度和数量，基于平均分值计算得到的管段结构性缺陷长度的相对值。
功能性缺陷密度FunctionalDefectDensity检查井manhole排水管道系统中连接管道以及供维护人员检查、清通和出入管道的附属设施的统称，包括跌水井、水封井、冲洗井、溢流井、闸门井、潮门井、沉泥井等。
3雨水口stormwaterinlet管道排水系统汇集地表水的设施，由进水箅、井身及支管等组成。
分为偏沟式、平篦式和联合式。
EFGKLL iL j—第j处功能性缺陷的长度；MI—管道养护指数；m—检测的管段功能性缺陷数量；4n——检测管段的结构性缺陷数量；P i—第i处结构性缺陷分值；P j—第j处功能性缺陷的分值；S MSTYYY Mβ—功能性缺陷影响系数；3基本规定53.0.1从事市政排水管道检测和评估的单位应具备相应的资质，相关单位在开展工作的过程中进行管道自测可不做资质要求，但检测人员应具备相应的资格。
声呐系统课程设计
声呐系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解声呐系统的基本原理，掌握声波在水中传播的特性。
2. 学生能够描述声呐系统的工作过程，了解声呐在海洋探测中的应用。
3. 学生能够掌握声呐系统参数的计算方法，如声速、距离和方位角的计算。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决声呐系统在实际应用中出现的问题。
2. 学生能够设计简单的声呐系统实验，通过实验验证声呐原理。
3. 学生能够运用声呐系统进行简单的水下目标探测，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习声呐系统，培养对物理学和海洋科学的兴趣，增强探索精神。
2. 学生能够认识到声呐系统在我国海洋事业中的重要性，增强国家意识和国防意识。
3. 学生在团队合作中进行实验和问题讨论，培养沟通协作能力和集体荣誉感。
课程性质分析：本课程为物理学科选修课程，结合了物理学和海洋科学知识，以声呐系统为载体，培养学生的科学素养和实际操作能力。
学生特点分析：高二年级学生具备一定的物理基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，适合开展此类实践性较强的课程。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 鼓励学生积极参与讨论，培养独立思考和解决问题的能力。
3. 强调团队合作，培养学生的沟通协作能力。
二、教学内容1. 声波传播原理：介绍声波在水中传播的特性和规律，引用教材中相关章节，如声波的速度、衰减、反射和折射等。
2. 声呐系统组成：分析声呐系统的各个组成部分，包括发射器、接收器、换能器、信号处理器等，结合教材内容进行讲解。
3. 声呐工作原理：详细阐述声呐系统的工作过程，如发射声波、接收回波、信号处理等，引用教材中相应章节。
4. 声呐系统参数计算：教授声速、距离和方位角等参数的计算方法，结合教材实例进行讲解和练习。
5. 声呐应用案例：介绍声呐在海洋探测、水下考古、渔业资源调查等方面的应用，引用教材中相关案例。
声测管检测基础
国外知名知识库案例那我给你说几个国外知名的知识库案例哈。
一、维基百科（Wikipedia）1. 基本情况。
这可是个超有名的知识库。
它就像是一个超级大的知识百宝箱，全世界各地的人都能往里面放东西或者拿东西呢。
基本上你能想到的任何话题，从超级严肃的量子物理到特别有趣的猫的品种，都能在上面找到相关的知识。
2. 内容来源和管理。
它的内容是由广大的志愿者来编写和编辑的。
这些志愿者就像是一群知识的小蜜蜂，嗡嗡嗡地到处采集知识然后把它们放到维基百科这个大蜂巢里。
不过呢，因为是大家一起弄的，所以有时候也会有一些小错误或者不准确的地方，但是好在有很多人在盯着，一旦发现问题就会去修正。
3. 影响力。
不管是学生写论文，还是普通人想了解点新奇的东西，都会跑到维基百科上去瞅一瞅。
在搜索引擎里一搜，它常常排在很前面呢，就像个知识界的大明星，总是被大家优先关注。
二、Quora（美版知乎）1. 基本情况。
Quora就像是一个超级大的知识交流广场。
大家有什么问题都可以在上面提问，比如说“怎么才能像詹姆斯·邦德那样有魅力”之类的超有趣问题，也有像“如何解决复杂的数学方程”这种很专业的问题。
2. 用户互动。
然后呢，世界各地的人就会来回答这些问题。
回答的人有的是真的专家，就像那些在某个领域钻研了几十年的老教授；也有的就是一些有独特见解的普通人。
大家在回答和评论里还会互相讨论，就像在一个热闹的集市里讨价还价一样，只不过这里讨价还价的是知识和观点。
3. 知识价值。
对于那些想要深入了解某个小众领域或者想听听不同人看法的人来说，Quora简直就是个宝藏。
比如说你想知道在某个偏远国家生活是什么样的，很可能就能在Quora上找到在那里生活过的人的一手经验分享。
三、IMDb（互联网电影资料库）1. 基本情况。
2. 内容丰富度。
你能在上面找到电影的基本信息，比如导演是谁、演员有哪些、什么时候上映的。
还能看到影评，那些影评就像一群电影爱好者在那里叽叽喳喳地讨论这部电影的好坏。
建筑排水管道系统噪声测试方法
建筑排水管道系统噪声测试方法建筑排水管道系统噪声测试方法引言建筑排水管道系统噪声是在建筑物使用中常见的问题之一。
为了确保人们的生活和工作环境不受噪声干扰，对排水管道系统噪声进行测试和评估是必要的。
本文将介绍几种常用的测试方法，以提供一个全面的了解。
A. 声级计测试法1.使用标准的声级计测量噪声水平。
2.将声级计放置在离排水管道系统一定距离的位置，并进行测量。
3.通过记录的数据，可以得出管道系统的噪声水平。
B. 振动测试法1.使用振动测试仪器检测排水管道系统的振动水平。
2.将振动测试仪器放置在管道系统附近，并进行测试。
3.通过记录的数据，可以评估管道系统的振动水平，进而判断噪声情况。
1.利用计算机模拟软件，建立排水管道系统的模型。
2.在模拟软件中设置合适的参数，模拟出管道系统的噪声情况。
3.通过模拟测试，可以预测不同条件下的噪声水平，从而提前采取措施。
D. 实测法1.定期进行实地测量，使用专业的设备对排水管道系统的噪声进行监测。
2.将设备放置在需要测试的位置，进行长时间的监测。
3.通过记录的数据，可以得出管道系统的实际噪声情况。
E. 数据分析法1.收集并整理各种测试方法所获得的数据。
2.进行统计分析，比较不同测试方法所得出的结果。
3.通过数据分析，可以评估不同方法的可行性和准确性。
结论通过以上的测试方法，我们可以对建筑排水管道系统的噪声进行全面的评估和分析。
不同的方法有不同的优势和适用场景，可以根据具体情况来选择合适的测试方法。
同时，综合利用多种方法，可以得到更加准确的测试结果，为解决排水管道系统噪声问题提供科学依据。
1.声室测试是一种通过模拟真实环境的方法来评估管道系统噪声的测试方法。
2.建立一个封闭的声室，模拟管道系统的使用场景，并加入适当的模拟器，如水流模拟器、排气模拟器等。
3.在声室内使用声级计等测试设备，测量管道系统在真实使用环境下产生的噪声水平。
4.通过对比测试结果，可以判断管道系统的噪声情况，并针对性地进行改善措施。
(完整版)水声重点(更新版)
(以下内容来自老师给的 ppt ) 第 1 章 -声纳及声纳方程 声源级 SL 描述主动声纳所发射声信号的强弱：TL 10lg I 1Ir注意： I N 是测量带宽内或 1Hz 频带内的噪声强度。
6、等效平面波混响级 RL 定量描述混响干扰的强弱。
RL 10lg II 07、接收指向性指数 DI R 接收系统抑制背景噪声的能力。
10lg无指向性水听器产生的10lg指向性水听器产生的噪8、检测阈 DT 设备刚好能正常工作所需的处理器输入端的信噪比值 (SNR)。
9、主动声纳方程（噪声背景）SL-2TL+TS ）-（ NL-DI ）＝ DT主动声纳方程（混响背景） ：（SL-2TL+TS ）-RL ＝DT 被动声纳方程1、2、 3、SL 10lg I发射指向性指数 理解 : I r 1SL 传播损失 TL DITP a 4I 是发射器声轴方向上离声源中心 1m 处的声强DI TWm210lg P a170.7710 lg I I DINDSL 10lg P a 170.77 DI T定量描述声波传播一定距离后声强度的衰减变化：4、噪声功率 声功率DT10 lg信号功率 噪声功率DI R目标强度定量描述目标反射本领的大小TS5、（SL-TL）-（NL-DI）＝DT10、回声信号级：SL-2TL+TS加到主动声纳接收换能器上的回声信号的声级噪声掩蔽级：NL-DI+DT工作在噪声干扰中的声纳设备正常工作所需的最低信号级混响掩蔽级：RL+DT工作在混响干扰中的声纳设备正常工作所需的最低信号级回声余量：SL-2TL+TS（- NL-DI+DT）主动声纳回声级超过噪声掩蔽级的数量优质因数：SL（- NL-DI+DT）对于被动声纳，该量规定最大允许单程传播损失；对于主动声纳，当TS=0 时，该量规定了最大允许双程传播损失品质因数：SL-（NL-DI）声纳接收换能器测得的声源级与噪声级之差思考题：1．什么是声纳？声纳可以完成哪些任务？答: 利用水下声信息进行探测、识别、定位、导航和通讯的系统;按照工作方式分类：主动声纳和被动声纳2．主被、动声纳的信息流程有何不同？3．发射指向性指数物理含义是什么？答:1. 在相同距离上，指向性发射器声轴上声级高出无指向性发射器辐射声场声级的分贝数； 2. DIT 越大，声能在声轴方向集中的程度越高；就有利于增加声纳的作用距离。
市政排水管道检测中的声纳成像系统设计
的 市场应 用前景 。
关 键 词 ：市 政 排 水 管 道 ； 声 纳成像技 术 ； 聚 焦换 能器 ； 扫描 管壁 ； 病 症 检 测
｝ 渗
熏 警 ｉ 美
§ 霪 ｌ ＿ Ｉ Ｍｅ ａｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｃｏｎ ｔ ｒ ｏｌ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏｇ ｙ ａｎ ｄ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ｓ
市政排水 管道检测 中的声纳成像系统设计
王 永 涛 ， 朱 琚 ， 李 东明 ， 胡 亚 斌
（ １ ． 中 国地 质 大学 （ 武 汉 ） 自动 化 学 院 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４； ２ ． 湖 北 广播 电视 大 学 电信 学 院 ， 湖 北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ）
摘
要 ：声 纳 成 像 技 术 是 市 政 排 水 管 道 病 症 检 测 中 的 一 种 重 要 检 测 技 术 。研 制 了基 于 脉 冲 回 波 法 的排 水 管 道 声 纳
Ｗａ ｎ ｇ Ｙｏ ｎ ｇ ｔ ａ ｏ ， Ｚ ｈ ｕ Ｊ ｕ ｎ 一， Ｌ ｉ Ｄ ｏ ｎ ｇ ｍｉ ｎ ｇ ， Ｈｕ Ｙａ ｂ ｉ ｎ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｇｅ ｏ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ７ ４， Ｃｈ ｉ ｎ ａ；
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｈ７ ６ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ ＯＩ ： １ ０． １ ６ １ ５ ７ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ２ ５ ８ — ７ ９ ９ ８ ． ２ ０ １ ７ ． Ｏ １ ． ０ ２ ９
侧扫声呐ppt课件
侧扫声呐
通过向侧方发射声波来探知水体、海面 、海底（包括上部地层）声学结构和介
质性质的仪器设备。
3
空气
振 幅
水体 地层
传播时间 t
t
前视声呐发展型号：
前视相干声呐影视资料
主要用于航行安全，水下工程为辅
前视声呐一种：
声学聚焦系统影视资料
主要用于航行安全，水下工程为辅
侧扫声呐主要用于地质调查 研究，可用于海底寻物
T
具有极小的水平波束角（0.5-1.5度）
提高探测分辨率
15
声学设备波束角如何实现
形
成
“月明星稀”的效果，就好象只有一个窄波束了局
部
——实现了较小波束角的目的
强
振
幅
区
16
具有较大的垂向波束角（32度左右）
垂 直 波 束 角
覆盖宽度太小，探测效率低
具有较高的工作频率 （几十KHz——几千KHz）
如何做到？ 人工标注测线号、调查时间（测线开 始前、后标注），每个定标点号等 定标点
定标器（MARK盒）法 GPS
对应一致
记录图谱
定位计算机
定标器
输
出
距离
自 定标 动 定 标
时间 人工 定标 定标
闭塞信号
声呐或记录仪
自动保存测线名、点号、时 间、坐标
数据文件中，每一点都 有位置信息（软件都自 动完成了海底追踪，因 而做到了斜率校正。但 注意：在海底地形复杂 的海底，海底追踪不准， 所以位置信息存在误 差）。
声呐拖体
运动方向
位置1
位置3
海底
井桩
•量程外强反射被接受问题
量程 T
T2
4pin
城镇排水管道检测科普知识
城镇排水管道检测科普知识城镇排水管道检测是确保排水系统正常运行的重要环节，它涉及对管道的内部结构和功能进行检查，以识别存在的问题和隐患。
以下是关于城镇排水管道检测的科普知识：1. 检测目的：排水管道检测的主要目的是评估管道的运行状况，发现潜在的缺陷或堵塞，预防性维护，减少故障的发生，并确保排水系统的正常运行。
2. 检测方法：目视检查法：直接观察管道内部的状况，如发现明显的堵塞或破损。
潜望镜检测：使用带摄像头的潜望镜深入管道，通过实时传输的影像对管道内部进行观察和分析。
声纳检测：利用声波反射原理，通过声纳设备在管道内进行扫描，根据反射回来的声波判断管道状况。
机器人技术：使用配备有传感器和摄像头的机器人进入管道，通过遥控操作进行全方位的检测。
3. 检测内容：管道完整性：检查管道是否有裂缝、变形、腐蚀等现象。
淤积情况：了解管道内部的淤积程度，判断是否需要进行清淤处理。
障碍物：检查管道内是否存在阻碍水流的其他物质。
流动状况：通过检测水流的速度和方向，评估管道的排水能力。
4. 检测结果分析：根据检测结果，分析管道存在的问题和潜在的风险，提出相应的维护或修复建议。
5. 注意事项：在进行管道检测前，应充分了解管道的布局和走向，避免造成不必要的损坏。
确保检测人员的安全，采取必要的安全措施，如佩戴防护装备等。
对于存在有毒有害气体的环境，应使用防爆设备或进行通风处理，以确保安全。
6. 定期检测：为了确保排水管道的长期稳定运行，建议定期进行管道检测，一般可结合城市排水设施的实际情况及维护保养周期进行。
城镇排水管道检测是一项专业性较强的工作，需要专业的技术和设备支持。
通过科学的检测方法和分析手段，可以更好地了解排水管道的运行状况，为维护和管理提供依据。
排水管道电视和声呐检测评估看板式样、记录表、沉积状况纵断面图、缺陷分布图、缺陷图图例、时钟表示法示例
附录A
（规范性）
看板式样
XX路（XX路-XX路）污水管道检测
Wx→WxyΦXXX mm
管道材质：XXX 管道长度：XXm
检测方向：上游至下游或下游至上游
检测人：XXX公司
XXXX年XX月XX日
错误!使用“开始”选项卡将 标准文2
附录B
（规范性）
电视检测记录表
路名（路段）： 管段编号： 管道材质： 接口型式： 管径： 仪器型号： 封堵情况： 天气：
检测单位： 检测者： 检测日期： 校核者： 第 页/共 页
错误!使用“开始”选项卡将 标准文3
附录C
（规范性）
声呐检测记录表
路名（路段）： 管段编号： 管道材质： 接口型式： 管径： 仪器型号： 天气：
检测单位： 检测者： 检测日期： 校核者： 第 页/共 页
错误!使用“开始”选项卡将 标准文
4 附录D
（规范性）
排水管道沉积状况纵断面图
路名（路段）： 管段编号： 断面号：
作业单位： 检测者： 绘图者： 日期：
附录E
（规范性）
排水管道缺陷分布图
C10s43
附录F
（规范性）
管道缺陷图绘制
表D.1管道缺陷图图例
0903
附录G
（规范性）
时钟表示法示例
错误!使用“开始”选项卡将标准文件_文件编号应用于要在此处显示的文字。
排水管道声纳检测基础课程
S W a R T A上海市排水行业协会编制单位：上海市排水行业协会上海乐通管道工程有限公司编制时间： 2007年2月排水管道声纳检测基础课程培训对象：新员工、排水管道声纳检测队伍的领导/项目经理/班组长/质量管理者、缺乏排水管道声纳检测经验的从业者。
培训目的：为从业者提供学习排水管道声纳检测的重要特点和主要技术，推广声纳检测在排水管道日常养护中的应用。
培训内容：①声纳及声纳检测的常识；②声纳检测在排水管道养护中的作用、重要性及上海排水管道声纳检测现状；③《上海市公共排水管道电视和声纳检测评估技术规程》中“声纳检测”部分；④排水管道声纳检测工程中的技术及安全操作要领；⑤排水管道声纳检测影像判读；⑥排水管道声纳检测的评估报告。
时间安排：本培训课程预计安排的时间为一天，一天内各时间段的详细培训计划和内容安排如下表所示。
培训前的准备1．培训教室内应有投影墙或幕布，投影机一台及所有连接线，若干的三相电源插座。
2．培训前应准备声纳检测设备及其附带的所有附属设备，如软件光盘等。
3．准备一套专用的模拟排水管道及井的水容器（如下图样式），如没有该容器可使用直径适当深度不小于80厘米的圆形容器。
4．授课老师应准备足够的声纳检测影像数据。
5．参加培训的学员应带《上海市公共排水管道电视和声纳检测评估技术规程》。
6．由于本次培训是结合部分实际操作来开展授课，因此参加培训的学员应尽可能地带一部笔记本电脑。
声纳管道内壁检测系统使用彩色视频摄像是检测地下管线的一种有效手段。
摄像头安装在带有动力的牵引车上，并在管道中移动来检测管道。
在污水管道检测中，如果管道中充满水，那么管道中的能见度几乎为零，所以采用摄像头进行检测需要排干污水进行检测。
然而，声纳管道内壁检测仪可以将传感器头侵入水中进行检测。
和采用摄像头向前检测不同，声纳系统采用一个恰当的角度对管道侧面进行检测，声纳头快速旋转并显示一个管道的横断面图。
检测仪向外发射声纳信号，被管壁返回。
声呐系统课程设计方案模板
一、课程概述课程名称：声呐系统原理与应用课程性质：专业基础课程课程目标：1. 理解声呐系统的基本原理和组成。
2. 掌握声呐信号处理的基本方法。
3. 学会声呐系统的设计、调试和维护。
4. 培养学生的创新能力和实际操作能力。
课程内容：1. 声呐系统概述2. 声呐信号的产生与接收3. 声呐信号处理技术4. 声呐系统设计5. 声呐系统应用案例二、教学大纲模块一：声呐系统概述- 声呐技术发展历程- 声呐系统组成及工作原理- 声呐系统的分类和应用领域模块二：声呐信号的产生与接收- 声呐换能器原理- 声呐信号调制与解调- 声呐接收系统的设计模块三：声呐信号处理技术- 声呐信号分析基础- 声呐信号去噪与增强- 声呐信号识别与分类模块四：声呐系统设计- 声呐系统硬件设计- 声呐系统软件设计- 声呐系统测试与验证模块五：声呐系统应用案例- 水下探测应用- 水文测量应用- 水下通信应用三、教学方法与手段教学方法：1. 讲授法：系统讲解声呐系统基本原理和设计方法。
2. 案例分析法：通过实际案例分析，加深学生对声呐系统的理解。
3. 实验教学法：通过实验操作，提高学生的实践能力。
4. 讨论法：鼓励学生积极参与讨论，培养团队合作精神。
教学手段：1. 多媒体课件：利用多媒体课件进行教学，提高教学效果。
2. 实验设备：提供完善的实验设备，保证实验顺利进行。
3. 教学参考书：推荐相关教材和参考书籍，供学生自学和复习。
4. 网络资源：利用网络资源，拓宽学生知识面。
四、教学评价评价方式：1. 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况等。
2. 期中考试：考查学生对声呐系统基本原理和设计方法的掌握程度。
3. 期末考试：全面考查学生对声呐系统的理解和应用能力。
4. 实验报告：考查学生的实验操作能力和问题解决能力。
评价标准：1. 理论知识掌握程度。
2. 实践操作能力。
3. 创新能力和团队协作能力。
4. 综合素质。
五、教学进度安排教学周次 | 教学内容 | 教学活动------- | -------- | --------1-2周 | 声呐系统概述 | 讲授法、案例分析3-4周 | 声呐信号的产生与接收 | 讲授法、实验教学法5-6周 | 声呐信号处理技术 | 讲授法、讨论法7-8周 | 声呐系统设计 | 讲授法、实验教学法9-10周 | 声呐系统应用案例 | 讲授法、讨论法11-12周 | 期末复习与考试 | 复习、考试六、教学资源教材：1. 《声呐系统原理与应用》2. 《声呐信号处理技术》参考书籍：1. 《水下声学》2. 《信号与系统》实验设备：1. 声呐换能器2. 声呐接收系统3. 信号处理设备网络资源：1. 声呐技术相关网站2. 学术论文数据库通过以上设计方案，旨在使学生全面掌握声呐系统的理论知识，提高实践操作能力，为未来从事相关领域的工作打下坚实基础。
城镇排水管道声纳检测管理办法
城镇排水管道声纳检测管理办法5.1 一般规定5.1.1 水吸收声纳波的能力很差，利用水和其它物质对声波的吸收能力不同，主动声纳装置向水中发射声波，通过接收水下物体的反射回波发现目标，目标距离可通过发射脉冲和回波到达的时间差进行测算，经计算机处理后，形成管道的横断面图，可直观了解管道内壁及沉积的概况。
声纳检测的必要条件是管道内应有足够的水深，300mm的水深是设备淹没在水下的最低要求。
《城镇排水管渠与泵站维护技术规程》CJJ/T68第3.3.11条也规定，“采用声纳检测时，管内水深不宜小于300mm”。
5.2检测设备5.2.1为了保证声纳设备的检测效果，检测时设备应保持正确的方位。
“不易滚动或倾斜”是指探头的承载设备应具有足够的稳定性。
5.2.2 声纳系统包括水下探头、连接电缆和带显示器声纳处理器。
探头可安装在爬行器、牵引车或漂浮筏上，使其在管道内移动，连续采集信号。
每一个发射/接收周期采样250点，每一个360度旋转执行400个周期。
探头的行进速度不宜超过0.1m/s。
用于管道检测的声纳解析能力强，检测系统的角解析度为0.9度(1密位)，即该系统将一次检测的一个循环（圆周）分为400密位；而每密位又可分解成250个单位；因此，在125mm的管径上，解析度为0.5mm，而在直径达3m的上限也可测得12mm的解析度。
5.2.3 倾斜和滚动传感器校准在±45°范围内，如果超过这个范围所得读数将不可靠。
在安装声纳设备时应严格按照要求，否则会造成被检测的管道图像颠倒。
5.3 检测方法5.3.1声纳检测是以水为介质，声波在不同的水质中传播速度不同，反射回来所显示的距离也不同。
故在检测前，应从被检管道中取水样，根据测得的实际声波速度对系统进行校准。
5.3.2 探头的推进方向除了行进阻力有差别外，顺流行进与逆流行进相比，更易于使探头处于中间位置，故规定“宜与水流方向一致”。
5.3.3探头扫描的起始位置应设置在管口，将计数器归零。
声呐检测管道施工方案
声呐检测管道施工方案1. 简介声呐检测是一种非破坏性检测方法，利用超声波在管道内进行传播和反射，来检测管道壁面的缺陷和其他异常情况。
本文档将介绍声呐检测在管道施工中的方案和注意事项。
2. 方案概述声呐检测管道施工方案主要包括以下几个步骤：2.1 施工准备在进行声呐检测之前，需要对管道施工进行准备工作。
首先，需要制定管道施工计划，并明确施工队伍的职责和任务。
其次，需要准备声呐检测设备和工具，并进行检测设备的校准和调试工作。
2.2 检测目标确定在施工过程中，需要确定声呐检测的目标，即需要检测的管道部位。
一般来说，声呐检测主要应用于新建管道、管道接口和管道修复部位。
2.3 检测操作步骤实施声呐检测需要遵循以下步骤：1.清洁管道表面：在进行声呐检测之前，需要清洁管道表面，以便更好地接收和发送超声波信号。
使用刷子或清洁剂进行清洁。
2.安装传感器：将声呐检测设备的传感器安装在要检测的管道表面上。
传感器与管道表面应紧密贴合。
3.参数设置：根据管道的材质和尺寸，设置声呐检测设备的相关参数，如频率、波速等。
4.开始检测：打开声呐检测设备的电源，开始进行检测。
设备会发送超声波信号，然后接收并记录回波信号。
5.数据分析：将检测得到的回波信号进行数据分析，判断管道壁面是否存在缺陷以及缺陷的位置和大小等信息。
2.4 报告编制根据声呐检测的结果，编制检测报告。
报告应包括以下内容：•检测目标和方法•检测得到的数据和分析结果•缺陷的位置、大小和严重程度•建议的修复措施和施工建议3. 注意事项在进行声呐检测管道施工时，需要注意以下几点：1.安全措施：在进行声呐检测之前，必须确保施工现场的安全。
操作人员应穿戴好个人防护装备，并遵循相关的安全操作规程。
2.检测条件：声呐检测的效果受到多种因素的影响，如周围环境的噪声、温度和湿度等。
施工人员应选择合适的检测时间和环境条件，以获得准确可靠的检测结果。
3.设备维护：定期对声呐检测设备进行维护和检修工作，确保其正常工作。
管道3D声呐-沉积物检测仪-在城市排水管道检测中的应用
摘要：SD3831B3D管道声呐-流动性稀泥_沉积物检测仪是深圳市施罗德公司研制生产的一套排水管道三维检测成像设备。
该套设备具有管道内水下声呐环扫，2D成像、3D成像、管道直径识别、稀泥顶部深度识别、硬质沉积物厚度识别、自动间隔抓拍图片、全程录像等功能。
声呐3D数据回放：管道轮廓成像、3D图像任意旋转、透视、缩放。
可用于判断管道变形、孔洞、支管、稀泥及硬质沉积物厚度。
该设备安装有前置广角摄像头，可以观测水面以上的管道影像。
可进行视频录像、缺陷分析。
一．引言城市排水管道包括雨水、污水及雨污同流管道。
当排水管道的水深超过50%或水深超过300mm时，将采用声呐检测仪进行管道检测。
声呐检测的一个重要内容是：检测管道内的淤积状况。
在雨水季节为了避免城市水涝，对于积水的管道，要进行清淤作业（见图1）。
清淤之后需对施工的效果进行声呐检测。
声呐检测的结果常常出现：沉积物的厚道超过了30%，甚至超过了50%，见图2、图3。
于是水务部门对声呐的检测结果产生了怀疑。
用人工在检查井口取样，只采集到少量的泥沙。
管道内无法进行人工取样，不能够证实声呐的检测结论。
因此专家们怀疑管道内有较深的可流动性稀泥，在稀泥下部有一定量的硬质沉积物。
需要研制一款检测设备，既能够检测到稀泥的顶部深度，又能够检测到稀泥下部的沉积物厚度。
理论上轻质水与浑浊的稀泥之间存在不同介质的介面，声呐可以反射这个介面。
在稀泥的下部与硬质沉积物上面，拖曳一个探头，用于检测硬质沉积物至管底的厚度。
见图4所示。
图1清淤作业图2声呐解释沉积厚度：316mm图3声呐解释沉积厚度：700mm图4排水管道截面示意图（1）管壁（2）污水（3）流动性稀泥（4）沉积物（5）漂浮筏（6）摄像头（7）声呐头（8）高精度探测器（9）污水与稀泥界面（10）稀泥与沉积物界面二．管道声纳检测仪SD3831B简介管道声纳检测仪SD3831B型3D声呐-流动性稀泥_沉积物检测仪主要由：漂浮筏、摄像头、声呐头、控制电路箱、拖曳传感器等部件构成。
声呐检测系统在排水管道淤积调查中的应用
第４３卷第８期２０２０年８月测绘与空间地理信息ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ＳＰＡＴＩＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ.４３ꎬＮｏ.８Ａｕｇ.ꎬ２０２０收稿日期:２０１９－０２－２６作者简介:张云霞(１９８７－)ꎬ男ꎬ湖北天门人ꎬ工程师ꎬ注册测绘师ꎬ硕士ꎬ２０１４年毕业于中国地质大学(武汉)地球探测与信息技术专业ꎬ主要从事城市地下管线探测和检测方面的应用研究工作ꎮ声呐检测系统在排水管道淤积调查中的应用张云霞１ꎬ吴㊀嵩１ꎬ李㊀翅１ꎬ杨文海２ꎬ钟㊀青１ꎬ刘传逢１(１.武汉市测绘研究院ꎬ湖北武汉４３００２２ꎻ２.武汉市勘察设计有限公司ꎬ湖北武汉４３００２２)摘要:城市排水管道担负着城市排涝除渍㊁治污环保的职能ꎬ排水管道淤积极易导致严重内涝ꎮ声呐探测系统通过声呐探头发射声波和接收反射回波判断管道断面的管径㊁沉积物形状和变形范围ꎬ适用于充满度高的污水管道ꎮ通过采用声呐检测系统调查污水管道冒溢原因ꎬ管道淤积检测结果与人工量测埋深结果一致ꎬ并利用管道沉积状况纵断面图估算管道淤积量ꎮ由于其具有检测简单㊁成本低㊁效果好等优点ꎬ可有效指导和评估日常管道疏捞养护工作ꎮ关键词:声呐检测ꎻ排水管道ꎻ淤积沉降中图分类号:Ｐ２５ꎻＴＢ２２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１６７２－５８６７(２０２０)０８－０２１６－０３ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｏｎａｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｉｎＤｒａｉｎａｇｅＰｉｐｅｌｉｎｅＳｅｄｉｍｅｎｔＳｕｒｖｅｙＺＨＡＮＧＹｕｎｘｉａ１ꎬＷＵＳｏｎｇ１ꎬＬＩＣｈｉ１ꎬＹＡＮＧＷｅｎｈａｉ２ꎬＺＨＯＮＧＱｉｎｇ１ꎬＬＩＵＣｈｕａｎｆｅｎｇ１(１.ＷｕｈａｎＧｅｏｍａｔｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＷｕｈａｎ４３００２２ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＷｕｈａｎＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＳｕｒｖｅｙｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＷｕｈａｎ４３００２２ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｕｒｂａｎｄｒａｉｎａｇｅｐｉｐｅｌｉｎｅｉｓｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｆｏｒｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇꎬｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌꎬａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏ￣ｔｅｃｔｉｏｎ.Ｔｈｅｂｌｏｃｋｅｄｄｒａｉｎａｇｅｐｉｐｅｌｉｎｅｉｓｐｒｏｎｅｔｏｃａｕｓｅｓｅｒｉｏｕｓｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ.Ｔｈｅｓｏｎａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｃａｎｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｄｒａｉｎａｇｅｐｉｐｅｌｉｎｅｄｉａｍｅｔｅｒꎬｓｅｄｉｍｅｎｔｓｈａｐｅꎬａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒａｎｇｅｂｙｅｍｉｔｔｉｎｇｓｏｕｎｄｗａｖｅｓａｎｄｒｅｃｅｉｖｉｎｇｒｅｆｌｅｃｔｅｄｅｃｈｏｅｓｔｈｒｏｕｇｈｓｏｎａｒｓｅｎ￣ｓｏｒꎬｗｈｉｃｈｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｈｉｇｈ－ｆｉｌｌｅｄｓｅｗｅｒｌｉｎｅｓ.Ｔｈｅｓｏｎａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｃａｕｓｅｏｆｏｖｅｒｆｌｏｗｏｆｓｅｗｅｒｌｉｎｅｓ.Ｔｈｅｓｅｄｉｍｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｂｙｓｏｎａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｂｙｍａｎｕａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ.Ａｎｄꎬｔｈｅｓｅｄｉ￣ｍｅｎｔｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｓｅｗｅｒｌｉｎｅｓｉｓｅｓｔｉｍａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｐｒｏｆｉｌｅｄｉａｇｒａｍｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｓｔａｔｅ.Ｔｈｅｓｏｎａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｉｍｐｌｅｕｓｅꎬｌｏｗｃｏｓｔꎬａｎｄｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔꎬｗｈｉｃｈｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｇｕｉｄｅａｎｄｅｖａｌｕａｔｅｄａｉｌｙｄｒａｉｎａｇｅｐｉｐｅｌｉｎｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｏｎａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻｄｒａｉｎａｇｅｐｉｐｅｌｉｎｅꎻｓｅｄｉｍｅｎｔｓｕｂｓｉｄｅ０㊀引㊀言城市地下排水管网是城市的重要基础设施ꎬ担负着城市排涝除渍㊁治污环保的职能ꎮ排水管道淤积造成排水管道功能的下降ꎬ在雨季时极易引发内涝ꎬ给人民的生命和财产安全带来极大威胁ꎮ常规的淤积调查工作通过量测杆仅对排水管道检查井口进行测量ꎬ无法提供管道内部淤积数据ꎮ如何提供排水管道准确的淤积数据ꎬ估算淤积工作量ꎬ有效的指导和评估日常疏捞工作成为城市排水管理部门的难题ꎮ声呐检测系统通过声呐探头在管道内快速旋转并向外发射声呐信号对管道内侧扫描ꎬ然后接收被管壁或管中物体反射的信号ꎬ经计算处理后形成二维管壁横截面图像ꎬ可用于判断管线断面的管径㊁沉积物形状和其变形范围ꎬ具有检测简单㊁成本低㊁效果好等优点[１]ꎮ本文首先介绍排水管道声呐检测系统原理和技术方案ꎬ并应用声呐检测系统调查污水管道冒溢原因ꎬ管道淤积结果与人工量测埋深结果一致ꎬ并利用管道沉积状况纵断面图估算管道淤积量ꎬ可有效指导和评估日常管道疏捞养护工作ꎮ１㊀声呐检测系统排水管道声呐检测系统由控制系统㊁线缆盘㊁声呐探头和声呐数据处理软件四部分组成ꎬ如图１所示ꎮ将声呐探头置于漂浮装置中ꎬ通过牵引绳牵引漂浮装置沿管道水流方向缓慢向前推进ꎬ可以获得一系列管道的声呐横截面图像ꎬ通过分析声呐图像可以判定管道内部的沉积㊁凝结物或管壁的结构性病害ꎮ图１㊀排水管道声呐检测示意图Ｆｉｇ.１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｄｒａｉｎａｇｅ㊀㊀㊀㊀ｐｉｐｅｌｉｎｅｓｏｎａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎ排水管道声呐检测系统以脉冲反射波为基础ꎬ声呐探头装置装有步进电机和换能器ꎬ利用步进电机带动换能器在排水管道中３６０ʎ旋转并垂直管壁连续发射定向脉冲ꎬ同时接收管壁的反射波ꎬ反射波的传播时间和幅度被测量并记录下来[２]ꎮ声呐检测利用声波在水下传播并接收回波成像ꎬ由于声呐探头具备一定体积ꎬ管道内水深应至少为３００ｍｍꎬ水位越高越能反映管道内部状况ꎮ当排水管道淤积严重时ꎬ将导致声呐探头无法正常前行ꎬ同时声波受到干扰或遮盖ꎬ将无法获取管壁形状和距离信息ꎬ应终止检测ꎮ«城镇排水管道检测技术规程»(ＣＪＪ１８１ ２０１２)[３]从声呐检测使用条件㊁检测设备㊁检测方法㊁轮廓判断等方面规定了相关行业标准ꎮ孙跃平[４]提出了一套详细的管道功能状况声呐检测技术方案:检测准备 检测设备配备 实施声呐检测 管道轮廓判读ꎮ２㊀声呐检测实例武汉市某区一条管径为１５００ｍｍ和１８００ｍｍ污水主干管道ꎬ日常为高水位运行状态ꎬ雨季时该条污水管道某处检查井常出现冒溢ꎬ推测该条污水管道部分管段淤积严重导致管道堵塞ꎮ由于该条污水主干管道采用非开挖施工技术ꎬ检查井井室较大ꎬ最大埋深近８ｍꎮ采用量深杆量测方法仅能提供检查井底淤积数据ꎬ而无法获取管道内部淤积数据对管道功能性状况进行有效评估ꎮ声呐检测系统适用于水充满度高的污水管道ꎬ采用高压水枪穿线㊁人工牵引声呐探头方法对该条污水管道进行声呐检测ꎬ完成污水管道声呐检测２７段ꎬ共１.８４ｋｍꎮ满水条件下管段Ｗ２５ Ｗ２６在距离９.４０ｍ处的声呐检测原始轮廓如图２(ａ)所示ꎬ似圆形曲线为声呐探头实测管道内部轮廓ꎬ轮廓曲线内部青色小圆圈为声呐探头ꎬ转角和倾角数据显示此时声呐探头的工作状态ꎮ图２(ｂ)中大圆圈为声呐数据处理软件根据已知管径信息拟合出的管道轮廓曲线ꎬ通过进行匹配ꎬ管道上部实测轮廓曲线与拟合轮廓曲线一致ꎻ由于管道底部存在淤积导致管道下部实测轮廓曲线与拟合轮廓曲线不一致ꎬ管底不规则曲线反映管道底部淤积的存在状况ꎬ通过声呐数据处理软件可拟合出该位置的淤积宽度和深度分别为１００９ｍｍ和１５５ｍｍꎮ管段Ｗ２５ Ｗ２６沉积状况纵断面如图３所示ꎬ采样点间距约为２ｍꎬ淤积曲线完整地反映了管段的沉积状图２㊀满水条件下声呐检测轮廓图Ｆｉｇ.２㊀Ｓｏｎａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅｕｎｄｅｒｆｕｌｌｗａｔｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎ况ꎮ由于污水管道满水ꎬ管内水位线与管顶线重合ꎬ虚线所示允许淤积深度线为管径１/５高度线ꎬ利用每处采样点淤泥积深进行积分求和估算出该段污水管道的淤积量ꎮ图３㊀污水管道沉积状况纵断面图Ｆｉｇ.３㊀Ｐｒｏｆｉｌｅｄｉａｇｒａｍｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｓｔａｔｅｉｎｓｅｗｅｒｌｉｎｅ被检测污水管道的总体结构性状况为无明显缺陷ꎬ结构状况基本不受影响ꎮ根据«城镇排水管道检测技术规程»(ＣＪＪ１８１ ２０１２)[２]ꎬ声呐轮廓图不应作为结构性缺陷的最终评判依据ꎬ应采用电视检测方式予以核实或以其他方式检测评估ꎮ如图４所示ꎬ选取管段最大淤积深度进行管道功能性状况评估ꎬ管道总体功能性状况为缺陷等级为Ⅰ(沉积物厚度为管径的２０％ ３０％)的２５处管段过流有一定的受阻ꎬ运行受影响不大ꎬ没有必要立即进行处理ꎬ但应安排处理计划ꎻ缺陷等级为Ⅱ(沉积物厚度为管径的３０％ ４０％)的２处管段管道过流受阻比较严重ꎬ运行受到影响ꎬ应根据基础数据进行全面考虑ꎬ尽快进行处理ꎮ图４㊀污水管道最大淤积深度及对应缺陷等级分布图Ｆｉｇ.４㊀Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｍａｘｉｍｕｍｓｅｄｉｍｅｎｔｄｅｐｔｈ㊀㊀㊀㊀ａｎｄｉｔｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｄｅｆｅｃｔｇｒａｄｅ采用量深杆初测检查井高程时ꎬ发现Ｗ２６检查井底７１２第８期张云霞等:声呐检测系统在排水管道淤积调查中的应用高程较上下游两处检查井Ｗ２５㊁Ｗ２７各低约０.５ｍꎮ考虑检查井井室大㊁井底淤泥和污水流速大等影响因素ꎬ量深杆初测高程数据具有一定误差ꎬ在保障人身安全情况下ꎬ由潜水员下井对Ｗ２５ Ｗ２７３处检查井高程数据进行复核ꎮＷ２５㊁Ｗ２６和Ｗ２７的地面高程㊁进水管底高程㊁井底高程㊁出水管底高程见表１ꎬ并绘制Ｗ２５ Ｗ２７管段剖面示意图ꎬ如图５所示ꎮ表１㊀污水井高程量测表Ｔａｂ.１㊀Ｄｒａｉｎｗｅｌｌｈｅｉｇｈｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄｉａｇｒａｍ井编号地面高程设计标高进水管底高程井底高程出水管底高程Ｗ２５２２.２０１５.３８１５.３９１５.３６１５.３０Ｗ２６２２.０８１５.３４１４.８８１４.７４１４.３６Ｗ２７２２.４９１５.２６１５.２１１５.１７１５.０８图５㊀Ｗ２５ Ｗ２７管段剖面示意图Ｆｉｇ.５㊀ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆＷ２５ Ｗ２７ｓｅｃｔｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅ㊀㊀污水管道在检查井Ｗ２６处高程呈现凹型异常ꎬ污水中的悬浮物质易在Ｗ２５ Ｗ２６和Ｗ２６ Ｗ２７两处管段沉淀淤积ꎬ最后导致管道堵塞ꎬ这与声呐检测结果两处管段较大淤泥深度一致ꎮＷ２６检查井出水管底高程比井底高程低约４０ｃｍꎬ据设计资料检查井Ｗ２６的设计高程为１５.３４ｍꎬＷ２６的进水管底高程㊁井底高程㊁出水管底高程比设计高程分别低４６ｃｍ㊁６０ｃｍ㊁９８ｃｍꎮＷ２６检查井出水管底高程比Ｗ２７检查井进水管底高程低８５ｃｍꎬ发生倒坡而无法重力自流ꎮ由于Ｗ２５ Ｗ２６ Ｗ２７管段地理位置临近湖边ꎬ岩土勘察资料显示污水管道所处埋深范围为软土地基ꎬ推断Ｗ２６检查井室及相邻连接管段均发生局部纵向沉降[５ꎬ６]ꎮ结合污水管道声呐检测现场情况ꎬ分析导致管道淤积其他原因:该条污水管道沿线周围有较多施工工地ꎬ调查时发现部分施工工地将未经沉淀处理的泥浆水排入该条污水管道ꎬ泥沙㊁水泥浆等在管道中淤积导致清疏困难ꎬ管道逐步堵塞ꎻ污水管道是用来收集和输送各类建筑物内人们生活㊁生产排放的污水ꎬ沿线住宅区域或单位工作区域居民将生活垃圾如衣服㊁塑料袋等ꎬ冲进污水管道内造成堵塞ꎻ由于该条污水管道埋深较深ꎬ人力㊁物力㊁财力不足难以保证定期疏浚ꎬ容易造成沉积引起管道堵塞ꎮ㊀㊀加之有雨水篦混接接入该条污水管道ꎬ雨季时雨水通过雨水篦排入污水管道ꎬ一方面使污水处理厂超负荷运转ꎻ另一方面由于污水管道淤积导致排水不畅极易引发检查井冒溢ꎮ３㊀结束语本文介绍了声呐检测系统原理和技术方案ꎬ并应用声呐检测系统分析污水管道冒溢原因ꎬ利用声呐图像能够准确测量管道内部淤积情况ꎬ可根据管道沉积状况纵断面图估算管道淤积量ꎮ该检测技术具有检测简单㊁成本低㊁效果好等优点ꎬ可有效地指导和评估日常管道疏捞养护工作ꎮ参考文献:[１]㊀严敏ꎬ高乃云.现代排水管道检测技术[Ｊ].给水排水ꎬ２００７ꎬ３３(１):１１０－１１２.[２]㊀王永涛ꎬ朱珺ꎬ李东明ꎬ等.市政排水管道检测中的声呐成像系统设计[Ｊ].电子技术应用ꎬ２０１７ꎬ４３(１):１１１－１１３.[３]㊀王和平ꎬ安关峰ꎬ谢广永.«城镇排水管道检测与评估技术规程»(ＣＪＪ１８１－２０１２)解读[Ｊ].给水排水ꎬ２０１４ꎬ５０(２):１２４－１２７.[４]㊀孙跃平.一种管道功能状况的声呐检测方法(ＣＮ１０２１２８３５１Ａ)[Ｐ].２０１１－０７－２０.[５]㊀郭连营ꎬ孙杰.软土地基混凝土排水管道常见问题及解决措施[Ｊ].中国给水排水ꎬ２０１３ꎬ２９(６):１０６－１０８.[６]㊀何士忠ꎬ温汝青ꎬ崔婧ꎬ等.浅谈软土地基中排水管道系统的设计要点[Ｊ].给水排水ꎬ２０１５ꎬ５１(７):９０－９２.[编辑:张㊀曦](上接第２１５页)性ꎮ自动化过程是工程测量的必要工作ꎬ从本文的应用案例来看ꎬ利用软件检查ＲＴＫ观测数据质量ꎬ不仅提高了效率ꎬ而且精度和数据质量也满足工程的要求ꎮ参考文献:[１]㊀雷喜才.ＧＰＳＲＴＫ技术在工程测量中的应用[Ｊ].测绘与空间地理新息ꎬ２０１０ꎬ３３(３):１３５－１３６ꎬ１３９.[２]㊀刘晖ꎬ时晓燕ꎬ杨沾吉ꎬ等.深圳市连续运行卫星定位服务系统的建立与试验[Ｊ].测绘通报ꎬ２００３(９):３３－３６.[３]㊀曾泽前.基于网络ＲＴＫ技术的福州城市工程测量技术研究[Ｊ].测绘与空间地理信息ꎬ２０１３ꎬ３６(１０):９６－９９.[４]㊀吴北平.ＧＰＳ网络ＲＴＫ定位原理与数学模型研究[Ｄ].北京:中国地质大学ꎬ２００３.[编辑:张㊀曦]８１２㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀测绘与空间地理信息㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年。
基于声纳检测的排水管道三维成像方法研究
基于声纳检测的排水管道三维成像方法研究摘要：传统的二维声纳图像很难直观地呈现管道缺陷的分布情况，而三维成像方法可弥补二维图像不足，提高缺陷检测效果。
本文提出一种实用管道三维成像方法，详细阐述了图像预处理、边缘检测、圆心检测以及三维可视化原理，并对工程现场排水管道进行实验。
实验表明，该方法可以清晰地显示管道及其内部状况，为市政排水管网的维护提供了高效检测手段。
关键词：声纳检测、边缘检测、VTK1.引言城市排水管网是城市最重要基础设施之一，承担着城市污水、雨水排放的重要功能。
如长期不加以检测和维护，会产生堵塞、变形、渗漏以及腐蚀等问题，影响排水功能，甚至会造成路面积水及坍塌，对城市交通及其他管道的使用造成极大的影响。
因此，排水管网的定期检测与维护可以延长管道寿命，保障排水管网正常运行。
目前，常用的排水管网检测方法主要有管道闭路电视内窥检测、声纳检测以及潜望镜等检测手段【1】。
在众多检测手段中，声纳检测可实现不断流检测，因此在管道检测中使用广泛【2】。
但声纳图像三维成像技术可直观发现察管道中缺陷分布情况，提高检测效率。
2.声纳三维成像原理声纳检测方法通过换能器向管道中发射高频超声波，声波在遇到障碍物或者管壁后会发生反射，通过接收反射信号传播时间和幅值即可获得超声波传播方向上管道状况。
当发射信号沿管道旋转一周后，即可获得管道截面处的超声回波能量分布图。
同时进行周向扫描和径向扫描，从而获得前进方向上的一系列管道断面声纳图像。
图1为实现管道三维成像的流程图。
图1 三维成像流程图2.1图像预处理声纳图像是声纳回波信号的幅值图像，由于声纳在传播过程中衰减，声纳图像易受噪声干扰，且对比度不高。
因此，图像需进行预处理，减小噪声，增强对比度是提高三维成像质量的重要保障。
首先对声纳图像进行去噪，为防止去除噪声时削弱图像边缘，采用双边滤波既可保持边界清晰又可去除噪声【3】。
双边滤波数学表达如式（1）所示（1）其中，为滤波后的图像，为原始图像，x为当前滤波像素点索引，是以x为中心的窗，fr 为灰度值相似性核函数，gs为空间核函数，通常选高斯函数作为核函数。
声呐系统课程设计书
声呐系统课程设计书一、教学目标本课程旨在让学生了解声呐系统的基本原理、应用领域和发展趋势，掌握声呐系统的基本构成、工作原理和操作方法。
通过本课程的学习，学生将能够：1.描述声呐系统的基本构成和原理；2.分析声呐系统在不同领域的应用；3.操作声呐系统进行目标探测和距离测量；4.探讨声呐技术的未来发展。
二、教学内容本课程的教学内容分为五个部分：1.声呐系统概述：介绍声呐系统的定义、分类和基本原理；2.声呐系统构成：讲解声呐系统的主要组成部分及其功能；3.声呐系统应用：分析声呐系统在军事、海洋、水下探险等领域的应用；4.声呐系统操作：教授声呐系统的操作方法和技术要点；5.声呐技术发展：探讨声呐技术的未来发展趋势。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括：1.讲授法：讲解声呐系统的相关概念、原理和应用；2.案例分析法：分析典型声呐系统应用案例，提高学生的实际应用能力；3.实验法：学生进行声呐系统实验，培养学生的动手操作能力；4.讨论法：鼓励学生就声呐技术的发展趋势展开讨论，提升学生的思辨能力。
四、教学资源为实现课程目标，教师需准备以下教学资源：1.教材：声呐系统相关教材，为学生提供系统性的理论知识；2.参考书：推荐学生阅读相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作课件、演示视频等，增强课堂教学的趣味性和直观性；4.实验设备：准备声呐系统实验所需的设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，占总评的20%；2.作业：评估学生完成作业的质量和速度，占总评的30%；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和分析能力，占总评的20%；4.期末考试：评估学生对课程知识的掌握程度，占总评的30%。
六、教学安排本课程的教学安排如下：1.教学进度：按照教材章节顺序进行教学，确保每个章节都有足够的教学时间；2.教学时间：每周安排2课时，共10周完成本课程的教学；3.教学地点：教室和实验室相结合，为学生提供实践操作的机会。
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S W a R T A上海市排水行业协会编制单位：上海市排水行业协会上海乐通管道工程有限公司编制时间：2007年2月排水管道声纳检测基础课程培训对象：新员工、排水管道声纳检测队伍的领导/项目经理/班组长/质量管理者、缺乏排水管道声纳检测经验的从业者。
培训目的：为从业者提供学习排水管道声纳检测的重要特点和主要技术，推广声纳检测在排水管道日常养护中的应用。
培训内容：①声纳及声纳检测的常识；②声纳检测在排水管道养护中的作用、重要性及上海排水管道声纳检测现状；③《上海市公共排水管道电视和声纳检测评估技术规程》中“声纳检测”部分；④排水管道声纳检测工程中的技术及安全操作要领；⑤排水管道声纳检测影像判读；⑥排水管道声纳检测的评估报告。
时间安排：本培训课程预计安排的时间为一天，一天内各时间段的详细培训计划和内容安排如下表所示。
培训前的准备1．培训教室内应有投影墙或幕布，投影机一台及所有连接线，若干的三相电源插座。
2．培训前应准备声纳检测设备及其附带的所有附属设备，如软件光盘等。
3．准备一套专用的模拟排水管道及井的水容器（如下图样式），如没有该容器可使用直径适当深度不小于80厘米的圆形容器。
4．授课老师应准备足够的声纳检测影像数据。
5．参加培训的学员应带《上海市公共排水管道电视和声纳检测评估技术规程》。
6．由于本次培训是结合部分实际操作来开展授课，因此参加培训的学员应尽可能地带一部笔记本电脑。
声纳管道内壁检测系统使用彩色视频摄像是检测地下管线的一种有效手段。
摄像头安装在带有动力的牵引车上，并在管道中移动来检测管道。
在污水管道检测中，如果管道中充满水，那么管道中的能见度几乎为零，所以采用摄像头进行检测需要排干污水进行检测。
然而，声纳管道内壁检测仪可以将传感器头侵入水中进行检测。
和采用摄像头向前检测不同，声纳系统采用一个恰当的角度对管道侧面进行检测，声纳头快速旋转并显示一个管道的横断面图。
检测仪向外发射声纳信号，被管壁返回。
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（软或硬），默认的“彩虹”颜色方案，使用红色表示强信号，使用蓝色表示弱信号，中间色表示不同强度信号。
因为声纳头旋转一周仅需1秒时间，正确的检测方法需要慢慢移动通过管道。
根据要求检测的管道管径以及故障点的不同，检测仪在管道内的移动速度是不同的，也就是说检测仪扫描的螺旋的间距是不同的。
对一个给定的范围，检测仪将均匀采样250点，并且扫描间距也是固定的，也就是说对250mm范围，在显示器上的点距是1mm。
声纳头发射出的声波是一个顶角为1.1°的圆锥型波，因此声纳对管道内壁检测的区域也就是固定的。
针对250mm管道，声波覆盖在管道内壁弧长为4.8mm，对3m管道，声波在管道内壁覆煉弧长为57.6mm。
完整系统包括一个水下声纳检测仪，连接电缆，带显示器声纳处理器。
连接电缆给检测仪供电，通过声纳信息和串行通信对检测系统进行控制。
可旋转的圆柱型检测仪探头一端封装在塑料保护壳中，另一端与水下连接器连接。
该系统可以安装在滑行器、牵引车或飘浮筏上，然后检测仪可以在管道内进行移动。
探头发射出一个窄波段声纳，声纳信号从管壁返射到接收机并放大。
每一个发射/接收周期采样250点，每一个360度旋转需执行400个周期。
声纳处理器是一个19英寸独立式或架装结构的设备。
操作者可以从地面上对检测仪进行控制，并且可将声纳信息图形化显示。
前面面板包含所有与设备连接输入输出设备譬如：软盘驱动器，硬盘驱动器的可擦写CD-ROM。
系统的操作是在计算机系统控制下进行的，当计算机加载电源后，系统将自动从硬盘加载。
系统也可以从软驱加载，并可很容易进行软件升级。
声纳电缆盘与声纳发射头使用漂浮伐和爬行器施工管道声纳检测结果（管道内淤积和暗接支管）声纳系统操作技术系统第一次运行时，确保检测仪选择正确的电压，确保电缆正确连接。
对检测仪电源的检查，很重要的一点是拆去计算机架上的顶板。
拆除顶板需拆除每一面的4个固定螺丝以及后面板的2个固定螺丝。
检测仪电源可以在前面板进行设置，电压可以进行230V AC和115V AC选择。
当运行系统时，请安装好顶板。
当系统运行时，键盘和磁盘灯闪烁，风扇运转，显示器温度将变高，系统按顺序加载程序并将加载过程依次显示在屏幕上。
操作系统需大约30秒初始化完毕，显示Windows背景、快捷方式，和开始任务栏。
系统运行在Win98/XP平台上。
建议您在使用声纳系统之前熟练掌握Win98/XP。
左键双击快捷图标运行程序，或从开始菜单中选择。
程序将打开一个声纳显示窗口。
声纳图像显示在一个标准Win98/XP窗口上。
标题栏包含检测名称，可以在控制面板上进行编辑。
主菜单包括一系列包括全部系统功能的下拉菜单。
工具栏提供快捷使用部分主菜单的按钮。
工具栏锁定在显示的左边。
当光标移动至按钮位置时，屏幕显示相应的按钮的功能描述，详细描述显示在状态栏中。
状态栏显示检测仪目前的状态，方位和电缆长度。
状态栏左侧是帮助区域。
它包括按钮或主菜单的简单描述。
系统根据选定的颜色范围相对应的信号频段，对声纳图像以极坐标图显示。
当图像滚动选项被选中，则图像被修正。
系统控制面板系统控制面板提供大部分检测仪控制和监视功能。
控制面板包括一个含有5 个选项提供不同功能的菜单。
控制控制页包含对频率长度进行选择的滑块。
范围设置从125mm至3000mm。
脉冲宽度是指检测仪传感器信号宽度。
下面列出4us至20us，间距为4us适合的管径范围。
根据管径的不同，可选择不同的脉冲：4us 125mm to 500mm8us 500 to 1000mm12us 1000mm to 1500mm16us 1500 to 2000mm20us 2000mm to 3000mm使用较宽频率将增强系统的灵敏度，也就是说更多的信号会被显示为红色。
频率长度也会影响管壁图像的浓度，频率长度越短，得到管壁的信息越详细。
颜色色彩菜单包括用来调整显示声纳图像颜色的调色板和色彩范围。
通过调整，可以去除背景色的影响，增强接收信号的灵敏度。
声音数据可以使用一个8位模拟数字转换器收集，原始信号的范围位于0-255之间。
位于右侧的色彩栏显示当前使用的范围，色彩顶端代表无信号，下端代表满信号。
“最小”设置定义最小信号的颜色即背景色。
当信号强度低于“最小”设置，将显示为背景色。
如果“最小”设置为0时，声纳的噪音信号也将显示在图像上。
通过增加这个设置，噪音信号将消失，这样将提高图像的精确度。
“最大”设置定义峰值信号的颜色。
任何大于或等于“最大”设置的信号将显示为峰值色。
“最大”设置将增强系统的灵敏度。
降低“最大”设置，将使低频信号得到更精确显示。
“色彩宽度”用于定义颜色的跨度。
设置为1，颜色过渡平滑。
设置为16（最大），颜色将产生陡然变化。
“调色板”用于定义用来显示图像的颜色，调色板可以从列表上选择。
系统包括许多内置调色板。
调色板的文件名称可以显示调色板的颜色信息。
附件上显示调色板的文件类型。
状态状态页图像化显示有关倾斜度，滚动和电缆的长度。
倾斜度单位为度，用来表示声纳实际的倾斜度。
滚动用度来表示，用来表示声纳实际滚动的角度（顺时针）。
倾斜和滚动传感器校准在+/－45度范围内。
如果超过这个范围所得读数将不可靠。
在安装声纳设备时请严格按照要求安装，否则会造成被检测的管道颠倒，从而所得图像方向将不正确。
电缆长度显示检测仪前进的水平长度，长度为从设置的长度开始的距离。
可选择米或英尺作为单位。
单位切换可在系统设置中进行。
附件辅助页显示第二个传感器的探头，并提供辅助系统控制。
在早期的声纳系统中采用电子传感器显示系统温度。
所有新系统的传感器自身具有耐温设计，不再需要温度检测功能。
温度传感器同倾斜、滚动传感器位于同一电路板上。
因而电路板比正常时高1-2度。
声纳具有电压测量功能。
通过位于后面板的旋钮对电压进行调整。
缺省设置为26V。
系统安全电压范围为25V-35V。
（电压指示器上的绿色区）声波在水中的传播速度为1500m/s。
根据水温、压力和含盐度的不同，声波在水中的实际传播速度也不同。
如果精确度可以达到3%之内，声速可以被设定在1500m/s 或以内。
如果要求更高的精度，可以采用光标测量工具，针对一个已知的目标来进行系统校正。
如果声速增加，则图像变宽。
如果声速减小，则图像收缩。
一种简易的校准系统的方法是使用300mm直径的垂直边的圆桶。
从被检测管道进入桶中的水，然后将检测仪的灰色传感器的一端立在桶的中央。
使用圆形工具覆盖，并设置管径与实际的桶的直径（使用直尺进行精确测量）相对应。
从系统控制对话框中设置检测仪的属性。
现在可以调整声速配置同时调整声纳图像上的圆形直到声纳图像的内沿与圆形相吻合。
声纳图像的内沿代表到管壁的距离。
根据脉冲宽度决定图像的浓度。
声纳顺时针、逆时针旋转检测生成图像。
当检测认错逆向行进时，图像将出现轻微摇晃，这是由于机械后座和传感器的精密的机械调整功能。
此时可以通过补偿设置（通过几步操作对图像进行修正）对图像进行修正。
通常设置为1步，当需要时，可以调整为1或2步。
声纳工具被固定在声纳的底部。
正常操作，这点的声波数据被显示在屏幕的底部。
如滚动补偿被激活（复选框被选中），声纳图像随着声纳工具的滚动而被旋转，并且来自管道底部的数据被显示在屏幕底部。
如果滚动选项超出+/-45度，滚动补偿自动失效直到读数回到+/-45度范围。
标题标题页用来对图像进行文字叙述。
标题栏显示声纳图像的标题。
说明文字不显示在主显示框中，但当图像保存时，文本被保存。
运行声纳开始检测时，按开始按钮或选择系统中的检测项。
检测开始后，数量将自动更新。
每一次检测（数据收集和显示）需花费1秒钟时间。
对大范围则需3秒。
暂停检测，按暂停键，或在主菜单中选择系统中的暂停项图像存贮工具打开打开的文件显示在主显示上。
保存保存当前图像到文件。
图像保存为缺省格式到缺省目录。
可通过选择改变目录。
可通过选择改变文件存贮格式。
文件名自动生成。
通过按保存按钮，连续的图像可以被保存，系统将生成不同的文件名。
另存为该选项打开文件选择窗口。
文件可选择存为256色或16色。
在256色格式下，每个检测点包括8位数据。
图像可以被重新打开并包括所有原始数据信息。
在16色格式下，每个检测点包括4位数据。
可以兼容以前版本的系统。
文件保存格式选取缺省的格式。
改变目录该选项打开目录选择窗口。
创建一个新目录并选择它，在目录列表中选择新目录选项。
光标工具测量测量线用来测量图像上的距离。
测量线的距离显示在移动点的位置。
按鼠标左键可以改变移动点的位置。
按鼠标右键可以改变原始位置。
同时按Shift键和相应的鼠标键可以移动图像的中心。
再次点按图标或选择主菜单中的测量项可以去除测量线。
测量线可以与圆形或轮廓工具同时使用。