本實用新型涉及壓力管道內檢測領域，尤其是壓力管道內檢測用的球形攝影攝像裝置。

背景技術：

管道作為五大運輸方式之一，是輸送石油、天然氣等關鍵能源介質的主要手段，對國民經濟的發展和穩定起著至關重要的作用，是國民經濟的“生命線”。隨著“西氣東輸”、“川氣東送”等重大工程的實施和城市化的高速發展，管道運輸以其高效率、低成本和安全可靠的優勢，越來越顯示出強勁的發展潛力。管道堵塞和腐蝕是壓力管道使用過程中的常見狀況，影響了壓力管道的正常運行和安全性。針對管道的無損檢測是保障管道安全性的重要手段。由于埋地、架空、帶包覆層等壓力管道廣泛分布于化工、電力等行業，常用的外檢測技術在應對不同環境下壓力管道的安全檢測已有些力不從心，相比之下，從管道內部進行檢測更能適應當前管道檢測的復雜工況，也是實現量多面廣的壓力管道定期檢驗、保障正常運行和本質安全的有效手段。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種可實現壓力管道內檢測用的球形攝影攝像裝置，該裝置能夠滿足壓力管道內腐蝕與堵塞等隱患的檢測要求，從而對壓力管道的安全與運行狀況進行評估。

為解決上述技術問題，本實用新型提供的技術方案是：

一種壓力管道內檢測用球形攝影攝像裝置，其特征在于該裝置包括由外層球殼和內層球殼組成的雙層球殼、安裝在雙層球殼內的攝像攝影裝置、照明裝置、控制單元、三軸加速度計、角速度傳感器、低頻發射器、高效能電池以及數據存儲器；所述攝影攝像裝置包含若干高分辨率攝像攝影探頭；所述雙層球殼上均勻布置有若干固定攝像攝影探頭用的攝影孔；攝像攝影探頭和攝影孔均勻分布在球面上，使視頻和圖像數據覆蓋整個管道；所述雙層球殼上均勻布置有若干個照明孔，所述照明裝置中的若干個照明燈分別一一布置在照明孔中，以往外發射照明燈光為攝像攝影探頭提供照明條件。

所述球形攝影攝像裝置外直徑小于所檢測壓力管道的內直徑，其行動動力來源于管道內部流體介質的推力，其運動參數通過流體介質流量和流速調節來調整。

所述外層球殼和內層球殼均由兩個半球拼接形成。

所述內層球殼的兩個半球用硬質材料制成且通過螺紋結構旋緊為一體，起到支撐結構和保護內部的作用，其中旋緊部位嵌有防水用的密封圈。

所述外層球殼的兩個半球采用彈性材料制成且通過粘合拼接密封為一體，避免內層球殼直接與管道碰撞而受損。

所述雙層球殼上還設有用于安裝與取出數據卡的數據卡通孔。

所述攝影孔包括內層球殼上固定攝像攝影探頭用的圓柱形通孔以及外層球殼上與柱形孔相對應的倒圓臺形凹槽結構，倒圓臺形凹槽結構上裝有保護攝像攝影探頭用的透明罩殼。

所述硬質材料為鋼材或硬質塑料。

所述彈性材料為橡膠。

所述控制單元與所述攝影攝像裝置、照明裝置、三軸加速度傳感器、角速度傳感器、低頻發射器、高效能電池以及數據存儲器等相連，由所述控制單元控制其他部件獲取數據并將數據存儲至所述數據存儲器；所述低頻發射器向外界發射低頻電磁波信號，由外界的電磁感應器感應信號實現對所述球形攝影攝像裝置的追蹤；所述高效能電池為所述球形裝置內攝像攝影裝置內各部件供電。

本實用新型的工作原理是：該裝置在打開開關后放入待檢測管道，開始全管程的高頻率拍攝，管道內充滿流體，通過檢測管道內的流體壓力推動該裝置行進，并通過控制流量來調整該裝置速度。當拍攝完成該裝置從管道內取出后，可打開數據卡通孔的密封結構，從數據存儲器中取出數據卡，將數據導入電腦專業軟件中進行分析，獲取探頭及各類傳感器數據隨時間、里程的變化，進而分析壓力管道內安全狀況，例如同步時間、里程與視頻圖像信息可獲取缺陷定位，以及視頻圖像信息處理可獲得管道大體狀況等。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1、由于探頭均勻分布在整個球殼上，可以實現管道內全部空間的攝影攝像，從而捕捉到管道內腐蝕等方面的整體情況，漏檢率低；

2、整個裝置體積小，其直徑小于管道內徑，在運行過程中既能借助流體動力行進，同時不易卡管；

3、整個裝置結構緊湊、合理，能實現圖像與視頻信息的全程采集、數據存儲、運動里程記錄和缺陷位置定位等功能。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。

圖2為本實用新型實施例中內層球殼的結構示意圖。

圖3為本實用新型實施例中內層球殼的剖視結構示意圖。

圖4是圖3中A部分的放大結構示意圖。

圖5是圖3中B部分的放大結構示意圖。

圖6是實施例中攝影攝像裝置、控制單元與各傳感器相互關系示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖所示的實施例進一步說明。

本實用新型所述的壓力管道內檢測用球形攝影攝像裝置(如圖1所示)，包括雙層球殼(即外層球殼1、內層球殼2)以及安裝在雙層球殼內的攝像攝影裝置20、照明裝置、控制單元3、三軸加速度計9、角速度傳感器4、低頻發射器10、高效能電池8、數據存儲器11等，以實現對壓力管道的內檢測。

下面以DN220(單位mm，以下同)的壓力管道內檢測為例，說明球形攝影攝像裝置(以下簡稱球形裝置)的具體實施方式。

制作1個Φ110×6外層球殼，球殼由2個半球殼組合而成，其上共開有26個均勻分布的倒圓臺形通孔，其上下直徑分別為36和24。通孔分布位置示意如圖2所示，即在球殼[0，π]的仰角間均布6層布點，依次均勻分布1、5、7、7、5和1個攝像攝影探頭6(以下簡稱探頭)，其中球頂和球底各分布1個探頭，上三層每層均有一點的方位角相同，下三層同理，中間兩層布點數相同，均勻錯開。內外兩層球殼上的通孔均為26個，內層球殼的通孔為安裝探頭的圓柱形通孔2-1，直徑為Φ20，位置對應于外層球殼上的倒圓臺形凹槽結構5(即倒圓臺形通孔)；探頭安裝在Φ20的圓柱形通孔中，并通過該通孔與內部連接探頭的電路板7相連接。探頭安裝后，在外層球殼倒圓臺形凹槽結構處蓋有透明保護殼，為探頭提供了密封和保護的作用。

內層球殼優選鋼制球殼，起到支撐結構的作用；外層球殼為彈性材料，用于緩沖球與管道碰撞產生的沖擊力，同時為探頭提供攝影攝像視角。本實用新型中內層球殼安裝和結構密封示意圖見圖3、圖4、圖5，在2個半球殼(內層球殼上半球2-2和內層球殼下半球2-3)邊緣分別加工內外螺紋，通過螺紋16和第一密封圈15實現球殼的對接和密封，其中1個半球殼的底端開有數據卡通孔12，用螺紋塞18和第二密封圈17實現密封，數據卡通孔對應數據儲存器的位置，檢測結束時不需打開整個球殼，只需打開螺紋塞，取出儲存卡，導出數據分析即可。外層球殼同樣分為上下兩個半球，套在內層球殼外，并通過將兩個球殼通孔布局一一對應來實現安裝定位，外層球殼兩個半球合攏處采用粘結劑對接粘合，且在內層球殼數據卡通孔處對應留有通孔，便于取出儲存卡。

球形裝置外直徑小于壓力管道內徑，約為管道內徑的50％，利用液態流體推力在壓力管道中行進，可有效避免由于壓力管道中障礙物造成的卡管。球形裝置在啟動后，通過壓力管道發球筒進入充滿流體的待檢測管道，開始全管程的高頻率拍攝，并通過控制流量來調整球形裝置速度。球形裝置在管道內行進時，其攝影攝像裝置、控制單元與各傳感器的相互關系如圖6所示。攝影攝像裝置中不同探頭被設置指向不同方向，以使拍攝到的圖像之間不會有空隙，且圖像能夠覆蓋管道內所有空間，所獲得的視頻圖像數據傳輸至數據存儲器內保存。照明裝置由眾多LED照明元件組成，布置在探頭周圍，負責為壓力管道內的昏暗環境提供照明。當球形裝置進入管道后，低頻發射器發射低頻電頻電磁波，由外界電磁感應器進行感應關聯，角速度與三軸加速度傳感器捕捉記錄球形裝置運動信息傳遞給控制單元；所獲得的視頻圖像數據傳輸至數據存儲器內保存。低頻發射器用于向外界發射低頻電磁波信號；當球形裝置進入管道后，由外界的電磁感應器感應信號，跟蹤球形裝置的蹤跡，實現在地面上對管道內運行裝置的定位與跟蹤；并便于在卡管等情況下及時取出球形裝置。高效能電池為球形裝置內攝像攝影裝置、照明裝置、控制單元及各傳感器等提供能源，使球形裝置能夠長距離工作。

控制單元通過導線與攝影攝像裝置、照明裝置、角速度傳感器與三軸加速度傳感器、低頻發射器、高效能電池以及數據存儲器等相連，根據三軸加速度計與角速度傳感器獲取的球形裝置運動速度、運動距離等信息，控制所有探頭同時觸發曝光、攝影或攝像。

在整個檢測過程完成之后，可將球形裝置中的儲存卡取出，將數據導入電腦，通過專用軟件進行解析。在具體處理時，通過將時間、運動里程、視頻圖像等信息一一對應后，形成沿壓力管道管線方向連續的視頻與圖形信息，通過視頻與圖形信息的觀察分析，觀測是否存在表面的腐蝕、介質沖刷造成的沖蝕、表面損傷、壁厚減薄等，判斷壓力管道內部安全狀況。通過與時間、里程的同步分析，分析定位缺陷位置。

最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的一個具體實施案例，并非對本實用新型做任何形式上的限制。顯然，本實用新型不限于以上實施例，還可以有很多變形。本領域的技術人員能從本實用新型公開的內容中直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護范圍。