排水管道声纳检测基础课程精选doc.doc

.S W a R T A上海市排水行业协会Shanghai Water Reclamation Trade Association排水管道声纳检测基础课程编制单位：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：声纳及声纳检测的常识；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；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；排水管道声纳检测工程中的技术及安全操作要领；排水管道声纳检测影像判读；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。时 间主 讲 人内 容培训地点8:3010:00声纳及声纳检测的常识；声纳检测在排水管道养护中的作用和重要性；上海排水管道声纳检测的现状，排水管道声纳检测工程中的技术及安全操作要领；现场操作演示10:1511:30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13:0014:30排水管道声纳检测影像判读；排水管道声纳检测的评估报告14:4516:30培训学员每人一至两个管段声纳影像，对此编写检测评估报告培训前的准备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230VAC和115VAC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：4us125mm to 500mm8us500 to 1000mm12us1000mm to 1500mm16us1500 to 2000mm20us2000mm 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该选项打开文件选择窗口。预先保存的图像可以被选择并被加载。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。圆形圆形工具用来测量图像上的管道的直径。圆的直径可以被显示在最接近图像中心的圆的边缘。圆形可以被用来鉴别圆形管道的变形点。按下鼠标左键并拖动鼠标可以移动圆。同时按下Shift键和鼠标左键可以设置圆的中心为图像的中心。按鼠标右键，移动鼠标可调节圆形的尺寸。圆形工具和轮廓工具是互斥的，使用其中一个则另一个失效。轮廓轮廓工具生成一个下水道的快照并覆盖图像。便于鉴别下水道的变形点。按下鼠标左键并拖动鼠标可以移动轮廓。同时按下Shift键和鼠标左键可以设置轮廓的初始位置。按下鼠标右键并移动鼠标可以调整轮廓的尺寸。同时按下Shift键和鼠标右键可以顺时针或逆时针旋转轮廓。其它有关轮廓的功能详见下面的轮廓工具。圆形工具和轮廓工具是互斥的，使用其中一个则另一个被消除。轮廓工具保存轮廓保存当前轮廓至一个文件。文件名自动生成。通过按保存按钮，连续的轮廓被保存，系统将生成不同的文件名。另存轮廓为该选项打开文件选择窗口。轮廓捕捉将当前图像捕捉为一个轮廓。轮廓沿信号最强的路径生成。通过轮廓编辑功能可以修正和平滑不规则的轮廓。编辑轮廓该选项用于编辑轮廓。本功能可以从屏幕上追踪图像，或对已捕捉的图像进行润色。当编辑被选择，鼠标左键用于编辑轮廓。当鼠标左键被按，轮廓可以使用光标进行重画。再次按轮廓键可以恢复正常模式。电缆计数器电缆计数器对话框进行计数器的设置和校准。系统可以使用Pearpoint或Quadrature电缆计数器，可双向使用。可以使用一条已知长度的电缆对计数器进行校准。当系统起动时，电缆伸出的长度需要被重设。这是由于系统关闭时，电缆有可能被卷紧或检散。一旦电缆被设定，系统开始监视计数器，长度被显示在状态栏。重设电缆计数器读数，在输入栏中输入读数并按回车。设置电缆计数器按设置按钮。在设置类型后，点校准按钮，校准电缆计数器。电缆计数器设置系统可以使用Pearpoint或Quadrature电缆计数器，可以双向操作。可以选择计数器类型。当类型被设置，点OK按钮。此操作后，电缆计数器被校准。计数器校正可以使用一条已知长度的电缆对计数器进行校准。输入当前电缆长度然后点Next按钮。放开一段已知长度的电缆。伸出的电缆长度在对话窗口中被更新。停止放开电缆，点Next按钮。系统显示未经校准的电缆长度。输入实际伸出的位置，并按Next按钮。校准程序在最终窗口显示开始和结束测量，计数器统计的记号的数量和校准数值。如果结果正确，点结束按钮。可使用后退按钮回到以前窗口进行参数修改。取消校准，使用原始设置，点Cancel按钮。复合控制栅格该选项显示/取消栅格显示。拷贝选项拷贝窗口至剪帖板。这样可以粘贴至其他软件。打印该选项需要系统预设打印机。使用彩色打印机使用图像打印的效果更佳。打印预览打印预览可以浏览欲打印图像的打印效果。打印预览支持放大功能，可以对当前图像进行浏览。放大仅是一个点的放大，它不能比原始图像显示更多的数据信息。打印机设置用来配置当前选择的打印机的特性，或选择不同的打印机。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5 声纳检测5.1 一般规定5.1.1 声纳检测时管内水深不宜小于300mm 。5.1.2 潜水作业应符合现行的行业标准城镇排水管渠与泵站维护技术规程CJJ/T68的有关规定。5.1.3 有下列情形之一的应停止检测： 1 探头无法前行时； 2 探头埋入泥、沙等使图像异变。5.1.4 声纳检测可与电视检测同步进行。5.2 检测设备的技术要求5.2.1 探头的承载设备负重后不易滚动或倾斜。5.2.2 声纳系统的主要技术参数应符合下列规定： 1 反射的最大范围不小于3m；2 125mm范围的分辨率应小于0.5mm；3 均匀采样点数量应大于250个。5.2.3 设备滚动传感器应具备在45度内的自动补偿功能。5.2.4 设备结构应坚固，密封良好，能在0至+40C的温度条件下正常工作。5.2.5 电缆计数最低计量单位为0.1m，其精度误差不大于1% 。5.2.6 设备应符合现行的国家标准爆炸性气体环境用电气设备GB3836的有关规定。5.2.7 对新购置的或经过大修及长期停用后重新启用的设备，应按说明书的要求检查和校正。5.3 检测方法5.3.1 检测前应从被检管道中取水样通过调整声波速度对系统进行校准。5.3.2 在进入每一段管道记录图像前，必须录入地名和被测管段的起点、终点编号。5.3.3 声纳探头的推进方向应与流向一致。5.3.4 探头行进速度不宜超过0.1m/s。5.3.5声纳探头应水平安放在合适的位置，以减少几何图片变形。滚动传感器标志应朝正上方。5.3.6 探头的发射和接收部位必须超过承载工具的边缘。5.3.7 声纳探头放入管道起始位置时，必须将将电缆计数测量仪归零。5.3.8 在声纳探头前进或后退时，电缆应保持绷紧状态。5.3.9 根据管径的不同，应按表5.3.7选择不同的脉冲宽度。表5.3.7 脉冲宽度选择标准管径范围（mm）脉冲宽度（us）125-500450010008100015001215002000162000-3000205.3.10 声纳检测记录应按附录E的格式填写。5.3.11 以普查为目的的采样点间距约为5米，其他检查采样点间距约为2米，应根据检测结果绘制沉积状况纵断面图（样图见附录F）。5.4 轮廓判读与测量5.4.1 规定间隔和图形变异处的轮廓图必须现场捕捉。5.4.2 经校准后的线状测量误差应小于3%。5.4.3 系统设置的长度单位应为米。5.4.4 轮廓图不应作为结构性缺陷的最终评判依据，应用电视检测方式予以证实或以其它准确方式检测评估。声纳检测影像判读与评估报告名称：沉积代码：CJ缺陷类型：功能性缺陷定义：管道内的油脂、有机物或泥沙质沉淀物减少了横截面面积。等级声纳样图1级：沉积深度小于管径的20%且为软质。2级：硬质沉积深度小于管径的20%或软质沉积深度在管径的20%至40%之间。3级：硬质沉积深度大于管径的20%或软质沉积