CN109361901B - 水电站调压井内部结构成像检查装置 - Google Patents

水电站调压井内部结构成像检查装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出水电站调压井内部结构成像检查装置，所述检查装置包括控制***、移动吊架和以吊绳悬吊于移动吊架的吊臂处的成像云台；所述吊臂斜向伸出或水平伸出；所述成像云台以无线方式与控制***相连以接收控制指令并回传拍摄影像，成像云台包括云台和置于云台下方的相机；所述云台对相机姿态进行控制以调整成像方向；所述控制***处还设有图传模块以向外部设备上传拍摄影像；本发明可以方便地对水电站调压井内部结构进行成像检查。

Description

水电站调压井内部结构成像检查装置
技术领域
本发明涉及水电站维护技术领域，尤其是水电站调压井内部结构成像检查装置。
背景技术
引水式水电站引水***在总长度较长情况下，通常在引水隧洞与压力管道交界处设置调压井，调压井在当机组运行中突然甩负荷关闭导叶时发挥降低水锤压力的作用，防止水锤效应损坏水轮发电设备，属于引水式水电站重要的水工建筑物，需要定期对其进行检查。嵩滩埔水电站调压井大井直径15m，底高程47.00m，顶高程75.00m，高28m，采用钢筋混凝土衬砌，衬厚60cm，结构完整性、裂缝、渗水等是检查重点，但是由于检查过程中引水隧洞充水或机组停役时，仅能对地面外露结构进行检查，内部无爬梯或吊装装置，人员无法进入内部检查，造成检查缺失，无法掌握调压井运行状态。
目前，类似的水电站深槽内部检查技术方案是利用固定在开敞深槽边缘按照固定式滑轮组配置电机，利用膨胀螺栓固定在槽边缘，通过绳索、电缆、多功能云台（配有照明、摄像装置）、增稳配重块、控制***等组成，由电缆完成传输信号及照明线路，实现深槽检查。
但这方案有以下缺点：
（1）现有方案适用于地面开敞式的深槽，对于水电站调压井顶部为封闭式的现场结构，则固定滑轮组无法安装至现场进行检查。
（2）固定滑轮组不可移动，检查区域受限。
（3）照明和摄像装置所在云台由配重块进行增稳，在下放过程中需2人拉紧配重块逐步下放，较为费力。
（4）控制信号及数据信号的传输由电缆完成，固定滑轮组配置电机，需用电设备较多，具有低压用电危险。
本发明设计了一种长距离垂直升降成像检查装置，代替人工对调压井内部结构进行成像检查，利用三轴增稳全景云台、全高清相机、高清图传、控制***、可拆卸组装移动吊架、照明装置等，研制出一种检查装置，通过无线信号传输，对调压井内部情况进行全景成像检查。
发明内容
本发明提出水电站调压井内部结构成像检查装置，可以方便地对水电站调压井内部结构进行成像检查。
本发明采用以下技术方案。
水电站调压井内部结构成像检查装置，所述检查装置包括控制***（6）、移动吊架和以吊绳（7）悬吊于移动吊架的吊臂（2）处的成像云台；所述吊臂斜向伸出或水平伸出；所述成像云台以无线方式与控制***相连以接收控制指令并回传拍摄影像，成像云台包括云台（1）和置于云台下方的相机（3）；所述云台对相机姿态进行控制以调整成像方向；所述控制***处还设有图传模块（5）以向外部设备上传拍摄影像。
当成像云台上升至与吊臂紧邻时，所述吊臂可把成像云台送入水电站调压井的侧面进人孔内。
所述云台为可实现俯仰、横滚、偏航三个方向的增稳功能的三轴增稳云台。
所述云台的电机为带反馈无刷电机；云台为免配重的铝合金结构。
所述相机为带电动变焦镜头的微单相机，相机有效像素不低于2400万；所述相机具备广角拍摄功能和视频拍摄功能；当拍摄环境光线不足时，所述相机以大光圈镜头拍摄。
所述相机的影像传感器为Exmor APS HD CMOS影像传感器及BIONZ X影像处理器。
所述相机下方的云台处搭载有照明装置（4）；所述照明装置以LED灯为光源。
所述图传模块以5.8G无线电通讯方式传送拍摄影像；图传模块处设有显示屏以查看拍摄影像。
所述控制***包括云台的主控模块，云台的主控模块内置32位ARM处理器并外接有一个8通道遥控器，用于控制云台相机的转动角度，以及相机的变焦、拍照、录像等功能；云台的主控模块预留有升级接口以针对现场使用情况做升级改进。
所述移动吊架为可拆卸的组装式移动吊架；移动吊架处设有小型电机通过吊绳对成像云台进行升降作业。
本发明的优点在于，本发明为长距离垂直升降成像检查装置，可代替人工对调压井内部结构进行成像检查，利用三轴增稳全景云台、全高清相机、高清图传、控制***、可拆卸组装移动吊架、照明装置等，通过无线信号传输，可以方便安全地对调压井内部情况进行全景成像检查。
与现有技术相比，本发明实现了多环境适用，既适用于地面开敞式深槽内部结构检查，也适用于顶部封闭侧面进人孔深入的调压井内部结构检查，同时采用无线传输，避免电缆拖动复杂性和临时用电危险，采用三轴增稳云台，省略了增稳配重，通过高清相机和图传，在线检查调压井内部结构，了解人员无法到位或肉眼无法观察位置的结构状态，避免使用吊笼搭载人员深入检查的高处坠落危险，既符合自动化、安全智能化的要求，掌握目标对象即建筑物的结构性态，及时发现缺陷并消除，保障建筑物安全稳定运行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的示意图；
附图2是本发明的原理示意图；
图中：1-云台；2-移动吊架的吊臂；3-相机；4-照明装置；5-图传模块；6-控制***；7-吊绳。
具体实施方式
如图1所示，水电站调压井内部结构成像检查装置，所述检查装置包括控制***6、移动吊架和以吊绳7悬吊于移动吊架的吊臂2处的成像云台；所述吊臂斜向伸出或水平伸出；所述成像云台以无线方式与控制***相连以接收控制指令并回传拍摄影像，成像云台包括云台1和置于云台下方的相机3；所述云台对相机姿态进行控制以调整成像方向；所述控制***处还设有图传模块5以向外部设备上传拍摄影像。
当成像云台上升至与吊臂紧邻时，所述吊臂可把成像云台送入水电站调压井的侧面进人孔内。
所述云台为可实现俯仰、横滚、偏航三个方向的增稳功能的三轴增稳云台。
所述云台的电机为带反馈无刷电机；云台为免配重的铝合金结构。
所述相机为带电动变焦镜头的微单相机，相机有效像素不低于2400万；所述相机具备广角拍摄功能和视频拍摄功能；当拍摄环境光线不足时，所述相机以大光圈镜头拍摄。
所述相机的影像传感器为Exmor APS HD CMOS影像传感器及BIONZ X影像处理器。
所述相机下方的云台处搭载有照明装置4；所述照明装置以LED灯为光源。
所述图传模块以5.8G无线电通讯方式传送拍摄影像；图传模块处设有显示屏以查看拍摄影像。
所述控制***包括云台的主控模块，云台的主控模块内置32位ARM处理器并外接有一个8通道遥控器，用于控制云台相机的转动角度，以及相机的变焦、拍照、录像等功能；云台的主控模块预留有升级接口以针对现场使用情况做升级改进。
所述移动吊架为可拆卸的组装式移动吊架；移动吊架处设有小型电机通过吊绳对成像云台进行升降作业。
实施例：
把可拆卸组装移动吊架在调压井侧面进行组装，以吊臂把成像云台送入水电站调压井的侧面进人孔内；电机驱动吊绳将三轴增稳云台由调压井侧面入口处下放至待检查的目标位置，然后远程控制云台和相机，选择拍摄影像时的水平位置、俯仰角、放大倍率及补光强弱，进行视频或照片捕捉。通过高清图传进行检查和检测，利用***采集和存储特征区域信息，掌握嵩滩埔电站调压井内部结构情况。

Claims (6)

1.水电站调压井内部结构成像检查装置，其特征在于：所述检查装置包括控制***（6）、移动吊架和以吊绳（7）悬吊于移动吊架的吊臂（2）处的成像云台；所述吊臂斜向伸出或水平伸出；所述成像云台以无线方式与控制***相连以接收控制指令并回传拍摄影像，成像云台包括云台（1）和置于云台下方的相机（3）；所述云台对相机姿态进行控制以调整成像方向；所述控制***处还设有图传模块（5）以向外部设备上传拍摄影像；
当成像云台上升至与吊臂紧邻时，所述吊臂可把成像云台送入水电站调压井的侧面进人孔内；
所述图传模块以5.8G无线电通讯方式传送拍摄影像；图传模块处设有显示屏以查看拍摄影像；
所述移动吊架为可拆卸的组装式移动吊架；移动吊架处设有小型电机通过吊绳对成像云台进行升降作业；
所述云台为可实现俯仰、横滚、偏航三个方向的增稳功能的三轴增稳云台，省略增稳配重。
2.根据权利要求1所述的水电站调压井内部结构成像检查装置，其特征在于：所述云台的电机为带反馈无刷电机；云台为免配重的铝合金结构。
3.根据权利要求1所述的水电站调压井内部结构成像检查装置，其特征在于：所述相机为带电动变焦镜头的微单相机，相机有效像素不低于2400万；所述相机具备广角拍摄功能和视频拍摄功能；当拍摄环境光线不足时，所述相机以大光圈镜头拍摄。
4.根据权利要求3所述的水电站调压井内部结构成像检查装置，其特征在于：所述相机的影像传感器为Exmor APS HD CMOS影像传感器及BIONZ X影像处理器。
5.根据权利要求3所述的水电站调压井内部结构成像检查装置，其特征在于：所述相机下方的云台处搭载有照明装置（4）；所述照明装置以LED灯为光源。
6.根据权利要求1所述的水电站调压井内部结构成像检查装置，其特征在于：所述控制***包括云台的主控模块，云台的主控模块内置32位ARM处理器并外接有一个8通道遥控器，用于控制相机的转动角度，以及相机的变焦、拍照、录像功能；云台的主控模块预留有升级接口以针对现场使用情况做升级改进。
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