【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于城市排水系统智慧检测和诊断，尤其涉及用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置及方法。
技术介绍
1、城市排水管网普遍存在结构性与功能性缺陷，致使污水收集输运能力弱、污水厂进水水质不达标，甚至发生溢流污染等严重问题。目前排水管网针对非常规运行问题的运维管控效率低、难度大，主要体现于两个方面，一是淤积、冒溢、渗漏、混接、偷排等常见典型问题的识别诊断方法难以满足精细化智慧化管理的技术需求，二是高水位运行状态下管道病害检测及精准定位、管道塌陷风险早期识别等高难问题尚无针对性强、效率高的创新技术和解决方案。
2、国内外应用较为成熟的排污管道无损检测技术包括闭路电视技术(cctv)、激光扫描技术、声呐测距技术、探地雷达技术、红外热成像技术等，能够获取管道物理性状、管周土壤或地下水位信息等，但仅能获取部分参数，精度不够，且多属于被动型检测及后发诊断方法。目前国内污水管网逆坡多、劣化严重、老旧占比大、易受下游顶托，现有的故障检测、问题排查、病害诊断技术手段在复杂环境下的动态感知、风险研判、智能分析、定位溯源等方面存在明显短板，尤其是高水位情况下缺陷定位精度差、多物理场耦合灾变感知能力弱、多源检测数据判读效率低、监测数据深度分析水平难以支撑智慧化管控应用和服务。基于在线监测的管网静动态实时感知技术、病害自动识别及快速诊断技术、带水作业检测精准定位技术是现阶段研发的难点和热点，也是污水管网智慧管控的核心和研究趋势。
3、基于此，本专利技术提出一种用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置及方法，该检测装置
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的现有技术中缺少在线监测的管网静动态实时感知技术、病害自动识别及快速诊断技术、带水作业检测精准定位技术等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置，包括电子鱼、上游定位装置、信号接收装置、下游回收装置；
4、所述电子鱼，包括鱼形壳体、集成主板、电池、水质传感器、气体传感器、运动信号组件、信号存储及发射装置；用于沿排水管道移动且进行数据采集；
5、所述气体传感器，安装于鱼形壳体内壁上方，且与集成主板电性连接，用于检测排水管道中毒害气体浓度变化情况，并转化成气体信号在信号存储及发射装置中存储；
6、所述水质传感器，安装于鱼形壳体内壁下方，且与集成主板电性连接，用于检测排水管道中污水的水质变化情况，并转化成水质信号在信号存储及发射装置中存储；
7、所述运动信号组件，集成于集成主板上方，且与集成主板电性连接，用于判断电子鱼在移动过程中的速度、上下移动以及加速、减速的动态变化过程，并转化成运动信号在信号存储及发射装置中存储；
8、所述集成主板，安装于鱼形壳体内部中间；所述信号存储及发射装置位于集成主板上方且与集成主板电性连接，所述电池位于集成主板下方的鱼形壳体内部底部；所述鱼形壳体外壁头部连接有鱼眼镜头；
9、所述上游定位装置，位于排水管道进口处；将信号存储及发射装置与上游定位装置进行匹配，所述上游定位装置用于获取电子鱼移动过程中的运动信号，并将数据发送到在线数据平台；
10、所述信号接收装置，位于排水管道出口处，用于接收信号存储及发射装置发送的数据信号，并将数据发送到在线数据平台；
11、所述下游回收装置，位于排水管道出口处，用于捕获回收电子鱼。
12、优选地，所述气体传感器包括甲烷传感器、硫化氢传感器，所述甲烷传感器、硫化氢传感器均安装于鱼形壳体内壁上方。
13、优选地，所述水质传感器包括电导率传感器、ph传感器、温度传感器、氧化还原电位传感器，所述电导率传感器、ph传感器、温度传感器、氧化还原电位传感器均安装于鱼形壳体内壁下方。
14、优选地，所述运动信号组件包括加速感应器、高动态范围陀螺仪、距离感应器、gps定位器，所述加速感应器、高动态范围陀螺仪、距离感应器、gps定位器均集成于集成主板上方；
15、所述电子鱼还包括有流速传感器，所述流速传感器集成于集成主板上方。
16、优选地，所述鱼形壳体内部底部填充有不倒材料，且不倒材料与电池保持一定的角度，用于鱼形壳体在移动过程中保持头部在前且不会发生倾倒。
17、优选地，还包括连接杆，所述连接杆设置有若干个；所述连接杆用于将电子鱼、上游定位装置、信号接收装置、下游回收装置放置于排水管道中；
18、所述鱼形壳体外壁尾部连接有鱼线挂钩，所述连接杆通过鱼线与鱼线挂钩连接。
19、采用上述检测装置进行的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测方法，包括以下步骤：
20、s1、将检测装置安装于待检测排水管网区域内；
21、将上游定位装置和电子鱼放置于上游检查井内的排水管道进口处；将下游回收装置及信号接收装置放置于下游检查井内的排水管道出口处；
22、s2、释放电子鱼进行数据的采集；
23、电子鱼沿排水管道向下游运动，高频率记录待检测排水管网区域内的gps定位数据、水深数据、速度数据、距离数据、水质数据、气体数据、视频数据，频率为1次/秒；
24、s3、对排水管道的结构性和功能性缺陷进行诊断；
25、结合上游定位装置发送的运动信号和信号接收装置发送的数据信号，在线数据平台进行数据处理及分析，判断该排水管道情况，对排水管道进行缺陷诊断；
26、s4、根据排水管道情况对电子鱼进行回收。
27、优选地，所述s3中判断该排水管道情况，具体如下：
28、若电子鱼的定位持续下降，则判断该排水管道为正常运行管道；
29、若电子鱼的定位先短暂上升且后续下降，则判断该排水管道为具有管道障碍物的管道；
30、若电子鱼的定位先上升并继续运动一段距离且后续下降，则判断该排水管道为具有管道淤积层的管道；
31、若水质信号出现波动且在该波动后电子鱼的定位持续上升并继续运动一段距离，则判断该排水管道为具有混接及入流入渗情况的管道。
32、优选地，所述s3中对排水管道进行缺陷诊断，具体如下：
33、若判断该排水管道为正常运行管道，则在线数据平台进行数据筛选及分析，基于数据对排水管道中的正常状态进行记录，为排水管网缺陷数据的分析提供对比数据库；
34、若判断该排水管道为具有管道障碍物的管道，则在线数据平台进行数据处理，并与正常状态数据进行比对分析，获得管道障碍物的存在位置及高度；
35、若判断该排水管道为具有管道淤积层的管道，则在线数据平台进行数据处理，并与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置，其特征在于，包括电子鱼、上游定位装置(22)、信号接收装置、下游回收装置(23)；
2.根据权利要求1所述的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置，其特征在于，所述气体传感器包括甲烷传感器(9)、硫化氢传感器(10)，所述甲烷传感器(9)、硫化氢传感器(10)均安装于鱼形壳体(1)内壁上方。
3.根据权利要求1所述的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置，其特征在于，所述水质传感器包括电导率传感器(4)、pH传感器(5)、温度传感器(6)、氧化还原电位传感器(7)，所述电导率传感器(4)、pH传感器(5)、温度传感器(6)、氧化还原电位传感器(7)均安装于鱼形壳体(1)内壁下方。
4.根据权利要求1所述的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置，其特征在于，所述运动信号组件包括加速感应器(11)、高动态范围陀螺仪(12)、距离感应器(13)、GPS定位器(14)，所述加速感应器(11)、高动态范围陀螺仪(12)、距离感应器(13)、GPS定位器(14)均集成于集成主板(2)上方；
5.根据权利要求1所述的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置，其特征在于，所述鱼形壳体(1)内部底部填充有不倒材料，且不倒材料与电池(3)保持一定的角度，用于鱼形壳体(1)在移动过程中保持头部在前且不会发生倾倒。
6.根据权利要求1所述的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置，其特征在于，还包括连接杆，所述连接杆设置有若干个；所述连接杆用于将电子鱼、上游定位装置(22)、信号接收装置、下游回收装置(23)放置于排水管道(21)中；
7.采用权利要求1-6任一所述检测装置进行的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测方法，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测方法，所述S3中判断该排水管道(21)情况，具体如下：
9.根据权利要求8所述的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测方法，所述S3中对排水管道(21)进行缺陷诊断，具体如下：
10.根据权利要求8所述的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测方法，所述S4的实现，具体如下：
...【技术特征摘要】
1.用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置，其特征在于，包括电子鱼、上游定位装置(22)、信号接收装置、下游回收装置(23)；
2.根据权利要求1所述的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置，其特征在于，所述气体传感器包括甲烷传感器(9)、硫化氢传感器(10)，所述甲烷传感器(9)、硫化氢传感器(10)均安装于鱼形壳体(1)内壁上方。
3.根据权利要求1所述的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置，其特征在于，所述水质传感器包括电导率传感器(4)、ph传感器(5)、温度传感器(6)、氧化还原电位传感器(7)，所述电导率传感器(4)、ph传感器(5)、温度传感器(6)、氧化还原电位传感器(7)均安装于鱼形壳体(1)内壁下方。
4.根据权利要求1所述的用于排水管网结构性和功能性缺陷诊断的检测装置，其特征在于，所述运动信号组件包括加速感应器(11)、高动态范围陀螺仪(12)、距离感应器(13)、gps定位器(14)，所述加速感应器(11)、高动态范围陀螺仪(12)、距离感应器(13)、gps定位器(14)均集成于集成主板(...
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