(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210577055.3 (22)申请日 2022.05.25 (71)申请人 上海迈波科技有限公司 地址 201204 上海市浦东 新区中国(上海) 自由贸易试验区蔡伦路1690号2幢214 室 (72)发明人 陈鑫　杨海亮　 (74)专利代理 机构 深圳众邦专利代理有限公司 44545 专利代理师 王红 (51)Int.Cl. G01S 15/89(2006.01) G01S 7/521(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 基于近场多波束形成技术的管道检测声呐 装置 (57)摘要 本申请涉及 声呐检测技术领域， 尤其是涉及 一种基于近场多波束形成技术的管道检测声呐 装置， 包括驱动装置、 换能器、 发射机以及接收 机； 其中， 驱动装置与换能器相连接， 用于驱动换 能器旋转以对 管道的内部作圆周向扫描； 换能器 包括发射基阵以及接收基阵， 且接收基阵为线阵 或者面阵结构； 发射机与发射基阵电连接； 接收 机与接收基阵电连接。 本基于近场多波束形成技 术的管道检测声呐装置有效地解决了单波束扫 描管道声呐存在的问题， 可实现多波束的覆盖， 降低姿态变化对图像的影响， 并且提高施工效 率， 此外， 可快速实现三维点云图像拼接， 保证图 像不存在漏检现象。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 114994689 A 2022.09.02 CN 114994689 A 1.一种基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置， 其特征在于， 包括： 驱动装置、 换能器、 发射机、 接收机以及收发转换器； 其中， 所述驱动装置与所述换能器相连接， 用于驱动所述换能器旋转以对管道的内部 作圆周向扫描； 所述换能器包括发射基阵以及接收基阵， 且所述接收基阵为线阵或者面阵结构； 所述 发射机经由所述收发转换器与所述发射基阵电连接； 所述接收机经由所述收发转换器与所 述接收基阵电连接 。 2.根据权利要求1所述的基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置， 其特征在于， 当所述换能器的接收基阵为线阵时， 所述线阵沿着所述管道的径向延伸。 3.根据权利要求1所述的基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置， 其特征在于， 当所述换能器的接收基阵为线阵时， 所述线阵沿着所述管道的长度方向延伸。 4.根据权利要求1所述的基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置， 其特征在于， 当所述换能器的接收基阵为 面阵时， 所述 面阵为朝向所述管道的内壁设置的矩形面阵。 5.根据权利要求1所述的基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置， 其特征在于， 当所述换能器的接收基阵为 面阵时， 所述 面阵为朝向所述管道的内壁设置的圆柱形面阵。 6.根据权利要求1所述的基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置， 其特征在于， 所述基于近场多波束 形成技术的管道检测声呐装置还包括控制与处理设备， 所述控制与处 理设备分别与所述驱动装置、 所述发射机以及所述接收机通信连接 。 7.根据权利要求6所述的基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置， 其特征在于， 所述基于近场多波束 形成技术的管道检测声呐装置还包括同步时钟， 所述同步时钟与所述 控制与处 理设备通信连接 。 8.根据权利要求6所述的基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置， 其特征在于， 所述基于近场多波束 形成技术的管道检测声呐装置还包括温深传感器， 所述温深传感器与 所述控制与处 理设备通信连接 。 9.根据权利要求6所述的基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置， 其特征在于， 所述基于近场多波束 形成技术的管道检测声呐装置还包括姿态传感器， 所述姿态传感器与 所述控制与处 理设备通信连接 。 10.根据权利要求6至9中任一项所述的基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装 置， 其特征在于， 所述基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置还包括电源以及显示 触摸屏， 且所述电源以及所述控制与处 理设备均 与所述显示触摸屏通信连接 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114994689 A 2基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装 置 技术领域 [0001]本申请涉及声呐检测技术领域， 尤其是涉及一种基于近场多波束形成技术的管道 检测声呐装置 。 背景技术 [0002]市政排水管道应用中， 单波束扫描管道声呐的使用越来越广泛。 单波束扫描管道 声呐利用水中声波对 水下环境结构进 行扫描探测， 并将排水管道的各种机械变形、 缺陷、 沉 降、 错位、 断裂、 淤堵反映到操控器屏幕上。 该声呐使用一个高频换能器产生一个单波束， 通 过电机实现360 °旋转扫描， 获得管道一周的圆形声回波图像， 再经由径向位移获得沿管道 路由方向的三维声回波图像。 [0003]单波束扫描管道声呐存在的缺点在于： (1)扫描一周时间过长， 工程中一般达到秒 级， 这使得在此期间设备姿态难以保证稳定， 得到的圆形回波图像偏移过大， 导致管道三 维 图像拼接困难， 容易造成漏检。 (2)沿路由方向图像覆盖率低， 限制了声呐运行速度， 降低了 施工效率， 由于单波束扫描声呐采用的是一个尖波束， 旋转扫描一周只能得到一个圆形回 波图像， 径向图像覆盖也只有一个波束的宽度， 这样设备向前运动位移则不能超过一个波 束宽度的距离， 也就限制了 设备运行速度， 降低了施工效率。 (3)三 维点云图像拼接困难， 单 波束扫描声呐单脉冲获得图像为一个点， 且前后点回波图像相互独立， 后期拼接野值点过 多， 导致点云图像拼接困难。 发明内容 [0004]本申请的目的在于提供一种基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置， 在一 定程度上解决了现有技 术中存在的单波 束扫描管道声呐所存在的技 术问题。 [0005]本申请提供了一种基于近场多波束形成技术的管道检测声呐装置， 包括： 驱动装 置、 换能器、 发射机、 接收机以及收发转换器； [0006]其中， 所述驱动装置与所述换能器相连接， 用于驱动所述换能器旋转以对管道的 内部作圆周向扫描； [0007]所述换能器包括发射基阵以及接收基阵， 且所述接收基阵为线阵或者面阵结构； 所述发射机经由所述收发转换器与所述 发射基阵电连接； 所述接收机经由所述收发转换器 与所述接收基阵电连接 。 [0008]在上述技术方案中， 进一步地， 当所述换能器的接收基阵为线阵时， 所述线阵沿着 所述管道的径向延伸。 [0009]在上述任一技术方案中， 进一步地， 当所述换能器的接收基阵为线阵时， 所述线阵 沿着所述管道的长度方向延伸。 [0010]在上述任一技术方案中， 进一步地， 当所述换能器的接收基阵为面阵时， 所述面阵 为朝向所述管道的内壁设置的矩形面阵。 [0011]在上述任一技术方案中， 进一步地， 当所述换能器的接收基阵为面阵时， 所述面阵说　明　书 1/5 页 3 CN 114994689 A 3