管道示踪系统的制作方法

1.本实用新型涉及管道铺设领域，特别是涉及一种管道示踪系统，尤其是一种燃气管道示踪系统。


背景技术：

2.聚乙烯(pe)材质制成的管道(简称pe管道)，由于其施工方便、工程造价比用钢管低(dn300)，不存在腐蚀泄漏问题，对输送物质污染小等优点，近年来在城市管网应用中被广泛应用，特别是输送燃气管网和自来水管网。
3.虽然pe管道有很多优点，但pe管道强度低是它最大的缺点，在市政管网建设中，准确位置不十分清楚，机械施工时容易被挖断，造成燃气泄漏的事故也时有发生，所以探测标定pe管道位置的工作就显得十分重要。pe管道为惰性材质制成，不导电，不导磁，埋入地下后，目前还没有比较好的方法直接在地面探测其在地下的空间位置。
4.为了解决pe管道埋地后在地面能准确的探测到埋深和位置的问题，在管网铺设施工中往往随pe管一起埋入一条或者两条导电线(简称示踪线)，为今后探测pe管道位置所用。示踪线是目前国内外普遍采用的探测方法。示踪线在埋地施工中，如何能使其发挥最大的作用，示踪线的施工方法和探测方法就显得很重要的了。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型的目的在于克服以上技术问题，改进现有的示踪线，提高其性能。
6.本实用新型提供了一种示踪系统，用于向示踪线施加交流信号产生磁场以便于探测管道的位置，所述示踪系统包括：
7.至少一个示踪线，安装在多个管道的每一个的周围；
8.至少一个检测桩，埋设在所述多个管道所组成的管网之间，所述检测桩包括主体部分和至少一个通信链路，所述通信链路至少用于向所述示踪线发送交流信号并向所述示踪线发送电源电压。
9.其中，通过有线和/或无线的方式发送交流信号和/或发送电源电压。
10.其中，所述主体部分进一步包括信号接收器，用于从示踪线接收反馈的数据。
11.其中，利用在所述主体部分处的处理器而本地判断、或者利用通过网络连接的服务器而远程判断示踪线的状态，如果示踪线发生故障则发出警报。
12.其中，发出警报的同时，主体部分报告当前位置、编号或者地理信息。
13.其中，所述示踪线包括：
14.弹性体，位于示踪线的中心；
15.多个信号线，对称地分布在弹性体周围，用于通过所述通信链路接收并传输所述交流信号；
16.多个电源线，分布在示踪线的表面，用于通过所述通信链路接收所述电源电压；
17.多个第一间隔件，位于相邻的信号线之间，用于提高机械强度；
18.多个第二间隔件，位于每个电源线与相邻的信号线之间，与所述管道的材料相同；
19.填充层，填充在示踪线内。
20.其中，所述管道和所述多个第二间隔件采用pe材料制成。
21.其中，所述弹性体的弹性模量小于示踪线的其他结构的弹性模量。
22.其中，所述多个电源线和所述多个信号线采用不导磁的金属材料制成。
23.其中，所述电源电压在所述多个电源线附近产生的热量使得多个第二间隔件与管道熔接在一起。
24.根据本实用新型实施例的管道示踪系统，实时有效地监测和维护示踪线的通断，从而有效保证管道工程的质量和进度，能对示踪线的敷设情况进行快速验收并实现自动化管理。
25.本实用新型所述目的，以及在此未列出的其他目的，在本技术独立权利要求的范围内得以满足。本实用新型的实施例限定在独立权利要求中，具体特征限定在其从属权利要求中。
附图说明
26.以下参照附图来详细说明本实用新型的技术方案，其中：
27.图1依照本实用新型实施例的管道示踪系统的概念图；
28.图2显示了图1中所示管道示踪线分布的示意性剖视图；以及
29.图3显示了图2中所示管道示踪线的局部放大图。
具体实施方式
30.以下参照附图并结合示意性的实施例来详细说明本实用新型技术方案的特征及其技术效果，公开了能够实时有效地监测和维护示踪线的通断的管道示踪系统。需要指出的是，类似的附图标记表示类似的结构，本技术中所用的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等等可用于修饰各种结构。这些修饰除非特别说明并非暗示所修饰结构的空间、次序或层级关系。
31.如图1所示，根据优选实施例的管道示踪系统包括，安装在多个管道1的每一个周围的管道示踪线2，以及分布在多个管道之间的至少一个检测桩3。检测桩3包括埋设在管道1所组成的管网之间(不限于图1所示在相邻管道1之间，而是可以每隔一段距离例如200至500米而单独设置在单个管道1周围)的主体部分3c，以及从主体部分3c分别向周围管道1的示踪线2延伸的通信链路3a或3b。
32.主体部分3c包括至少一个检测信号发送机制例如信号发生器，用于向示踪线2发送参数(例如振幅和/或相位)预设的交流信号，使得示踪线2产生电磁场，由此可以通过在地面上采用磁场探测仪检测地面下示踪线2产生的磁场从而确定管道的埋设位置，便于施工信号发生器。
33.通信链路3a、3b则包括用于传送上述预设交流信号的通信链路，可以是有线通信方式的电线、电缆，也可以是符合蓝牙、射频(rf)、wifi、wi
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max等通信协议的无线通信链路，还可以是上述有线通信链路与无线通信链路的组合。优选地，通信链路3a和/或3b包括
至少一个有线电源传输模块，例如电源电压线或电源干线(未示出)，以有线的方式向示踪线2内的电源线发送第一电源电压(vdd)或第二电源电压(vss)。进一步，通信链路3a和/或3b也可以包括至少一个无线电源传输模块(例如rf发射线圈，未示出)，以无线的方式向示踪线2内的接收模块(例如rf接收线圈，未示出)发送电源脉冲，使得示踪线2内的电源线上产生高压脉冲信号。
34.优选地，主体部分3c还包括至少一个检测信号接收机制例如信号接收器(未示出)，用于从相邻管道1的示踪线2接收反馈的数据，并利用主体部分3c处增设的处理器(未示出)本地判断、或者利用通过网络连接的服务器(未示出)而远程地判断示踪线2的状态，例如示踪线2是否断开、是否故障等，如果出现故障则发出警报，提示管理员及时维修。有利地，主体部分3c处的处理器或者远程的服务器发出警报的同时，指示主体部分3c报告当前位置、编号或者地理信息，例如经纬度、埋深等等，便于维修人员迅速找到故障点。由此，能够实时有效地监测和维护管道示踪线的通断，从而有效保证管道工程的质量和进度，并对示踪线的敷设情况进行快速验收、实现自动化管理。
35.如图2所示，根据优选实施例的管道示踪线2安装在管道1的周围。管道1例如是燃气管道、自来水管网、或其他通信网络用的电缆。管道1的管壁采用pe材料制备，为了提高结构强度，通常是中密度pe(mdpe)或高密度pe(hdpe)材料。管道1的剖面除了图2所示为圆形之外，还可以椭圆、六边形、八边形等等其他形状，只要符合管道工程施工埋设和管理运营的需求即可。为了对埋设的pe管道1进行追踪，在管道1的周围铺设(沿管道1延伸方向)平行分布的一条或多条示踪线2，例如在左右两侧或上下两侧对称地铺设，此外也可以数目为3、4、6、8等等而等角/等距地分布在管道1的周缘上。示踪线2在管道1的阀门等处(例如与通信链路3a、3b相接处，未详细示出)具有露出点，可以经由信号发生器向示踪线2发送参数(例如振幅和/或相位)预设的交流信号，使得示踪线2产生电磁场，由此可以通过在地面上采用磁场探测仪检测地面下示踪线2产生的磁场从而确定管道的埋设位置，便于施工。
36.如图3所示，为根据优选实施例的图2中所示的示踪线2的局部放大图。示踪线2包括，电源线2a/2b，中心的弹性体2c，在弹性体2c周围均匀分布的多条信号线2d，相邻信号线之间的第一间隔件2e，电源线与信号线之间的第二间隔件2f，以及填充层2g。
37.电源线用于通过通信链路3a、3b中所包括的电源传输模块而从主体部分3c接收电源电压。电源线至少包括第一电源线2a和第二电源线2b，其布置在示踪线的表面例如相对的两端，其中第一电源线2a和第二电源线2b的一个对应于图1中示踪线2与管道1外壁接触的位置，而另一个对应于图1中示踪线2远离管道1外壁的位置。电源线2a/2b采用不导磁的金属材料制成，例如铜、铝或不锈钢。其中，选用铜可以减小寄生电阻、减少功耗，选用不锈钢则可以增强电源线自身拉伸强度并进一步增强示踪线的机械强度，而选用铝则可以在铜和不锈钢的上述优点之间权衡。电源线外壁优选地涂覆绝缘层(未示出)，例如pe、pvc(聚氯乙烯)、abs(丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯三元共聚物)、pet(聚对苯二甲酸乙二酯)、pen(聚对萘二甲酸乙二酯)等等，优选地为pe材料以增强与周围材料特别是管道1之间的结合强度。第一电源线2a例如施加第一电源vdd，第二电源线2b例如施加第二电源vss。
38.弹性体2c的弹性模量小于其周围相邻材料，例如可以是低密度pe(ldpe)、超低密度pe(lldpe)、茂金属ldpe、双峰ldpe等等，还可以是其他材料例如人造橡胶、多孔材料。弹性体2c设置在示踪线2的中心位置，用于缓和周围构件的向心压力、剪切应力等等，防止施
工过程中外来机械力导致示踪线意外断裂。
39.信号线2d用于通过通信链路3a、3b接收检测信号。多条信号线2d均匀地和/或对称地分布在弹性体周围，其数目除了图2所示六个之外，还可以是4、8、10、12等等。信号线2d为铜芯电缆，其中心的铜绞线截面面积例如1.5
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2.5平方毫米，每条电缆能确保承受高达300ma的检测电流。为了降低回路电阻，铜芯表面还可以进一步包括压合或者电镀的贵金属层(未示出)，例如au、ag、pt等用于减小趋肤效应带来的表面电流密度过大的影响。铜芯电缆的表面也涂覆绝缘层，例如pvc、abs、pet、pen等等，且优选地该绝缘层的熔点高于管道1、第一间隔件2e的材料(pe)。
40.相邻的信号线2d之间还设有第一间隔件2e，其材料的硬度高于周围的填充层2g、优选地高于信号线2d表面的绝缘层、并最佳地也高于信号线2d的铜芯，用于增强整个示踪线2的机械强度，例如提高抗拉伸能力。第一间隔件2e的材料可以是硬度和熔点均高于第二间隔件2f的绝缘材料诸如pvc、abs，也可以是硬度进一步高于铜的金属材料诸如不锈钢(并进一步优选为不导磁的不锈钢材料，例如202、304或316不锈钢)，还可以是上述绝缘材料包裹的上述金属材料。第一间隔件2e的剖面形状不限于图中所示的三角形，可以是梯形、扇形、椭圆形等等。
41.而信号线2d与电源线2a/2b之间的第二间隔件2f则选用与管道1外壁相同的pe材料，以便在后续安装过程中提高结合强度。填充层2g选用硬度小于等于第一、第二间隔件的材料，例如ldpe、lldpe、茂金属ldpe、双峰ldpe，以便有效地减缓相邻构件之间的应力。
42.在示踪线2的安装过程中，将第一电源线2a对应的位置贴合在管道1的外壁(例如左右两侧)上，向第一电源线2a施加短暂的高电压vdd例如380v或600v电压脉冲，在第一电源线2a上产生热量，将其周围的第二间隔件2f(进一步，以及填充层2g)至少部分地熔化，使得均为pe材料的第二间隔件2f与管道1外壁熔接在一起以便提高示踪线的安装强度、避免后期移位导致示踪不准确，而其附近的信号线2d的绝缘层的熔点高于pe材料而不会熔化从而不影响其绝缘隔离效果。在此过程中以及后续的信号检测过程中，电源线、信号线均为不导磁的金属材料而不会影响所产生磁场的分布、有效避免了对于探测精度的影响。
43.根据本实用新型实施例的管道示踪系统，实时有效地监测和维护示踪线的通断，从而有效保证管道工程的质量和进度，能对示踪线的敷设情况进行快速验收并实现自动化管理。
44.尽管已参照一个或多个示例性实施例说明本实用新型，本领域技术人员可以知晓无需脱离本实用新型范围而对系统结构做出各种合适的改变和等价方式。此外，由所公开的教导可做出许多可能适于特定情形或材料的修改而不脱离本实用新型范围。因此，本实用新型的目的不在于限定在作为用于实现本实用新型的最佳实施方式而公开的特定实施例，而所公开的系统结构及其制造方法将包括落入本实用新型范围内的所有实施例。