一种地下管道轨迹定位装置及方法与流程

本发明涉及管道定位技术领域，尤其涉及一种地下管道轨迹定位装置及方法。

背景技术：

燃气管道是现代城市的生命线，为了安全和市容建设的美观性，现有的城市燃气管道绝大多数都采用地下铺设的方式，但是，随着时间的推移，以及当时地下燃气管道的档案建设制度不完善，导致了早期铺设的燃气管道的图纸缺失，因此，在对这些管道检修过程中会有诸多困难，例如，难以准确探测到地下燃气管道的轨迹。

现有地下燃气管道定位方法多采用GPS定位法，但是，由于地下燃气管道普遍为金属材质，由于燃气管道的金属管壁对信号有屏蔽作用，因此采用GPS定位的方法不能够准确定位出地下燃气管道的轨迹，而且，现有的方法大多数是采用人工通过现场观测、图纸取证、实地寻找等方法确定，使得地下燃气管道勘测的效率低，导致施工中破坏燃气管道的事故时有发生。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种地下管道轨迹定位装置及方法，用于快速、准确的定位得到地下管道的轨迹。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种地下管道轨迹定位装置，包括：用于与地下管道壁碰撞产生碰撞声波的探测装置、声波定位装置和显示器，声波定位装置的输出端与显示器的输入端电连接。

与现有技术相比，本发明提供的地下管道轨迹定位装置具有以下有益效果：

本发明提供的地下管道轨迹定位装置中设有探测装置和声波定位装置，由于声波的穿透力较强，不会被燃气管道的金属壁所屏蔽，因此，通过探测装置与燃气管道的金属壁发生碰撞产生碰撞声波，保证了声波定位装置能够实时接收到探测装置产生的碰撞声波，并对探测装置在燃气管道内产生碰撞声波的位置进行准确定位；而且，由于声波定位装置的输出端与显示器的输入端电连接，使得定位结果实时显示在显示器上，能够准确得到探测装置在燃气管道中的运动轨迹，即得到地下管道的轨迹。

另外，由于探测装置在燃气管道中燃气压力和流速的作用下运动速度较快，能够在短时间内在燃气管道中运动较长距离，因此，能够快速的得到地下管道的轨迹。

本发明还提供了一种地下管道轨迹定位方法，包括：

一种地下管道轨迹定位方法，应用于权利要求1所述的地下管道轨迹定位装置中，所述地下管道轨迹定位方法包括：

利用探测装置产生碰撞声波；

利用声波定位装置接收碰撞声波，得到碰撞声波产生位置；

利用显示器显示碰撞声波产生位置，绘制不同时刻碰撞声波产生位置的曲线，得到地下管道定位轨迹。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一中地下管道轨迹定位装置的结构框图；

图2为本发明实施例一中探测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例二中地下管道轨迹定位方法的流程图；

图4为图3中定位碰撞声波产生位置方法的流程图。

附图标记：

1-探测装置， 11-探测球；

12-伞状阻挡体， 2-声波定位装置；

21-声波接收器， 22-声波过滤电路；

23-声波放大电路， 24-声波计算电路；

3-显示器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本发明实施例提供的地下管道轨迹定位装置，包括：用于与地下管道壁碰撞产生碰撞声波的探测装置1、声波定位装置2和显示器3，声波定位装置2的输出端与显示器3的输入端电连接。

具体实施时，将探测装置1通过燃气检修井放入燃气管道中，探测装置1在燃气管道中燃气压力和流速的作用下，沿着地下燃气管道铺设的方向运动，探测装置1在运动的过程中与燃气管道的金属壁碰撞产生碰撞声波，声波定位装置2实时接收探测装置1发出的声波，并对碰撞声波产生的位置定位，使得定位结果显示在显示器3上，并根据不同时刻碰撞声波产生的位置定位结果绘制出探测装置1在燃气管道中的运动轨迹，得到地下管道的轨迹。

通过上述具体实施过程可知，本实施例中设有探测装置1和声波定位装置2，由于声波的穿透力较强，不会被燃气管道的金属壁所屏蔽，因此，通过探测装置1与燃气管道的金属壁发生碰撞产生碰撞声波，保证了声波定位装置2能够实时接收到探测装置1产生的碰撞声波，并对探测装置1在燃气管道内产生的碰撞声波的位置进行准确定位；而且，由于声波定位装置2的输出端与显示器3的输入端电连接，使得定位结果实时显示在显示器3上，能够准确得到探测装置1在燃气管道中的运动轨迹，即得到地下管道的轨迹。

另外，由于探测装置1在燃气管道中燃气压力和流速的作用下运动速度较快，能够在短时间内在燃气管道中运动较长距离，因此，能够快速的得到地下管道的轨迹。

具体的，当把探测装置1从燃气检修井放入燃气管道中时，由于燃气管道中的压力和流速较大，较大的压力和流速会使探测装置1在燃气管道中快速的运动，导致了探测装置1在很短时间内与燃气管道的金属管壁发生碰撞的频率较为集中，使探测装置1发出声波的频率较高，从而造成声波定位装置2对碰撞声波产生的位置的定位结果不准确。

为了克服上述问题，请参阅图2，本发明实施例提供的地下管道轨迹定位装置中，探测装置1包括用于发出声波的探测体和用于控制探测体运动速度的控制器，这样就可以利用控制器控制探测体在燃气管道中运动速度，保证探测体在燃气管道中的运动速度较为平缓，从而使得产生碰撞声波的频率也较为均匀。

可选的，上述实施例中探测体与控制器可以为一体成型结构，也可以为分体结构。

示例性的，当探测体与控制器为一体成型结构时，请参阅图2，探测体为探测球11，控制器为伞状阻挡体12，当探测球11进入燃气管道时，通过伞状阻挡体12的设置，能够使探测球11在运动的过程中产生较大阻力，当探测球11上的阻力等于推力时，使探测球11在燃气管道中能够匀速运动。

需要补充的是，探测球11的材质和伞状阻挡体12的材质、重量和面积可根据燃气管道中的燃气压力和流速来选定，只要能够使探测球11在燃气管道中的运动速度达到预设值并且匀速运动即可，例如，探测球11和伞状阻挡体12的材质为金属、塑料和木材中的任一种或多种，探测球11和伞状阻挡体12的材质可以相同，也可以不同，本实施例在此不进行限定。

当探测体与控制器为分体结构时，为了使探测体在燃气管道中的运动速度准确可控，本发明实施例提供的地下管道轨迹定位装置中，控制器包括绕线盒和缠绕在绕线盒中的拉紧线，绕线盒固定在地下管道的入口处，拉紧线的一端与探测体连接，拉紧线的另一端与绕线盒固定连接，绕线盒通过控制拉紧线的释放速度控制探测体的运动速度。

在具体实施的过程中，将绕线盒固定在地下管道的入口处，绕线盒中拉紧线的一端与探测体连接，将探测体放入燃气管道中，由于燃气管道中的压力和流速较大，通过控制拉紧线的释放速度控制探测体的运动速度。

通过上述具体实施过程可知，由于控制器包括绕线盒和缠绕在绕线盒中的拉紧线，绕线盒中拉紧线的一端与探测体连接，此时，无需考虑燃气管道中的气压和流速，只需控制拉紧线的释放速度即可准确控制探测体在燃气管道中的运动速度，可见，使用这种控制器能够使同一个探测体在不同压力和流速下的燃气管道中使用，无需在不同压力和流速下的燃气管道中更换不同的探测体，使操作过程更加便捷。

需要说明的是，上述探测体在燃气管道中的运动速度的预设值为2m/s，此时，既能够保证声波定位装置2能够准确定位产生碰撞声波的位置，又能够避免因探测装置1运动速度的过大，对燃气管道的金属壁碰撞造成损坏。

请参阅图1，本发明实施例提供的地下管道轨迹定位装置，声波定位装置2包括声波接收器21、声波过滤电路22、声波放大电路23和用于分析产生碰撞声波的位置的声波计算电路24，声波接收器21的输出端与声波过滤电路22的输入端电连接，声波过滤电路22的输出端与声波放大电路23的输入端电连接，声波放大电路23的输出端与声波计算电路24的输入端电连接，声波计算电路24的输出端与显示器3的输入端电连接。

在具体实施的过程中，声波接收器21实时接收探测装置1与燃气管道金属壁碰撞产生碰撞声波，并将得到的声波信号输出至声波过滤电路22，声波过滤电路22筛选出探测装置1发出的特定频率的声波，并将筛选出的特定频率的声波信号输出至声波放大电路23进行声波信号放大，从而使声波计算电路24得到产生碰撞声波的位置，最后，显示器3显示产生碰撞声波位置的定位结果，并通过绘制不同时刻产生碰撞声波的位置的定位轨迹，从而得到地下管道的轨迹。

通过上述具体实施过程可知，本实施例中通过声波过滤电路22的设置，能够排除燃气管道中杂波的干扰，筛选出声波中特定频率的声波，即探测装置1与燃气管道金属壁碰撞产生的碰撞声波，使声波计算电路24能够准确得出产生碰撞声波的位置的定位结果，进而能够准确得到探测装置1在燃气管道中的运动轨迹，即得到地下管道的轨迹。

另外，上述实施例中的声波接收器21、声波过滤电路22、声波放大电路23和声波计算电路24均为本领域现有的器件或电路，通过对现有的上述电路的连接关系进行改进，即可得到上述实施例中的声波定位装置2，此处不再对上述器件或电路的具体结构进行赘述。

实施例二

请参阅图3，本发明实施例提供一种地下管道轨迹定位方法，应用于权利要求1所述的地下管道轨迹定位装置中，所述地下管道轨迹定位方法包括：

利用探测装置1产生碰撞声波；

利用声波定位装置2接收碰撞声波，得到碰撞声波产生位置；

利用显示器3显示碰撞声波产生位置，绘制不同时刻碰撞声波产生位置的曲线，得到地下管道定位轨迹。

与现有技术相比，本发明实施例提供的地下管道轨迹定位方法与上述实施例一提供的地下管道轨迹定位装置的有益效果相同，在此不做赘述。

具体的，所述的地下管道轨迹定位装置中，探测装置1包括用于发出声波的探测体和用于控制所述探测体运动速度的控制器，利用探测装置1产生碰撞声波的方法包括：

利用探测体产生碰撞声波，通过控制器控制探测体的运动速度，以控制探测体产生碰撞声波的频率；利用控制器增加或减少所述探测体在地下燃气管道中运动的阻力，控制探测体在地下燃气管道中的运动速度，以控制探测体产生碰撞声波的频率。

为了增加利用探测装置1产生碰撞声波方法的灵活性，所述的地下管道轨迹定位装置中，控制器包括绕线盒和缠绕在所述绕线盒中的拉紧线，所述绕线盒固定在所述地下管道的入口处，所述拉紧线的一端与所述探测体连接，所述拉紧线的另一端与所述绕线盒固定连接，利用探测装置1产生碰撞声波的方法还包括：

将绕线盒固定在所述地下管道的入口处，通过控制拉紧线的释放速度控制所述探测体的运动速度，以控制探测体产生碰撞声波的频率。

请参阅图4，声波定位装置2包括声波接收器21、声波过滤电路22、声波放大电路23和声波计算电路24，所述声波接收器21的输出端与所述声波过滤电路22的输入端电连接，所述声波过滤电路22的输出端与所述声波放大电路23的输入端电连接，所述声波放大电路23的输出端与所述声波计算电路24的输入端电连接，所述声波计算电路24的输出端与显示器3的输入端电连接，利用声波定位装置2得到碰撞声波产生位置的方法包括：

通过声波接收器21接收碰撞声波，得到声波信号；通过声波过滤电路22接收所述声波信号，筛选出特定频率的碰撞声波，得到特定频率的声波信号；通过声波放大电路23接收特定频率的声波信号，得到声波放大信号；通过声波计算电路24接收声波放大信号，得到碰撞声波产生位置。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。