一种金属管线定位仪及定位方法
【专利摘要】本发明提供了一种金属管线定位仪，包括发射机构及探测机构，其中，探测机构包括：探测机构本体及探测头，探测机构本体上设有第二显示屏及发声口，探测头连接于一探测杆端部，探测杆另一端连接一软管，软管与探测机构本体连接，探测杆及软管内设有连接线连接探测头及探测机构本体，探测机构本体设有行走机构。本发明提供了一种金属管线定位方法，先连接发射机构并打开，将探测头旋转至与探测杆呈0°位置处固定，将探测杆垂直于地面探测。本发明提供的一种金属管线定位仪，灵敏度高、自动滤除干扰，提高了信噪比，提高了检测精度，且操作简单、轻便，提高了工作效率。
【专利说明】
一种金属管线定位仪及定位方法
技术领域
[0001]本发明涉及埋地管道定位技术领域，尤其涉及一种操作简单、省力，检测精度高的金属管线定位仪及定位方法。
【背景技术】
[0002]由于我国管道建设初期管理水平较差，以及随着管道的更换与市政建设的发展，管道还存在走向不清、资料不全的问题；同时，城市车辆与电力、无线电并行管线，如电缆沟、热力管道、自来水管道并行的干扰，导致管道上的腐蚀、泄漏事故时有发生，为了适用检验检测城市及化工厂区的埋地管道，使用便捷高效的检测设备势在必行，管道探测仪在管道检修和维护方面的应用越来越广。
[0003]如公开号CN202432248U所公开的所公开的一种具有定位功能的管道探测仪，它包括摄像机、硬质电缆线、弹簧连接件、轮椅形绕线架、计数器、显示器、定位器和地面接收器，弹簧连接件连接摄像头和硬质电缆线之间，定位器固定在摄像头上，硬质电缆线和计数器安装在轮椅形绕线架上，显示器连接硬质电缆线，硬质电缆线沿着管道向前输送定位器和摄像头，同时将摄像头获取的视频信号传输至显示器显示出来，地面接收器由工作人员手持式使用，地面接收器通过搜索到定位器发射信号准确定位定位器的位置，也即摄像头的位置，轮椅形绕线架包括支架，支架上设有风车行转盘，支架的底部设有数个滑动轮，计数器包括校正手柄、卡线器、转轮、计数盒和按键盒;这种结构的缺点是:该管道探测仪设备复杂，使用起来十分笨重，在郊区使用不便，操作不易。
[0004]又如公开号CN1963563A公开了动态机构磁性定位仪及管线测位方法，包括一连动机构，是连动一第一感测元件，使其可水平移动或旋转;一第二感测元件，是水平设于该第一感测元件旁；一第三感测元件，是垂直于设定该第二感测元件上；及一操控模组，是连接该些元件，用以接收该些感测元件所侦测该地下金属管道的磁信号，并控制该连动机构水平移动或旋转该第一感测元件的量测位置，以获得数磁信号，经计算后获得该地下金属管线的管位及管深资讯。此结构结构复杂，操作不便。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术中存在的设备笨重、结构负责的问题，本发明结构简单，操作轻便的提供了一种金属管线定位仪及定位方法。
[0006]本发明提供的一种金属管线定位仪，包括发射机构及探测机构，其中，探测机构包括:探测机构本体及探测头，探测机构本体上设有第二显示屏及发声口，探测头连接于一探测杆端部，探测杆另一端连接一软管，软管与探测机构本体连接，探测杆及软管内设有连接线连接探测头及探测机构本体，探测机构本体设有行走机构。
[0007]在一些实施方式中，探测杆包括两段，且其中一段套设于另一端外，并通过一定位圈定位。
[0008]在一些实施方式中，探测头与探测杆转动连接，探测头绕探测杆转动的角度为0°至 45。。
[0009]在一些实施方式中，探测机构包括接收机构、中央处理器、人机对话模块及电源，接收机构与中央处理器连接，中央处理器与人机对话模块连接，接收机构、中央处理器及人机对话模块均连接于电源。
[0010]在一些实施方式中，接收机构包括扫描模块、与扫描模块连接的第一数据处理系统、GPS定位模块，扫描模块及GPS定位模块位于探测头内，第一数据处理系统位于探测机构本体内；中央处理器包括存储模块及第二数据处理模块，中央处理器位于探测机构本体内；人机对话模块包括第二显示屏及语音装置，人机对话模块位于探测机构本体内；电源位于探测机构本体内。
[0011 ] 在一些实施方式中，第一数据处理系统通过一第一通讯接口及一第三通讯接口分别与存储模块、第二数据处理模块连接;GPS定位模块通过一第二通讯接口及与第五通讯接口分别与存储模块、第二数据处理模块连接，第二数据处理模块与存储模块连接;第二数据处理模块通过一第四通讯接口与第二显示屏及语音装置连接。
[0012]在一些实施方式中，发射机构产生电磁信号，并将信号传送至地下被测金属管线上。
[0013]在一些实施方式中，被测金属管线感应到电磁信号后向地面福射磁场波形信号，接收机构接收到磁场波形信号，并通过第一数据处理系统预处理后发送给中央处理器，第二处理模块对预处理后的磁场波形信号进行分析处理后，将GPS定位模块测得的被测金属管线的位置、走向发送给人机对话模块。
[0014]采用上述一种金属管线定位仪实现金属管线定位的方法，包括以下步骤:
[0015]S1:连接发射机构并打开；
[0016]S2:将探测头旋转至与探测杆呈0°位置处固定；
[0017]S3:将探测杆垂直于地面探测；
[0018]S4:在定位到的被测金属管线正上方打下记号一；
[0019]S5:将探测头旋转至与探测杆呈45°位置处固定；
[0020]S6:以步骤S4中记号一为起点，沿与被测金属管线走向垂直方向平移探测头；
[0021 ] S7:当检测到磁场波形信号最小信号值时再次打上记号二。
[0022]在一些实施方式中，步骤S3中，当探测头检测到磁场波形信号的最小值时，该位置便是被测金属管线的位置;步骤S4与步骤S7中两处记号间的距离便是金属管线的深度。
[0023]与现有技术相比，本发明提供的一种金属管线定位仪及定位方法具有以下有益效果:
[0024]1、本发明提供的一种金属管线定位仪，结构简单，其探测机构本体至于地面，通过软管和探测杆的结合连接探测头和探测机构本体，并设置行走机构，操作人员工作时，无需保持探测机构本体，操作简单、轻便，提高了工作效率。
[0025]2、本发明提供的一种金属管线定位仪，探测杆为可伸缩设计，适合不同身高的人群使用，避免因探测杆长度不宜，产生的不适感。
[0026]3、本发明提供的一种金属管线定位仪，灵敏度高、自动滤除干扰，抗干扰能力强，精度高，适应范围广泛，操作便捷。
[0027]4、本发明提供的一种金属管线定位仪，自动显示地埋金属管线的路径，直观可视。
【附图说明】
[0028]图1为本发明提供的一种实施方式的一种金属管线定位仪中发射机构的结构示意图；
[0029]图2为本发明提供的一种实施方式的一种金属管线定位仪中探测机构的结构示意图；
[0030]图3为本发明提供的一种实施方式的一种金属管线定位仪的结构框图；
[0031]图4为本发明提供的一种实施方式的一种金属管线定位仪中探测机构的结构框图。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]图1至图4示意性地显示了根据本发明一种实施方式披露的的一种金属管线定位仪，包括发射机构I和探测机构2，本发明金属管线定位仪的基于的工作原理为:发射机构I用于产生电磁信号，并将信号传送到地下被测金属管线6上;具体的，当发射机构I产生电磁信号，将信号传送到地下被测金属管线上，被测金属管线感应到电磁信号后，在被测金属管线上产生感应电流，感应电流沿着被测金属管线向远处传播，在电流的传播过程中，通过该被测金属管线向地面辐射出电磁波，探测机构2在被测金属管线上方的地面上接收到磁场波形信号，通过接收到的磁场波形信号强弱变化来判别被测金属管线的位置、走向。
[0034]如图1所示，发射机构I包括设于发射机构I一侧的连接座10，连接座1用于连接被测金属管线6，发射机构I上设有控制发射机通断的发射机构开关11，用于提高或降低发射机构I功率的功率调节按钮12，及用于显示各项参数的第一显示屏13，发射机构I上与连接座10相对的一侧还设有第一散热格栅14，第一散热格栅14用于避免发射机构I在使用过程中发热而影响使用。
[0035]如图2所示，探测机构2包括探测机构本体21及与探测机构本体21连接的探测杆22，探测杆22与探测机构本体21通过软管23连接，探测杆22未与探测装置本体21连接的一端端部设有探测头211，探测头211与探测杆22转动连接，探测头211绕探测杆22转动的角度为0°至45°，软管23和探测杆22内设有连接探测机构本体21及探测头211的连接线。探测机构本体21上设有第二显示屏2101及发声口 2102，显示屏用于显示被测金属管线的路径，发声口 2102用于在探测到被测金属管线位置时发出声响。探测机构本体21上还设有控制探测机构2通断的探测机构开关2103及调节接收信号灵敏度的调节按钮2104，另外，探测机构本体21侧壁设有第二散热格栅2105。作为优选的，探测机构本体21底部设有行走机构，该行走结构的结构并不作限定，原则上，任何具有行走功能的机械结构均可，在本发明的此实施方式中，行走机构选择为滚轮2106。
[0036]作为进一步优选的，如图2所示:探测杆22包括两段，分别为第一段探测杆2201及第二段探测杆2202，第一段探测杆2201与软管23连接，第二段探测杆2202与探测头211连接，其中，第二段探测杆2202的内径与第一段探测杆2201的外径相同，第二段探测杆2202套设于第一段探测杆2201外，或第一段探测杆2201的内径与第二段探测杆2202的外径相同，第一段探测杆2201套设于第二段探测杆2202外，第一段探测杆2201与第二段探测杆2202的接缝处套设一定位圈2203，此结构可以根据操作人员身高自由调节探测杆22的长度。
[0037]如图3所示，探测机构2包括接收机构3、位于探测机构本体21内的中央处理器4及人机对话模块5。如图3所示，发射机构I产生电磁信号7，并将电磁信号7传送到地下被测金属管线6上，被测金属管线6感应到电磁信号7后，在被测金属管线6上产生感应电流，感应电流沿着被测金属管线6向远处传播，在电流的传播过程中，通过该被测金属管线6向地面辐射出磁场波形信号8，探测机构2的接收机构3在被测金属管线6上方的地面上接收到磁场波形信号8，并将接收到的磁场波形信号8发送给中央处理器9，中央处理器9对磁场波形信号8的强弱变化进行分析处理，并将被测金属管线6的位置、走向通过人机对话模块5呈现出来。
[0038]如图3和图4所示，接收机构3包括扫描模块31、第一数据处理系统32、第一通讯接口 33、GPS定位模块34及第二通讯接口 35;中央处理器4包括存储模块41、第二数据处理模块42、第三通讯接口 43、第四通讯接口 44及第五通讯接口 45;人机对话模块5包括第二显示屏2101及语音装置52。如图4所示，接收机构3中扫描模块31与第一数据处理系统32连接，第一数据处理系统32与第一通讯接口 33连接，GPS定位模块34与第二通讯接口 35连接;连接机构3通过第一通讯接口 33及第二通讯接口 35与中央处理器4的第三通讯接口 43及第五通讯接口 45连接，第一通讯接口 33与第三通讯接口 43连接，第二通讯接口 35与第五通讯接口 45连接；中央处理器4中第三通讯接口43分别与存储模块41和第二处理模块42连接，第五通讯接口 45分别与存储模块41和第二处理模块42连接，第二处理模块42与第四通讯接口 44连接；中央处理器4通过第四通讯接口 44与人机对话模块5连接，即中央处理器4通过第四通讯接口 44分别与人机对话模块5中的第二显示屏2101及语音装置52连接。接收机构3、中央处理器4及人机对话模块5均连接于电源80，由电源80供电。扫描模块31及GPS定位模块位于探测头211内，第一数据处理系统32、第一通讯接口 33及第二通讯接口 35位于探测机构本体21内，中央处理器4及人机对话模块5也位于探测机构本体21内。
[0039]其中，扫描模块31用于对被测金属管线6辐射出的磁场波形信号8进行检测，并通过连接线传入探测机构本体21内的第一数据处理系统32，第一数据处理系统32将磁场波形信号8进行前置放大处理，为后续的信号调理做好铺垫，放大处理后的磁场波形信号8依次通过第一通讯接口 33及中央处理器4的第三通讯接口 43送至中央处理器4的存储模块41存储和第二处理模块42进行后续处理;GPS定位模块34用于接收的GPS卫星定位信号，并将GPS卫星定位信号通过第二通讯接口 35及中央处理器4的第五处理接口 45送至中央处理器4的存储模块41存储和第二处理模块4进行2处理。第二处理模块42对磁场波形信号8以及接收的GPS卫星定位信号依次进行高通滤波处理和低通滤波处理，实现带通滤波的效果，从而进一步去除干扰，并根据带通滤波后的信号定位出被测金属管线6的线路数据，定位出的线路数据通过第四通讯接口 44送至人机对话模块5的第二显示屏2101及语音装置52进行显示和和播报，另外，第二处理模块42也将线路数据传送至存储模块41存储。在扫描模块31对被测金属管线6辐射出的磁场波形信号8进行检测时，其检测的磁场波形信号8有大小变化，当检测到最小磁场波形信号8时候，GPS定位模块34将此时扫描点的GPS卫星定位信号发送至中央处理器4，该扫描点便是被测金属管线6所在位置。
[0040]结合上述结构，本发明提供的一种金属管线定位方法，包括以下步骤:
[0041 ] S1:将发射机构I的连接座10连接至被测金属管线接点，并打开发射机构I，使被测金属管线6产生磁场波信号；
[0042]S2:将探测机构2的探测头211旋转至与探测杆22呈0°位置处固定；
[0043]S3:将探测杆22垂直于地面，使探测头211围绕发射机构I与被测金属管线接点1m—20m做环形探测，当探测头检测到磁场波形信号的最小值时，该位置便是被测金属管线的位置。
[0044]另外，本发明一种实施方式的一种金属管线定位仪也可测量金属管线的深度，当需要测量被测金属管线6深度时，先在定位到的被测金属管线6正上方打下记号一，再将探测头211旋转至与探测杆22呈45°位置处固定固定，以记号一为起点，沿与被测金属管线6走向垂直方向平移探测头211，当检测到磁场波形信号最小信号值时打下记号二，其探测头211移动的距离(即记号一与记号二之间的距离)便是金属管线6的深度。
[0045]上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种金属管线定位仪，包括发射机构(I)及探测机构(2)，其特征在于，所述探测机构(2)包括:探测机构本体(21)及探测头(211)，所述探测机构本体(21)上设有第二显示屏(2101)及发声口(2102)，所述探测头(211)连接于一探测杆(22)端部，所述探测杆(22)另一端连接一软管(23)，所述软管(23)与所述探测机构本体(21)连接，所述探测杆(22)及软管(23)内设有连接线连接所述探测头(211)及所述探测机构本体(21)，所述探测机构本体(21)设有行走机构。2.根据权利要求1所述的一种金属管线定位仪，其特征在于，所述探测杆(22)包括两段，且其中一段套设于另一端外，并通过定位圈(2203)定位。3.根据权利要求1所述的一种金属管线定位仪，其特征在于，所述探测头(211)与所述探测杆(22)转动连接，所述探测头(211)绕所述探测杆(22)转动的角度为0°至45°。4.根据权利要求1所述的一种金属管线定位仪，其特征在于，所述探测机构(2)包括:接收机构(3)、中央处理器(4)、人机对话模块(5)及电源(80)，所述接收机构(3)与所述中央处理器(4)连接，所述中央处理器(4)与所述人机对话模块(5)连接，所述接收机构(3)、中央处理器(4)及人机对话模块(5)均连接于所述电源(80)。5.根据权利要求4所述的一种金属管线定位仪，其特征在于，所述接收机构(3)包括扫描模块(31)、与所述扫描模块(31)连接的第一数据处理系统(32)、GPS定位模块(34)，所述扫描模块(31)及所述GPS定位模块(34)位于所述探测头(211)内，所述第一数据处理系统(32)位于所述探测机构本体(21)内； 所述中央处理器(4)包括存储模块(41)及第二数据处理模块(42)，所述中央处理器(4)位于所述探测机构本体(21)内； 所述人机对话模块(5)包括第二显示屏(2101)及语音装置(52)，所述人机对话模块(5)位于所述探测机构本体(21)内； 所述电源(80)位于所述探测机构本体(21)内。6.根据权利要求5所述的一种金属管线定位仪，其特征在于，所述第一数据处理系统(32)通过第一通讯接口(33)及第三通讯接口(43)分别与所述存储模块(41)、第二数据处理模块(42)连接;所述GPS定位模块(34)通过第二通讯接口(35)及与第五通讯接口(45)分别与所述存储模块(41)、第二数据处理模块(42)连接，所述第二数据处理模块(42)与所述存储模块(41)连接;所述第二数据处理模块(42)通过第四通讯接口(44)与所述第二显示屏(2101)及所述语音装置(52)连接。7.根据权利要求6所述的一种金属管线定位仪，其特征在于，所述发射机构(I)产生电磁信号(7)，并将信号传送至地下被测金属管线(6)上。8.根据权利要求7所述的一种金属管线定位仪，其特征在于，所述被测金属管线(6)感应所述电磁信号(7)，并向地面辐射磁场波形信号(8)，所述接收机构(3)接收所述磁场波形信号(8)，并通过所述第一数据处理系统(32)预处理后发送至所述中央处理器(9)，所述第二处理模块(42)对预处理后的所述磁场波形信号(8)进行分析处理，并将所述GPS定位模块(34)测得的被测金属管线(6)的位置、走向发送至所述人机对话模块(5)。9.采用权利要求8所述的一种金属管线定位仪实现金属管线定位的方法，其特征在于，包括以下步骤: SI:连接所述发射机构(I)并打开； S2:将所述探测头(211)旋转至与所述探测杆(22)呈0°位置处固定； S3:将所述探测杆(22)垂直于地面探测； S4:在定位到的被测金属管线(6)正上方打下记号一； S5:将所述探测头(211)旋转至与所述探测杆(22)呈45°位置处固定； S6:以所述步骤S4中记号一为起点，沿与被测金属管线(6)走向垂直方向平移所述探测头(211); S7:当检测到磁场波形信号(8)最小信号值时再次打上记号二。10.根据权利要求9所述的一种金属管线定位的方法，其特征在于，所述步骤S3中，当所述探测头(211)检测到所述磁场波形信号(8)的最小值时，该位置便是所述被测金属管线(6)的位置;所述步骤S4与所述步骤S7中两处记号间的距离便是金属管线6的深度。
【文档编号】G01V3/08GK105866843SQ201610183738
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】苏亚东, 田余俊, 王春, 陆纯, 卓强, 徐佳龙
【申请人】海安迪斯凯瑞探测仪器有限公司