管道振动发生器及控制方法、管道定位装置及定位方法与流程

本发明涉及管道定位
技术领域：
，具体涉及一种管道振动发生器的控制方法、管道振动发生器、管道定位方法及管道定位装置。
背景技术：
：城市地下管线是城市的血脉和神经，是城市正常运行的保证。现有技术中，由于各种原因造成地下管线走向不清和资料不全，在城市建设过程中容易因地下管线现状不清而引发安全事故。近年来随着城市化的不断加快，在建设过程中如不知道管线走向很容易出现将管道损坏的事故发生。相关技术中的管线探测仪一般适用于金属管道，利用电磁感应技术进行管线探测，但对于非金属管道电磁感应探测管线则需要借助其他工具来进行探测，因此，相关技术中的管线探测仪无法同时满足金属管道和非金属管道的定位需求。技术实现要素：本发明的主要目的是提供一种管道振动发生器的控制方法，旨在使和管道振动发生器连接的待测管路产生振动，通过振动信号检测的方式同时满足金属管道和非金属管道的定位需求。为实现上述目的，本发明提出的管道振动发生器的控制方法中，所述管道振动发生器包括主管和设置于所述主管的第一阀门和排出管，且所述第一阀门和所述排出管分别间隔设置于所述主管的两端之间；所述主管的靠近所述排出管的端部为用于与待测管路连通的连接端；所述排出管的前端连通于所述连接端和所述第一阀门之间，所述排出管的末端向背离所述主管的方向延伸且形成排出孔；所述排出孔的孔径小于所述排出管的内径；所述管道振动发生器的控制方法，包括如下步骤：在所述管道振动发生器连接至待测管路后，按照预设频率控制所述第一阀门开闭，以使所述待测管路中的流体经所述排出管的排出孔流出产生作用于所述待测管路的脉冲振动信号。优选地，所述管道振动发生器还包括连接于所述主管的第二阀门，所述第二阀门设置于所述第一阀门与所述连接端之间；所述在所述管道振动发生器连接至待测管路后，按照预设频率控制所述第一阀门开闭，以使所述待测管路中的流体经所述排出管的排出孔流出产生作用于所述待测管路的脉冲振动信号的步骤之前，还包括：在所述管道振动发生器连接至待测管路后，控制所述第二阀门开启。优选地，所述管道振动发生器包括多个所述排出管，每个所述排出管的排出孔孔径不同；所述管道振动发生器的控制方法，还包括如下步骤：根据所述待测管路的内径和流体传输速度，确定连接至所述主管的所述排出管；根据所述待测管路的内径、流体传输速度和连接至所述主管的所述排出管的排出孔孔径中的至少一者，调节所述预设频率。为实现上述目的，本发明还提供一种管道振动发生器，应用如上述任一项所述的管道振动发生器的控制方法；所述管道振动发生器包括主管和设置于所述主管的第一阀门和排出管，且所述第一阀门和所述排出管分别间隔设置于所述主管的两端之间；所述主管的靠近所述排出管的端部为用于与待测管路连通的连接端；所述排出管的前端连通于所述连接端和所述第一阀门之间，所述排出管的末端向背离所述主管的方向延伸且形成排出孔；所述排出孔的孔径小于所述排出管的内径。优选地，所述第一阀门为电磁阀，所述第一阀门与控制器信号连接。优选地，所述管道振动发生器还包括连接于所述主管的第二阀门，所述第二阀门设置于所述第一阀门与所述连接端之间。为实现上述目的，本发明还提供一种管道定位方法，应用于管道定位装置，所述管道定位装置包括振动传感器和如上述任一项所述的管道振动发生器；所述管道定位方法包括如下步骤：在所述管道振动发生器连接至待测管路后，按照预设频率控制所述第一阀门开闭，以使所述待测管路中的流体经所述排出管的排出孔流出产生作用于所述待测管路的脉冲振动信号；获取所述振动传感器在所述待测管路周边检测的各个振动信号和各个所述振动信号对应的探测位置点，以定位所述待测管路的铺设路线。优选地，所述在所述管道振动发生器连接至待测管路后，按照预设频率控制所述第一阀门开闭，以使所述待测管路中的流体经所述排出管的排出孔流出产生作用于所述待测管路的脉冲振动信号的步骤之前，还包括：确定所述待测管路的流体运输起点位置，并确定流体运输起点至所述待测管路终点之间由近到远的各个接口位置，以确定所述待测管路的各个检测段；将所述管道振动发生器分别安装于各个所述检测段的外接口；所述获取所述振动传感器在所述待测管路周边检测的各个振动信号和各个所述振动信号对应的探测位置点，以定位所述待测管路的铺设路线的步骤，包括：获取所述振动传感器在各个所述检测段检测到的各个振动信号和各个所述振动信号对应的探测位置点，以定位所述待测管路的铺设路线。优选地，所述获取所述振动传感器在各个所述检测段检测到的各个振动信号和各个所述振动信号对应的探测位置点，以定位所述待测管路的铺设路线的步骤，包括：获取所述振动传感器在各个所述检测段检测到的各个振动信号和各个所述振动信号对应的探测位置点，以定位每个所述检测段的所述待测管路的铺设路线；将每个所述检测段的所述待测管路的铺设路线连接，以定位所述待测管路的铺设路线。为实现上述目的，本发明还提供一种管道定位装置，包括振动传感器和如上述任一项所述的管道振动发生器，所述管道振动发生器用于连接待测管路以使所述待测管路振动，所述振动传感器用于检测所述管道振动发生器连接所述待测管路后产生的管路振动信号。本发明的技术方案中，在需要对待测管路的走线进行检测时，将管道振动发生器接入待测管路，并使待测管路中的流体(如，水流)自所述主管的所述连接端流入所述管道振动发生器，控制第一阀门关闭，使流体只能从排出管的排出孔流出，由于排出孔的孔径小于所述排出管的内径，因此，流体在经过排出孔时产生较高的压力以产生振动，从而使振动信号沿着待测管路传输，在待测管路正上方检测到的振动信号较强，而与待测管路距离越远，振动信号逐渐减弱，因此，本发明的管道振动发生器连接待测管路后，通过流体压力的变化作用于待测管路产生振动信号，即可进一步通过振动传感器检测在待测管路的起点和终点之间检测振动信号，以确定待测管路的走线，这种通过使待测管路产生振动信号来进行管道定位的装置，有利于同时满足金属管道和非金属管道的定位需求。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本发明管道振动发生器一实施例的结构示意图；图2为本发明管道振动发生器的控制方法第一实施例的流程图；图3为本发明中管道定位装置的操作流程示意图；图4为本发明中管道定位装置的信号传输示意图。附图标号说明：标号名称标号名称1主管11连接端2第一阀门3排出管31排出孔4控制器5第二阀门6待测管路7振动传感器8主机81显示屏82耳机10管道振动发生器本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。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的一部分实施例，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作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。需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。请参阅图1和图2，本发明的第一实施例提供一种管道振动发生器10的控制方法，所述管道振动发生器10包括主管1和设置于所述主管1的第一阀门2和排出管3，且所述第一阀门2和所述排出管3分别间隔设置于所述主管1的两端之间；所述主管1的靠近所述排出管3的端部为用于与待测管路6连通的连接端11；所述排出管3的前端连通于所述连接端11和所述第一阀门2之间，所述排出管3的末端向背离所述主管1的方向延伸且形成排出孔31；所述排出孔31的孔径小于所述排出管3的内径；所述管道振动发生器10的控制方法，包括如下步骤：步骤s11，在所述管道振动发生器10连接至待测管路6后，按照预设频率控制所述第一阀门2开闭，以使所述待测管路6中的流体经所述排出管3的排出孔31流出产生作用于所述待测管路6的脉冲振动信号。本发明的技术方案中，在需要对待测管路6的走线进行检测时，将管道振动发生器10接入待测管路6，并使待测管路6中的流体(如，水流)自所述主管1的所述连接端11流入所述管道振动发生器10，控制第一阀门2关闭，使流体只能从排出管3的排出孔31流出，由于排出孔31的孔径小于所述排出管3的内径，因此，流体在经过排出孔31时产生较高的压力以产生振动，从而使振动信号沿着待测管路6传输，在待测管路6正上方检测到的振动信号较强，而与待测管路6距离越远，振动信号逐渐减弱，因此，本发明的管道振动发生器10连接待测管路6后，通过流体压力的变化作用于待测管路6产生振动信号，即可进一步通过振动传感器7检测在待测管路6的起点和终点之间检测振动信号，以确定待测管路的走线，这种通过使待测管路6产生振动信号来进行管道定位的装置，有利于同时满足金属管道和非金属管道的定位需求。具体的，所述第一阀门2为电磁阀，所述第一阀门2与控制器4信号连接；按照预设频率控制所述第一阀门2开闭，可以进一步为：通过所述控制器4按照预设频率控制所述第一阀门2开闭。本发明可以应用于液体或气体运输管道的定位，例如，用于自来水管道定位。基于本发明的管道振动发生器10的控制方法的第一实施例，本发明的管道振动发生器10的控制方法的第二实施例中，所述管道振动发生器10还包括连接于所述主管1的第二阀门5，所述第二阀门5设置于所述第一阀门2与所述连接端11之间；步骤s11之前，还包括：步骤s12，在所述管道振动发生器10连接至待测管路6后，控制所述第二阀门5开启。具体的，管道振动发生器10接入待测管路6后，在不需要进行管线定位时，可以关闭第二阀门5，切断流体，以随时停止流体脉冲信号的产生。在需要进行管线定位时，开启第二阀门5，并通过控制器4交替控制第一阀门2开闭，以使待测管路6振动以便于通过振动信号的采集进行管线定位。基于本发明的管道振动发生器10的控制方法的第一实施例，本发明的管道振动发生器10的控制方法的第三实施例中，所述管道振动发生器10包括多个所述排出管3，每个所述排出管3的排出孔31孔径不同；所述管道振动发生器10的控制方法，还包括如下步骤：步骤s13，根据所述待测管路6的内径和流体传输速度，确定连接至所述主管1的所述排出管3；步骤s14，根据所述待测管路6的内径、流体传输速度和连接至所述主管1的所述排出管3的排出孔31孔径中的至少一者，调节所述预设频率。设置不同孔径的多个排出管3，有利于实现不同的流出压力，从而产生不同的振动信号，并且排出管3的孔径选择，可以根据待测管路6的内径确定。例如，待测管路6内径越大，可以选择排出孔31的孔径更大的排出管3；待测管路6内径越小，可以选择排出孔31的孔径越小的排出管3；流体流速较慢，可以选择排出孔31的孔径较小的排出管3，流体流速较快可以选择排出孔31的孔径较大的排出管3。为实现上述目的，本发明还提供一种管道振动发生器10，应用如上述任一项所述的管道振动发生器10的控制方法；所述管道振动发生器10包括主管1和设置于所述主管1的第一阀门2和排出管3，且所述第一阀门2和所述排出管3分别间隔设置于所述主管1的两端之间；所述主管1的靠近所述排出管3的端部为用于与待测管路6连通的连接端11；所述排出管3的前端连通于所述连接端11和所述第一阀门2之间，所述排出管3的末端向背离所述主管1的方向延伸且形成排出孔31；所述排出孔31的孔径小于所述排出管3的内径。主管1、排出管3和待测管路6的材质不限，可以分别为金属管或非金属管。优选地，所述第一阀门2为电磁阀，所述第一阀门2与控制器4信号连接。通过所述控制器4控制所述第一阀门2按照设定频率开闭，并且设定频率可以根据待测管路6的内径、流体传输速度和连接至所述主管1的所述排出管3的排出孔31孔径中的至少一者调节。在第一阀门2关闭时，流体自所述排出孔31流出，形成急促的振动信号；在第一阀门2关闭时，流体自所述主管1流出，形成平缓的信号。这种急促的振动信号和平缓信号按照设定频率的交替，形成具有鲜明特征的脉冲信号，有利于用户在振动信号采集过程中快速将管道振动发生器10形成的脉冲信号与周围其他信号进行区别，显著提高了检测的准确性。进一步地，所述排出管3为变径管，所述排出管3的内径自所述前端向所述末端逐渐缩小，所述主管1的内径为所述排出孔31的孔径的至少10倍。主管1内径为排出孔31孔径的至少10倍，有利于在排出孔31处产生更为急促的压力，产生明显的振动。在本实施例中，主管1内径优选为排出孔31孔径的20倍。具体地，所述排出管3与所述主管1可拆卸连通。将排出管3与主管1换成可以拆卸的结构，有利于实际使用中排出管3和主管1的维护或更换。更优选地，所述管道振动发生器10还包括管接头，所述排出管3通过所述管接头与所述主管1可拆卸连通。通过管接头实现主管1的连接，有利于提高安装的便捷性。进一步的，该管接头可以为三通接头。更进一步地，所述管道振动发生器10包括多个所述排出管3，每个排出管3的排出孔31孔径不同，其中一所述排出管3与所述主管1可拆卸连通。设置多个排出管3，有利于实现不同的流出压力，从而产生不同的振动信号，并且排出孔31的孔径选择，可以根据待测管路6的内径确定。优选地，所述管道振动发生器10还包括快速接头，所述快速接头的一端用于连接所述连接端11，另一端用于连接所述待测管路6。快速接头有利于实现管道振动发生器10与待测管路6的快速拆装。具体地，所述管道振动发生器10还包括连接于所述主管1的第二阀门5，所述第二阀门5设置于所述第一阀门2与所述连接端11之间。具体的，管道振动发生器10接入待测管路6后，在不需要进行管线定位时，可以关闭第二阀门5，切断流体，以随时停止流体脉冲信号的产生。在需要进行管线定位时，开启第二阀门5，并通过控制器4交替控制第一阀门2开闭，以使待测管路6振动以便于通过振动信号的采集进行管线定位。更优选地，所述第二阀门5为电磁阀或手动阀。第二阀门5开启关闭的频率不高，可以设置为与控制器4信号连接的电磁阀，也可以设置为手动阀由人工控制。请参阅图3和图4，为实现上述目的，本发明还提供一种管道定位方法，应用于管道定位装置，所述管道定位装置包括振动传感器7和如上述任一项所述的管道振动发生器10；所述管道定位方法包括如下步骤：步骤s11，在所述管道振动发生器10连接至待测管路6后，按照预设频率控制所述第一阀门2开闭，以使所述待测管路6中的流体经所述排出管3的排出孔31流出产生作用于所述待测管路6的脉冲振动信号；步骤s21，获取所述振动传感器7在所述待测管路6周边检测的各个振动信号和各个所述振动信号对应的探测位置点，以定位所述待测管路6的铺设路线。流体经过管道时会有摩擦力，通过本发明将这种流体摩擦力进一步扩大，使待测管路6产生一种带有特殊频率的一种振动，通过振动传感器7将振动信号进行拾取，再进一步通过仪器进行放大，从而来判断待测管路6走向。此方法适用于金属管道与非金属管道，携带方便，不会因管道材质而不能进行管道探测。本发明可以主要用在自来水管道定位上，与现有技术中的管线探测仪不同，本发明无论管道是什么材质都可进行探测，只需要待测管路6内部存在带压力的流体就可进行测量，如待测管路6内不存在带有压力流体，也可通过泵进行加压或将压力流体注入待测管路6进行探测。本发明利用流体流经变径管时会产生较大摩擦振动的原理实现管道振动的功能，然后利用振动传感器7采集振动信号，通过主机8将信号进行放大并处理，然后显示在带触摸的显示屏81上并将处理的信号转换成音频，输出到耳机82。利用变径管道、电磁阀及控制器4等制作成管道振动发生器10。此装置避免单独采用电磁阀作为脉冲产生器时在管道内部形成水锤从而影响管道损坏的情况，且可以根据待测管路6管道内径大小进行变径管道更换，从而配合控制器4等产生管道探测所需特定频率，提高探测的抗干扰性和定位精度。基于本发明一种管道定位方法的第一实施例，本发明管道定位方法的第二实施例中，所述步骤s11之前，还包括：步骤s22，确定所述待测管路6的流体运输起点位置，并确定流体运输起点至所述待测管路6终点之间由近到远的各个接口位置，以确定所述待测管路6的各个检测段；步骤s23，将所述管道振动发生器10分别安装于各个所述检测段的外接口；所述步骤s21，包括：步骤s24，获取所述振动传感器7在各个所述检测段检测到的各个振动信号和各个所述振动信号对应的探测位置点，以定位所述待测管路6的铺设路线。流体运输起点可以为检测区域内的流体运输起点，例如，进行自来水管定位时，流体运输起点可以为自来水的供水房。所述接口为待测管路6的可外接水管的位置，例如，管道井或用户用水口等。在探测区域内找到可外接水管的位置(管道井、用户用水口等)，将管道振动发生器10安装在待测管路6上，调节控制器4，使管道振动发生器10运行，产生特定频率的振动信号，将采集仪器进行频率区间设置，降低环境带来的信号干扰，然后从管道振动发生器10安装位置开始进行探测区域内的管道探测，根据显示屏81上的信号柱状条及耳机82内的声音大小进行管道位置判断，从而确定管道走向。此方法探测管道操作方式简单，不需要专业人员进行操作且仪器适用于恶劣环境。抗干扰力强。基于本发明一种管道定位方法的第二实施例，本发明管道定位方法的第三实施例中，所述步骤s24，包括：步骤s25，获取所述振动传感器7在各个所述检测段检测到的各个振动信号和各个所述振动信号对应的探测位置点，以定位每个所述检测段的所述待测管路6的铺设路线；步骤s26，将每个所述检测段的所述待测管路6的铺设路线连接，以定位所述待测管路6的铺设路线。为实现上述目的，本发明还提供一种管道定位装置，包括振动传感器7和如上述任一项所述的管道振动发生器10，所述管道振动发生器10用于连接待测管路6以使所述待测管路6振动，所述振动传感器7用于检测所述管道振动发生器10连接所述待测管路6后产生的管路振动信号。具体地，所述管道定位装置包括管道振动发生器10、主机8，以及分别与所述主机8信号连接的振动传感器7、显示屏81和耳机82。管道振动发生器10启动并产生振动后，检测人员佩戴耳机82，通过振动传感器7在管道振动发生器10与待测管路6的连接位置和流体运输起点的位置之间采集振动信号，根据振动信号强弱确定待测管路6的铺设线路。显示屏81可以为触摸控制屏，在测试过程中，可以通过触摸控制屏调节脉冲频率，以使振动信号与周围其他信号进行明显区分。利用流体流经变径管时会产生较大摩擦振动的原理，采用电磁阀、变径管及控制器4等制作成管道振动发生器10，以产生管道振动。利用振动传感器7采集振动信号进行放大并处理，使仪器可视可听，提高管道定位的精准度。利用变径管与电磁阀的开合产生振动信号，提高了振动信号的特殊性，避免了管道水锤的产生，降低了测试过程中对管道的损伤。增强了信号的抗干扰性，提高了管道探测的精准性。通过调整控制器4来控制电磁阀的开合，可以有效的根据环境噪声来调节产生的特殊信号，然后根据所调整的控制信号来调整检测主机8上的频率范围，能进一步提高管道探测的精准度，对城市建设施工避免一些不必要的损失及保障城市供水系统的稳定。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12