一种音频共振非金属管探测装置及探测方法与流程

1.本发明涉及管网探测技术领域，具体为一种音频共振非金属管探测装置及探测方法。


背景技术：

2.近年来随着城市化的不断加快，城市地下管线材质日益丰富，非金属管线如pe管等大量替代金属管线，广泛应用于城市管网建设。
3.金属管线本身导电、导磁，一般情况下与周边介质有明显的物性差异，可以选用电磁感应法等快速有效的路线探测方法。非金属管线由于不导电、不导磁且基本绝缘，常用的金属管线探测器无法对其探测，这对于确定地下非金属管线的位置和埋深，避免施工开挖造成破坏以及管理和维护管网安全等工作带来了很大困难。
4.而现有技术中对于非金属管道的探测方法常见有雷达探测法、示踪法、声波法以及地震波法等探测方法，针对声波传导法，其技术原理为：由发射机(震荡器)发射一定频率的声波信号，该信号由与管线连接的振动器传输到管壁或管道内流体上并沿管壁或管道内流体向远端传播，接收机(拾音器)在地面上捕捉该声波信号，从而确定管线位置；
5.在进行探测时，拾音器需要放置在地面上接收管道内流体粒子或管壁的声波振动信号，拾音器底端的三条支撑腿需要始终与地面接触，才能保证测量的正常进行和测量结果的精确性，而如果遇到不平整的地面时，这时操作人员则需将支撑腿的底部垫有一定高度的物品才能保证拾音器的平稳放置，非常的费时费力；另外，由于现有技术中整套声波管线探测设备通常使用工具箱进行收纳，为缩小拾音器的占据空间，拾音器底部三腿支架也需要拆卸下来进行放置，但在使用过程中，拾音器底部三腿支架频繁的安装拆卸会降低工作效率，同时使用较为不便。
6.为此，提出一种音频共振非金属管探测装置及探测方法。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种音频共振非金属管探测装置及探测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种音频共振非金属管探测装置，包括非金属管道，所述非金属管道埋设于地下，且非金属管道外圆面上固连快速连接口；所述快速连接口的一端延伸出地下并固连信号发射机；所述信号发射机的一端通过导线电性连接音频输出器；所述拾音器设置于地面，且拾音器的一端固连音频线；所述音频线的一端固连地面分析接收仪；所述拾音器包括壳体以及拾音元件；所述壳体与音频线的一端固连；所述壳体的内部上端设置有拾音元件；
9.所述壳体的内部下端设置有支撑机构，用于保持拾音器的放置平衡同时避免储存空间的占用。
10.优选的，所述支撑机构包括丝杠、滚珠螺母套、调节旋钮、连接杆、主支脚、找平机
构、限位板以及限位机构；
11.所述丝杠的外圆面下端设置限位机构并通过限位机构与壳体的下侧壁转动连接，且丝杠上端延伸进壳体内部；所述丝杠下端固连调节旋钮；所述丝杠延伸进壳体内部部分的下端滑动连接滚珠螺母套；所述丝杠延伸进壳体内部部分的顶端固连限位板；所述滚珠螺母套的外圆面固连呈环形匀布的三个连接杆；三个所述连接杆的一端均固连主支脚；所述主支脚的下端均贯穿壳体底壁延伸至外部，且主支脚的内部设置找平机构。
12.优选的，所述限位机构包括固连于壳体底壁中间位置的凹型卡板；所述丝杠外圆面靠近调节旋钮上方位置固连圆板，且圆板可于凹型卡板转动。
13.优选的，所述调节旋钮的上表面靠近丝杠的位置嵌入式固连第二磁铁；所述壳体下表面对应第二磁铁的位置固连第一磁铁，用于对支撑机构的限位，且第一磁铁及第二磁铁为异性磁极相对设置。
14.优选的，所述第一磁铁及第二磁铁磁场的相互吸附力大于由于主支脚及找平机构重力造成的滚珠螺母套扭转力。
15.优选的，所述滚珠螺母套活动至丝杠外圆面顶端时，主支脚已完全被提升收纳至壳体内部。
16.优选的，所述找平机构包括找平弹簧、副支脚、安装块、锁紧螺栓以及清理机构；所述主支脚的内部开设有空腔，且空腔内部顶端固连找平弹簧；所述主支脚中空腔内部靠近找平弹簧的下方设置副支脚；所述主支脚的下端固连安装块，且安装块的外圆面一侧通过螺纹贯穿连接锁紧螺栓，且锁紧螺栓贯穿安装块的一端抵紧副支脚；所述安装块的下表面固连清理机构。
17.优选的，所述清理机构包括固定块、吸水海绵以及清理刷；所述安装块的下表面固连固定块；所述固定块内圆面底侧呈环形固连清理刷；所述固定块内圆面上侧呈环形固连吸水海绵。
18.优选的，所述壳体的上表面一侧位置嵌入设置有水平尺，用于辅助找平机构实现快速找平。
19.一种音频共振非金属管探测方法，包括以下步骤：
20.s1：工作人员利用快速连接口对非金属管道与信号发射机进行连接；
21.s2：在s1步骤的基础上，启动音频输出器，音频输出器通过面板启动/停止调制波的输出；
22.s3：信号发射机将s2步骤中音频输出器产生的调制信号转变为声音振动；信号发射机通过快速连接口将内部的空气压缩振动器产生的声波，以管道侧壁及管道内流体为介质，延非金属管道向上下游两侧传播，一部分声波信号会穿透土壤及回填物到达地面；
23.s4：将拾音器放置于非金属管道上方的地面附近，并通过支撑机构与找平机构的配合实现拾音器于地面的水平放置；
24.s5：拾音器接收到s3步骤中信号发射机产生的声波后，通过音频线将声波信号传递至地面分析接收仪；
25.s6：地面分析接收仪通过对接收到的声波信号强度大小与原声波进行比较，从而定位非金属管道的位置及走向；
26.s7：完成非金属管探测后，将支撑机构与找平机构收回至拾音器内部，并对整套声
波管线探测设备使用工具箱进行收纳。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28.1、本发明通过设置支撑机构，在拾音器进行使用时，可以对拾音器底部的调节旋钮进行旋转，在限位机构的作用下，丝杠在壳体内部进行旋转，丝杠在进行旋转时，会带动套接在于外表面并与之滑动连接的滚珠螺母套在丝杠长度方向上上下移动，而与滚珠螺母套外圆面固定连接的三根连接杆以及主支脚会随之上下移动，进而实现主支脚在壳体上的收纳与伸出，从而在不对三角支脚进行安装拆卸的基础上实现了拾音器在工具箱的正常收纳，与现有技术相比，解决了频繁安装拆卸三角支脚带来的繁琐问题，同时提高了拾音器的使用效率。
29.2、本发明通过设置找平机构，能够快速对拾音器进行找平，相比较于现有技术需将支撑腿的底部垫有一定高度的物品才能保证拾音器的平稳放置，节约了找平时间，提高了找平效率，同时也解决了垫高物品不便寻找的问题。
附图说明
30.图1为本发明的步骤流程结构示意图；
31.图2为本发明的整体结构视图；
32.图3为本发明的拾音器外观结构视图；
33.图4为本发明的拾音器剖面结构视图；
34.图5为本发明的支撑机构结构视图；
35.图6为本发明的限位机构结构视图；
36.图7为本发明的找平机构结构视图；
37.图8为本发明的清理机构结构视图。
38.图中：1、非金属管道；2、快速连接口；3、音频输出器；4、信号发射机；5、地面分析接收仪；6、音频线；7、拾音器；71、壳体；72、拾音元件；8、支撑机构；81、丝杠；82、滚珠螺母套；83、调节旋钮；84、连接杆；85、主支脚；86、找平机构；861、找平弹簧；862、副支脚；863、安装块；864、锁紧螺栓；865、清理机构；866、水平尺；8651、固定块；8652、吸水海绵；8653、清理刷；87、限位板；88、限位机构；881、凹型卡板；882、圆板；883、第一磁铁；884、第二磁铁。
具体实施方式
39.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。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
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一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.请参阅图1至图8，本发明提供一种音频共振非金属管探测装置及探测方法技术方案：
43.一种音频共振非金属管探测装置，如图2至图4所示，包括非金属管道1，
44.所述非金属管道1埋设于地下，且非金属管道1外圆面上固连快速连接口2；所述快速连接口2的一端延伸出地下并固连信号发射机4；所述信号发射机4的一端通过导线电性连接音频输出器3；所述拾音器7设置于地面，且拾音器7的一端固连音频线6；所述音频线6的一端固连地面分析接收仪5；
45.所述拾音器7包括壳体71以及拾音元件72；所述壳体71与音频线6的一端固连；所述壳体71的内部上端设置有拾音元件72；
46.所述壳体71的内部下端设置有支撑机构8，用于保持拾音器7的放置平衡同时避免储存空间的占用。
47.如图5所示，所述支撑机构8包括丝杠81、滚珠螺母套82、调节旋钮83、连接杆84、主支脚85、找平机构86、限位板87以及限位机构88；
48.所述丝杠81的外圆面下端设置限位机构88并通过限位机构88与壳体71的下侧壁转动连接，且丝杠81上端延伸进壳体71内部；所述丝杠81下端固连调节旋钮83；所述丝杠81延伸进壳体71内部部分的下端滑动连接滚珠螺母套82；所述丝杠81延伸进壳体71内部部分的顶端固连限位板87；所述滚珠螺母套82的外圆面固连呈环形匀布的三个连接杆84；三个所述连接杆84的一端均固连主支脚85；所述主支脚85的下端均贯穿壳体71底壁延伸至外部，且主支脚85的内部设置找平机构86。
49.如图4及图5所示，所述滚珠螺母套82活动至丝杠81外圆面顶端时，主支脚85已完全被提升收纳至壳体71内部。
50.针对现有技术拾音器7放置于不平整的地面会影响测量的正常进行和测量结果的精确性以及拾音器7底部三腿支架安装拆卸繁琐的问题，本发明通过设置支撑机构8，在拾音器7进行使用时，可以对拾音器7底部的调节旋钮83进行旋转，在限位机构88的作用下，丝杠81在壳体71内部进行旋转，丝杠81在进行旋转时，会带动套接在于外表面并与之滑动连接的滚珠螺母套82在丝杠81长度方向上上下移动，而与滚珠螺母套82外圆面固定连接的三根连接杆84以及主支脚85会随之上下移动，进而实现主支脚85在壳体71上的收纳与伸出，从而在不对三角支脚进行安装拆卸的基础上实现了拾音器7在工具箱的正常收纳，与现有技术相比，解决了频繁安装拆卸三角支脚带来的繁琐问题，同时提高了拾音器7的使用效率；另外，本发明通过设置找平机构86，能够快速对拾音器7进行找平，相比较于现有技术需将支撑腿的底部垫有一定高度的物品才能保证拾音器7的平稳放置，节约了找平时间，提高了找平效率，同时也解决了垫高物品不便寻找的问题。
51.作为本发明的一种实施方式，如图6所示，所述限位机构88包括固连于壳体71底壁
中间位置的凹型卡板881；所述丝杠81外圆面靠近调节旋钮83上方位置固连圆板882，且圆板882可于凹型卡板881转动。
52.如图6所示，所述调节旋钮83的上表面靠近丝杠81的位置嵌入式固连第二磁铁884；所述壳体71下表面对应第二磁铁884的位置固连第一磁铁883，用于对支撑机构8的限位，且第一磁铁883及第二磁铁884为异性磁极相对设置。
53.如图6所示，所述第一磁铁883及第二磁铁884磁场的相互吸附力大于由于主支脚85及找平机构86重力造成的滚珠螺母套82扭转力。
54.在支撑机构8进行工作时，需要保持调节旋钮83及丝杠81与壳体71底壁转动连接但是却不会下坠的状态，通过在壳体71底壁中间位置的凹型卡板881，丝杠81外圆面靠近调节旋钮83上方位置固连圆板882，当圆板882卡在凹型卡板881中间时，既可以保持调节旋钮83及丝杠81相对于壳体71的转动，且能够保持静止状态不会坠落；另外，由于调节完毕后，若没有外力作用于调节旋钮83，在主支脚85及找平机构86重力作用下，会对滚珠螺母套82扭转力产生扭转力使得滚珠螺母套82在丝杠81上向下移动，进而无法保证支撑机构8的正常工作，通过在调节旋钮83的上表面靠近丝杠81的位置嵌入式固连第二磁铁884；所述壳体71下表面对应第二磁铁884的位置固连第一磁铁883，用于对支撑机构8的限位，且第一磁铁883及第二磁铁884为异性磁极相对设置，且第一磁铁883及第二磁铁884磁场的相互吸附力大于由于主支脚85及找平机构86重力造成的滚珠螺母套82扭转力，在对调节旋钮83进行转动调节时，可以手动用力克服第一磁铁883及第二磁铁884磁场的相互吸附力，进而使得调节旋钮83可以进行旋转，另外需要注意的是，本发明的第一磁铁883及第二磁铁884非环形磁铁，即手动调节调节旋钮83时也只需要克服第一磁铁883及第二磁铁884贴合时的磁力，并非所有旋转过程均需要克服第一磁铁883及第二磁铁884的吸附阻力，而调节完毕后，可以使得调节旋钮83转动至第一磁铁883及第二磁铁884贴合的状态，这样在磁力的作用下，就能克服由于主支脚85及找平机构86重力造成的滚珠螺母套82扭转力，进而能够保持支撑机构8的正常工作。
55.作为本发明的一种实施方式，如图7所示，所述找平机构86包括找平弹簧861、副支脚862、安装块863、锁紧螺栓864以及清理机构865；所述主支脚85的内部开设有空腔，且空腔内部顶端固连找平弹簧861；所述主支脚85中空腔内部靠近找平弹簧861的下方设置副支脚862；所述主支脚85的下端固连安装块863，且安装块863的外圆面一侧通过螺纹贯穿连接锁紧螺栓864，且锁紧螺栓864贯穿安装块863的一端抵紧副支脚862；所述安装块863的下表面固连清理机构865。
56.如图3所示，所述壳体71的上表面一侧位置嵌入设置有水平尺866，用于辅助找平机构86实现快速找平。
57.针对现有技术拾音器7放置于不平整的地面会影响测量的正常进行和测量结果的精确性的问题，本发明通过在主支脚85内部设置找平机构86，在遇到不平整的地面时，可以拧动倾斜面所在主支脚85上的锁紧螺栓864，这样，找平弹簧861在没有锁紧螺栓864对副支脚862的锁紧力的作用下，会在弹性势能及副支脚862重力的作用下将副支脚862向下推出，直至副支脚862抵住地面，此时可以观察水平尺866的水平状态，若表明此时拾音器7处于水平状态，即可以拧紧锁紧螺栓864，对副支脚862进行锁定，保证拾音器7处于水平状态，若拾音器7处于非平整状态，则继续调节副支脚862长度，直至处于水平状态为止，再拧紧锁紧螺
栓864，完成找平，通过设置找平机构86，能够快速对拾音器7进行找平，相比较于现有技术需将支撑腿的底部垫有一定高度的物品才能保证拾音器7的平稳放置，节约了找平时间，提高了找平效率，同时也解决了垫高物品不便寻找的问题。
58.作为本发明的一种实施方式，如图8所示，所述清理机构865包括固定块8651、吸水海绵8652以及清理刷8653；所述安装块863的下表面固连固定块8651；所述固定块8651内圆面底侧呈环形固连清理刷8653；所述固定块8651内圆面上侧呈环形固连吸水海绵8652。
59.在拾音器7使用完毕，尤其是使用找平机构86后，需要对副支脚862进行收纳，而在使用的地面泥巴灰尘较多的情况，这些杂物会随带着进入主支脚85内部，造成主支脚85的污染以及副支脚862伸缩口的堵塞，通过设置清理机构865，在对副支脚862进行收回时，副支脚862外表面的灰尘泥巴等杂物会被清理刷8653刮除，同时利用吸水海绵8652对其表面进行擦拭，保证副支脚862外表面的洁净，进而降低了主支脚85污染以及副支脚862伸缩口堵塞的可能性。
60.一种音频共振非金属管探测方法，如图1所示，包括以下步骤：
61.s1：工作人员利用快速连接口2对非金属管道1与信号发射机4进行连接；
62.s2：在s1步骤的基础上，启动音频输出器3，音频输出器3通过面板启动/停止调制波的输出；
63.s3：信号发射机4将s2步骤中音频输出器3产生的调制信号转变为声音振动；信号发射机4通过快速连接口2将内部的空气压缩振动器产生的声波，以管道侧壁及管道内流体为介质，延非金属管道1向上下游两侧传播，一部分声波信号会穿透土壤及回填物到达地面；
64.s4：将拾音器7放置于非金属管道1上方的地面附近，并通过支撑机构8与找平机构86的配合实现拾音器7于地面的水平放置；
65.s5：拾音器7接收到s3步骤中信号发射机4产生的声波后，通过音频线6将声波信号传递至地面分析接收仪5；
66.s6：地面分析接收仪5通过对接收到的声波信号强度大小与原声波进行比较，从而定位非金属管道1的位置及走向；
67.s7：完成非金属管探测后，将支撑机构8与找平机构86收回至拾音器7内部，并对整套声波管线探测设备使用工具箱进行收纳。
68.使用方法：首先，工作人员利用快速连接口2对非金属管道1与信号发射机4进行连接，启动音频输出器3，音频输出器3通过面板启动/停止调制波的输出，信号发射机4将s2步骤中音频输出器3产生的调制信号转变为声音振动；信号发射机4通过快速连接口2将内部的空气压缩振动器产生的声波，以管道侧壁及管道内流体为介质，延非金属管道1向上下游两侧传播，一部分声波信号会穿透土壤及回填物到达地面，将拾音器7放置于非金属管道1上方的地面附近，并通过支撑机构8与找平机构86的配合实现拾音器7于地面的水平放置，调节以及找平时，可以对拾音器7底部的调节旋钮83进行旋转，在限位机构88的作用下，丝杠81在壳体71内部进行旋转，丝杠81在进行旋转时，会带动套接在于外表面并与之滑动连接的滚珠螺母套82在丝杠81长度方向上上下移动，而与滚珠螺母套82外圆面固定连接的三根连接杆84以及主支脚85会随之上下移动，进而实现主支脚85在壳体71上的收纳与伸出；找平时，可以拧动倾斜面所在主支脚85上的锁紧螺栓864，这样，找平弹簧861在没有锁紧螺
栓864对副支脚862的锁紧力的作用下，会在弹性势能及副支脚862重力的作用下将副支脚862向下推出，直至副支脚862抵住地面，此时可以观察水平尺866的水平状态，若表明此时拾音器7处于水平状态，即可以拧紧锁紧螺栓864，对副支脚862进行锁定，保证拾音器7处于水平状态，若拾音器7处于非平整状态，则继续调节副支脚862长度，直至处于水平状态为止，再拧紧锁紧螺栓864，完成找平；拾音器7接收到信号发射机4产生的声波后，通过音频线6将声波信号传递至地面分析接收仪5，地面分析接收仪5通过对接收到的声波信号强度大小与原声波进行比较，从而定位非金属管道1的位置及走向。
69.该文中出现的电器元件均通过变压器与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，本发明所提供的产品型号只是为本技术方案依据产品的结构特征进行的使用，其产品会在购买后进行调整与改造，使之更加匹配和符合本发明所属技术方案，其为本技术方案一个最佳应用的技术方案，其产品的型号可以依据其需要的技术参数进行替换和改造，其为本领域所属技术人员所熟知的，因此，本领域所属技术人员可以清楚的通过本发明所提供的技术方案得到对应的使用效果。
70.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。