地下电磁波发射的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种地下电磁波发射机，包括：电源，为该发射机的各组成部分供电；传感器，测量地下管道信息，至少包括方位角、俯仰角、滚动角、位移参数；波形转换电路，将传感器的测量结果由方波转换为正弦波；无源晶振，生成甚低频信号；混频器，以波形转换电路输出的正弦波来调制无源晶振输出的甚低频信号，产生调制波；信号一级放大器，对调制波进行一级放大；信号功率放大器，对一级放大后的调制波进行功率放大；磁性天线，由磁棒和缠绕在磁棒上的线圈所组成，将功率放大后的调制波发射出去；所述磁棒的长度为30cm，直径为10cm，线圈采用直径为0.1cm铜线绕制，缠绕匝数为80匝。本申请提高了发射功率，因此大大提升了发射距离及深度。
【专利说明】地下电磁波发射机
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种非开挖式的地下管道测绘装置。
【背景技术】
[0002]在城市及乡村的地下，密布着电力、给水、排水、燃气、热力、通讯等管道。这些地下管道分属于不同单位建设和管理，建设时间有早有晚，有些仍在使用而有些已经废弃。出于建设城市地下空间的目的，有必要彻底了解各类地下管道的分布情况。
[0003]现有的非开挖式的地下管道测绘装置包括水平定向钻进定位仪(也称导向仪)、地质雷达、基于电磁感应的管线探测仪等。这些装置容易受到被测管道埋深的影响，管道埋深越大，测量精度越低，因此不适合用于地下管道的精确测绘。
[0004]以现有的水平定向钻进导向仪为例，其主要包括发射机和接收机。发射机在地下管道内运动，其上设有多种传感器，将采集到的倾角、位置、温度等测量结果以无线点播形式传递给地面上的接收机。接收机由此得以确定地下管道的轨迹。
实用新型内容
[0005]本申请所要解决的技术问题是提供一种非开挖式的地下管道测绘装置中的发射机，能够采用最优功率发射电磁波。
[0006]为解决上述技术问题，本申请地下电磁波发射机包括:
[0007]——电源，为该发射机的各组成部分供电；
[0008]——传感器，测量地下管道信息，至少包括方位角、俯仰角、滚动角、位移参数；
[0009]——波形转换电路，将传感器的测量结果由方波转换为正弦波；
[0010]——无源晶振，生成甚低频信号；
[0011]—混频器，以波形转换电路输出的正弦波来调制无源晶振输出的甚低频信号，产生调制波；
[0012]—信号一级放大器，对调制波进行一级放大；
[0013]-信号功率放大器,对一级放大后的调制波进行功率放大；
[0014]——磁性天线，由磁棒和缠绕在磁棒上的线圈所组成,将功率放大后的调制波发射出去；
[0015]所述磁棒的长度为30cm,直径为1cm,线圈采用直径为0.1cm铜线绕制,缠绕阻数为80阻。
[0016]进一步地，所述磁棒为铁氧体磁棒。
[0017]与传统的地下电磁波发射机相比，本申请通过对磁性天线采用经过多次试验反复优化的参数，使得其发射功率与现有产品相比提升了 3?5倍，因此大大提升了发射距离及深度。本申请采用甚低频电磁波发射信号，穿透地层能力强，信号衰减小，对周围信号的干扰小，适合对地下管道的测绘。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本申请的地下电磁波发射机的结构示意图；
[0019]图2是本申请的地下电磁波发射机的工作过程的示意图。
[0020]图中附图标记说明:
[0021]10为电源；11为传感器；12为波形转换电路；13为无源晶振；14为混频器；15为信号一级放大器；16为信号功率放大器；17为磁性天线；171为磁棒；172为线圈。
【具体实施方式】
[0022]请参阅图1，本申请的地下电磁波发射机包括电源10、传感器11、波形转换电路12、无源晶振13、混频器14、信号一级放大器15、信号功率放大器16、磁性天线17。这些组成部分都被外壳(未图示)所包围，以进行保护。为避免对电磁波产生干扰，所述外壳例如采用尼龙材料等。
[0023]所述电源10为发射机的各组成部分供电，例如采用可充电的锂电池。所述传感器11测量地下管道信息，例如方位角、俯仰角、滚动角、位移等参数。
[0024]请参阅图2，这是本申请的地下电磁波发射机的工作过程。所述传感器11的测量结果通常为方波。所述波形转换电路12采用电容和电感，将该方波转换为正弦波，优选转换为对称的正弦波(波峰与波谷的幅值相同方向相反)。所述波形转换电路12已经可以集成在一块集成电路芯片上，称为波形转换芯片。所述无源晶振13产生一个甚低频信号，SP频率为3kHz?30kHz的信号。所述混频器14以波形转换电路12输出的正弦波来调制无源晶振13输出的甚低频信号，所形成的调制波中就包含了传感器11的测量信息。
[0025]调制波经过信号一级放大器15进行一级放大，再经过信号功率放大器16进行推挽放大，提高其负载能力以加大功率。功率放大后的调制波通过磁性天线17发射出去。所述磁性天线17由磁棒171、缠绕在磁棒171上的线圈172共两部分组成。磁棒171例如采用铁氧体磁棒。
[0026]通过调整中磁棒171的尺寸(长径比)、线圈172的匝数以及组成线圈172的铜线直径，可以达到甚低频电磁波发射的最优功率。在最优功率下，甚低频电磁波的发送距离最远。优选地，所述磁棒171的长度为30cm，直径为10cm，线圈172采用直径为0.1cm铜线绕制，缠绕匝数为80匝，这些参数可以达到甚低频电磁波发射的最优功率。
[0027]本申请的地下电磁波发射机在实际应用时，从被测地下管道的一端向另一端运动，例如通过绳索拉动。在运动的过程中，该发射机将传感器的测量结果始终以最优发射功率通过甚低频电磁波的形式发射出去，地面上的接收机由此得知被测地下管道的三维结构。
[0028]以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种地下电磁波发射机，其特征是，包括: —电源，为该发射机的各组成部分供电； —传感器，测量地下管道信息，至少包括方位角、俯仰角、滚动角、位移参数； —波形转换电路，将传感器的测量结果由方波转换为正弦波； —无源晶振，生成甚低频信号； —混频器，以波形转换电路输出的正弦波来调制无源晶振输出的甚低频信号，产生调制波； —信号一级放大器，对调制波进行一级放大； -信号功率放大器，对一级放大后的调制波进行功率放大； —磁性天线，由磁棒和缠绕在磁棒上的线圈所组成，将功率放大后的调制波发射出去; 所述磁棒的长度为30cm,直径为1cm,线圈采用直径为0.1cm铜线绕制,缠绕阻数为80匝。
2.根据权利要求1所述的地下电磁波发射机，其特征是，所述磁棒为铁氧体磁棒。
【文档编号】H04B1/02GK203951465SQ201420357427
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】郑琪, 乌效鸣, 黄璐璐, 张峰, 卢海军, 路桂英, 吴川 申请人:上海新能凯博实业有限公司, 中国地质大学（武汉）