專(zhuān)利名稱(chēng)：基于矩形空芯傳感器陣列的地下管道分布探測(cè)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于矩形空芯傳感器陣列的地下管道分布探測(cè)裝置及方法。
背景技術(shù)：
地下管道、電纜在當(dāng)今城市基本建設(shè)中得到了極其廣泛的應(yīng)用，在國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的生產(chǎn)生活中占有極其重要位置。地下管道、電纜的分布探測(cè)是檢測(cè)和保護(hù)其安全運(yùn)行的重要手段。地下管道分布探測(cè)技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)將起到確保地下管道、電纜安全運(yùn)營(yíng)，方便地下管道、電纜的驗(yàn)收與檢修，同時(shí)能避免對(duì)地下管道、電纜的不必要破壞，大大減少因頻繁大修所引起的損失，防止施工過(guò)程中對(duì)地下管道、電纜的損害，大大節(jié)約了城市建設(shè)的資金和時(shí)間。 在已有的研究成果中，地下金屬管道探測(cè)大多采用發(fā)射機(jī)激勵(lì)管線(xiàn)，接收機(jī)感應(yīng)接受的方法進(jìn)行探測(cè)。在此方法中，發(fā)射機(jī)需要激勵(lì)金屬管道或電纜，必須與管道或電纜進(jìn)行硬件連接，且要求發(fā)射機(jī)盡量靠近目標(biāo)管線(xiàn)，工程量大，要求條件苛刻，甚至要定點(diǎn)開(kāi)挖覆土才能實(shí)現(xiàn)，不便實(shí)施。此外還要求接收機(jī)不能距離發(fā)射機(jī)太近，以防發(fā)射機(jī)的直接干擾，又造成了檢測(cè)實(shí)施的不便性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于矩形空芯傳感器陣列的地下管道分布探測(cè)裝置及方法，可以在不開(kāi)挖覆土、無(wú)需激勵(lì)、真正無(wú)接觸、不影響正常使用的情況下，通過(guò)直接檢測(cè)位于管道地表上方的傳感器電感變化即可方便準(zhǔn)確的檢測(cè)地下管道的分布走向。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種基于矩形空芯傳感器陣列的地下管道分布探測(cè)裝置，用于測(cè)量地下金屬管道、線(xiàn)纜等的走向情況，其特點(diǎn)是，包含矩形空芯傳感器陣列、選通開(kāi)關(guān)、電感測(cè)量?jī)x及上位計(jì)算機(jī)；
所述的矩形空芯傳感器陣列由若干組在矩形空芯上繞制的長(zhǎng)條形線(xiàn)圈組合而成，且每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈的接線(xiàn)端經(jīng)過(guò)選通開(kāi)關(guān)與電感測(cè)量?jī)x的輸入端相連；
所述的電感測(cè)量?jī)x可以測(cè)量每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈的電感值，通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)將電感值導(dǎo)入上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。每組所述的長(zhǎng)條形線(xiàn)圈長(zhǎng)寬尺寸比例為2 10。每組所述的長(zhǎng)條形線(xiàn)圈的繞線(xiàn)匝數(shù)介于3 200之間，且繞線(xiàn)的直徑在O. ImnTlOmm之間。一種利用權(quán)利要求I所述的探測(cè)裝置測(cè)量地下管道分布的方法，其特點(diǎn)是，該方法包含如下步驟
步驟I、在矩形空芯傳感器陣列周?chē)鸁o(wú)物體時(shí)，通過(guò)控制選通開(kāi)關(guān)，使電感測(cè)量?jī)x依次測(cè)量每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈的電感值，再通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)送入到上位計(jì)算機(jī)；步驟2、在探測(cè)位置上方固定矩形空芯傳感器陣列，要求將其水平放置，以此保證各組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈距地面高度相等；通過(guò)控制選通開(kāi)關(guān)，使電感測(cè)量?jī)x依次測(cè)量每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈的電感值，再通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)送入上位計(jì)算機(jī)；
步驟3、上位計(jì)算機(jī)通過(guò)計(jì)算比較，確定周?chē)鸁o(wú)物體和在探測(cè)位置上方時(shí)的電感變化值最大的一組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈，地下管道的走向即與該組線(xiàn)圈近似平行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在不開(kāi)挖覆土、無(wú)需激勵(lì)、真正無(wú)接觸、不影響正常使用的情況下，方便快速地確定地下金屬管道、電纜分布走向。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而言，這一技術(shù)更實(shí)用、更方便、更易操作，是最具可行性的地下管線(xiàn)無(wú)損探測(cè)工 具之一。


圖I為本發(fā)明基于矩形空芯傳感器陣列的地下管道分布探測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明矩形空芯傳感器陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。如圖I所示，一種基于矩形空芯傳感器陣列的地下管道分布探測(cè)裝置，用于測(cè)量地下金屬管道、線(xiàn)纜等的走向情況，其特征在于，包含矩形空芯傳感器陣列I、選通開(kāi)關(guān)2、電感測(cè)量?jī)x3及上位計(jì)算機(jī)4 ；
所述的矩形空芯傳感器陣列I由4組在矩形空芯上繞制的長(zhǎng)條形線(xiàn)圈11組合而成(參見(jiàn)圖2)，且每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈11的接線(xiàn)端經(jīng)過(guò)選通開(kāi)關(guān)2與電感測(cè)量?jī)x3的輸入端相連；所述的電感測(cè)量?jī)x3可以測(cè)量每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈11的電感值，通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)將電感值導(dǎo)入上位計(jì)算機(jī)4進(jìn)行分析。每組所述的長(zhǎng)條形線(xiàn)圈11長(zhǎng)寬尺寸比例為2 10。每組所述的長(zhǎng)條形線(xiàn)圈11的繞線(xiàn)匝數(shù)介于:Γ200之間，且繞線(xiàn)的直徑在O. ImnTlOmm 之間。一種利用上述的探測(cè)裝置測(cè)量地下管道分布的方法，包含如下步驟
步驟I、在矩形空芯傳感器陣列I周?chē)鸁o(wú)物體時(shí)，通過(guò)控制選通開(kāi)關(guān)2，使電感測(cè)量?jī)x3依次測(cè)量每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈11的電感值，再通過(guò)USB數(shù)據(jù)線(xiàn)送入到上位計(jì)算機(jī)4 ;
步驟2、在探測(cè)位置上方固定矩形空芯傳感器陣列1，要求將其水平放置，以此保證各組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈11距地面高度相等；通過(guò)控制選通開(kāi)關(guān)2，使電感測(cè)量?jī)x3依次測(cè)量每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈11的電感值，再通過(guò)USB數(shù)據(jù)線(xiàn)送入上位計(jì)算機(jī)4;
步驟3、上位計(jì)算機(jī)4通過(guò)計(jì)算比較，確定周?chē)鸁o(wú)物體和在探測(cè)位置上方時(shí)的電感變化值最大的一組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈11，地下管道的走向即與該組線(xiàn)圈近似平行。因?yàn)榇藭r(shí)地下管道與線(xiàn)圈平行，對(duì)該線(xiàn)圈原有磁路的影響最大，導(dǎo)致該線(xiàn)圈的電感變化值也最大。綜上所述，本發(fā)明一種基于矩形空芯傳感器陣列的地下管道分布探測(cè)裝置及方法，可以在不開(kāi)挖覆土、無(wú)需激勵(lì)、真正無(wú)接觸、不影響正常使用的情況下，通過(guò)直接檢測(cè)位于管道地表上方的傳感器電感變化即可方便準(zhǔn)確的檢測(cè)地下管道的分布走向。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種基于矩形空芯傳感器陣列的地下管道分布探測(cè)裝置，用于測(cè)量地下金屬管道、線(xiàn)纜等的走向情況，其特征在于，包含矩形空芯傳感器陣列(I)、選通開(kāi)關(guān)(2)、電感測(cè)量?jī)x(3)及上位計(jì)算機(jī)(4); 所述的矩形空芯傳感器陣列(I)由若干組在矩形空芯上繞制的長(zhǎng)條形線(xiàn)圈(11)組合而成，且每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈(11)的接線(xiàn)端經(jīng)過(guò)選通開(kāi)關(guān)(2 )與電感測(cè)量?jī)x(3 )的輸入端相連； 所述的電感測(cè)量?jī)x(3 )可以測(cè)量每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈(11)的電感值，通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)將電感值導(dǎo)入上位計(jì)算機(jī)(4)進(jìn)行分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于矩形空芯傳感器陣列的地下管道分布探測(cè)裝置，其特征在于，每組所述的長(zhǎng)條形線(xiàn)圈(11)長(zhǎng)寬尺寸比例為2 10。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于矩形空芯傳感器陣列的地下管道分布探測(cè)裝置，其特征在于，每組所述的長(zhǎng)條形線(xiàn)圈(11)的繞線(xiàn)匝數(shù)介于:Γ200之間，且繞線(xiàn)的直徑在O.ImnTlOmm 之間。
4.一種利用權(quán)利要求I所述的探測(cè)裝置測(cè)量地下管道分布的方法，其特征在于，該方法包含如下步驟 步驟I、在矩形空芯傳感器陣列(I)周?chē)鸁o(wú)物體時(shí)，通過(guò)控制選通開(kāi)關(guān)(2)，使電感測(cè)量?jī)x(3)依次測(cè)量每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈(11)的電感值，再通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)送入到上位計(jì)算機(jī)(4)； 步驟2、在探測(cè)位置上方固定矩形空芯傳感器陣列(1)，要求將其水平放置，以此保證各組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈(11)距地面高度相等；通過(guò)控制選通開(kāi)關(guān)(2)，使電感測(cè)量?jī)x(3)依次測(cè)量每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈(11)的電感值，再通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)送入上位計(jì)算機(jī)(4)； 步驟3、上位計(jì)算機(jī)(4)通過(guò)計(jì)算比較，確定周?chē)鸁o(wú)物體和在探測(cè)位置上方時(shí)的電感變化值最大的一組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈(11 )，地下管道的走向即與該組線(xiàn)圈近似平行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于矩形空芯傳感器陣列的地下管道分布探測(cè)裝置及方法，用于測(cè)量地下金屬管道、線(xiàn)纜等的走向情況，該裝置包含矩形空芯傳感器陣列、選通開(kāi)關(guān)、電感測(cè)量?jī)x及上位計(jì)算機(jī)；矩形空芯傳感器陣列由若干組在矩形空芯上繞制的長(zhǎng)條形線(xiàn)圈組合而成，且每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈的接線(xiàn)端經(jīng)過(guò)選通開(kāi)關(guān)與電感測(cè)量?jī)x的輸入端相連；電感測(cè)量?jī)x可以測(cè)量每組長(zhǎng)條形線(xiàn)圈的電感值，通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)將電感值導(dǎo)入上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。該發(fā)明可以在不開(kāi)挖覆土、無(wú)需激勵(lì)、真正無(wú)接觸、不影響正常使用的情況下，通過(guò)直接檢測(cè)位于管道地表上方的傳感器電感變化即可方便準(zhǔn)確的檢測(cè)地下管道的分布走向。
文檔編號(hào)G01V3/11GK102721981SQ20121023239
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者尹武良, 李安陽(yáng) 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)