一種基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深裝置，屬于雷達(dá)測深領(lǐng)域，用以提供一種能夠?qū)崟r顯示標(biāo)識帶深度的測深裝置，包括管線、鋪設(shè)在管線上方的標(biāo)識帶，以及雷達(dá)探測儀，其特征在于，標(biāo)識帶內(nèi)封裝薄層鋁箔，所述雷達(dá)探測儀包括雷達(dá)波發(fā)射單元、雷達(dá)波接收單元、數(shù)據(jù)記錄單元、數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元，能夠?qū)崿F(xiàn)對地下標(biāo)識帶的實時深度測量，并能夠直接在裝置顯示屏上顯示；實時對對地下標(biāo)識帶狀態(tài)進(jìn)行測量，投資造價低，成本低，經(jīng)濟(jì)適用。
【專利說明】一種基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)測深領(lǐng)域，具體地說，涉及一種基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，針對現(xiàn)有地下管線的管理方法主要有兩種:一種是地上標(biāo)識管理，即:在地面上設(shè)置警示物；一種是在地下標(biāo)識管理，即:在地下管線上方30-70公分處鋪設(shè)行蹤標(biāo)識帶，當(dāng)再挖掘時標(biāo)識帶折疊部會隨挖掘工具被動打開，被拖至地面，對挖掘者起到提示或警示作用。標(biāo)識帶至地面的距離在管溝開挖時對管溝的深度挖掘也有嚴(yán)格的規(guī)定，明確了從標(biāo)識帶到管線的距離，標(biāo)識帶到地面的距離也基本清楚。但是，地下管線的使用壽命要達(dá)到30-50年，質(zhì)量好、維修保養(yǎng)到位的管線有的會超過100年。而隨著時間的推移由于人員反復(fù)切換、交接不到位所造成的數(shù)據(jù)遺漏、人為因素反復(fù)開挖造成的標(biāo)識物的遺失，再加上自然因素如，地球淺表土層的變化、地下沙土因水或氣體作用造成的部分流失，都會造成現(xiàn)有標(biāo)識管理方式的失效。
[0003]現(xiàn)有的標(biāo)識管理方式，無論是地上還是地下，都沒能解決對地下管線當(dāng)前狀態(tài)的實時標(biāo)識。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)，根據(jù)標(biāo)識帶的埋深以及位置變化可間接的推測出地下管線周圍土層變化情況，為管線安全檢測和施工挖掘提供參考依據(jù)。
[0005]本發(fā)明所述的基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)，包括管線、鋪設(shè)在管線上方的標(biāo)識帶，以及雷達(dá)探測儀，其特征在于，標(biāo)識帶內(nèi)封裝薄層鋁箔，所述雷達(dá)探測儀包括雷達(dá)波發(fā)射單元、雷達(dá)波接收單元、數(shù)據(jù)記錄單元、數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元；
[0006]雷達(dá)波發(fā)射單元，用于發(fā)射雷達(dá)波；
[0007]雷達(dá)波接收單元，用于接收從標(biāo)識帶中的薄層鋁箔后反射回來的雷達(dá)波；
[0008]所述數(shù)據(jù)記錄單元，用于記錄雷達(dá)波發(fā)射單元發(fā)射雷達(dá)信號的時間和雷達(dá)波接受收單元接受收反射回來的雷達(dá)波的時間t2 ;并將該信息傳輸給數(shù)據(jù)處理單元；
[0009]所述數(shù)據(jù)處理單元，接受數(shù)據(jù)記錄單元傳輸來的信號，通過預(yù)設(shè)的算法程序得到雷達(dá)波在土壤中的平均傳播速度vt，進(jìn)而得到標(biāo)識帶距離地面的深度h = U2-^VtA ；
[0010]所述顯示單元，用以實時顯示數(shù)據(jù)處理模塊反饋的標(biāo)識帶的實時深度h。
[0011]結(jié)合地下行蹤標(biāo)識帶，在標(biāo)識帶內(nèi)封裝一層鋁箔，利用此測深裝置可實現(xiàn)對附有鋁箔的行蹤標(biāo)識帶埋深的實時測量。標(biāo)識帶輕薄柔韌，鋪設(shè)在管線上方30-70公分處，沿管線延伸，當(dāng)管線周圍由于自然原因或管道自身泄漏造成管線周邊砂土流失、地下土層結(jié)構(gòu)變化時，管線上方的標(biāo)識帶也會隨周圍土層的變化而變化，或是漂移或是斷裂。使用測深裝置對行蹤標(biāo)識帶進(jìn)行探測，若發(fā)現(xiàn)行蹤標(biāo)識帶的位置或埋深突然發(fā)生了巨大的變動，甚至無法探測到標(biāo)識帶的深度數(shù)據(jù)，則很可能是此處地下的土層結(jié)構(gòu)發(fā)生了劇烈的變動，或已形成地下空洞。此時，必須對此區(qū)域進(jìn)行戒嚴(yán)，立即進(jìn)行開挖排查，防止災(zāi)害性的事故發(fā)生。
[0012]雷達(dá)波發(fā)射單元發(fā)射出電磁波，雷達(dá)波接收單元收到反射回的電磁波信號，在探測過程中，數(shù)據(jù)記錄單元自動記錄雷達(dá)發(fā)射出探測信號的時間和接收經(jīng)標(biāo)識帶中的鋁箔層反射回的電磁波信號到達(dá)的時間。此測深裝置中內(nèi)置幾種雷達(dá)波速度計算程序，如采用介電常數(shù)法、反射系數(shù)法等程序，以及標(biāo)識帶到地面距離的算法程序；可根據(jù)當(dāng)時所處環(huán)境選擇最合適的雷達(dá)波速計算方式，高效的計算出雷達(dá)波速，為深度計算提供可靠數(shù)據(jù)。能夠探查管線周邊土層的變化，根據(jù)標(biāo)識帶位置和埋深的變化情況，推斷地下管線周邊土層是否發(fā)生了大的改變，一旦發(fā)生改變則要進(jìn)行開挖排查，并進(jìn)行維護(hù)。
[0013]優(yōu)選的，所述雷達(dá)波的頻率為25MHz?2GHz。
[0014]優(yōu)選的，所述的封裝有薄層鋁箔的標(biāo)識帶為一種細(xì)長形薄帶，其寬度為10?20cm，優(yōu)選為15cm。雷達(dá)探測對探測對象有著特殊的要求，探測對象的尺寸大小至少為埋深的1/10，采用該寬度的波薄層鋁箔能夠滿足雷達(dá)探測要求以及提高實時測量的精度。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:能夠利用此裝置實現(xiàn)對地下標(biāo)識帶的實時深度測量，并能夠直接在裝置顯示屏上顯示；僅使用一層薄層鋁箔就將現(xiàn)在的地下標(biāo)識帶變成了地下環(huán)境晴雨表，測深裝置與鋁箔標(biāo)識帶結(jié)合，實現(xiàn)了對地下標(biāo)識帶實時狀態(tài)的測量，投資造價低，成本低，經(jīng)濟(jì)適用；操作方法簡單，作業(yè)人員手持測深裝置沿標(biāo)識帶進(jìn)行巡查，便能隨時查看當(dāng)時標(biāo)識帶的埋深，以此來判斷地下標(biāo)識帶周邊環(huán)境的狀況，節(jié)省人力物力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的測量原理圖；
[0017]圖2是本發(fā)明標(biāo)識帶放大圖；
[0018]圖3是標(biāo)識帶漂移不意圖；
[0019]圖4是標(biāo)識帶斷裂示意圖；
[0020]其中，1-雷達(dá)探測儀；2_標(biāo)識帶；3_管線。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步解釋。
[0022]實施例1
[0023]一種基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)，包括管線3，鋪設(shè)在管線3上方的標(biāo)識帶2，以及雷達(dá)探測儀1，標(biāo)識帶2內(nèi)封裝有薄層鋁箔，薄層鋁箔的寬度為15cm，所述標(biāo)識帶2鋪設(shè)于地下管線3上方30?70cm，如圖2所示，該信息在管線鋪設(shè)之初就已知，雷達(dá)探測儀探測到的標(biāo)識帶到地面的距離h，得知標(biāo)識帶的埋深。
[0024]h的探測方法如下:
[0025]雷達(dá)探測儀I包括雷達(dá)波發(fā)射單元、雷達(dá)波接收單元、數(shù)據(jù)記錄單元、數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元；所述雷達(dá)波的頻率為25MHz?2GHz ;雷達(dá)波發(fā)射單元,用于發(fā)射雷達(dá)波；雷達(dá)波接收單元，用于接收到達(dá)標(biāo)識帶薄層鋁箔后反射回來的雷達(dá)波；所述數(shù)據(jù)記錄單單元，用于記錄雷達(dá)波發(fā)射單元發(fā)射雷達(dá)信號的時間^和雷達(dá)波接收單元接受收到反射回來的雷達(dá)波信號的時間t2;并將該信息傳輸給數(shù)據(jù)處理單元；所述數(shù)據(jù)處理單元，接收數(shù)據(jù)記錄單元傳輸來的信號，根據(jù)測量現(xiàn)場的土層構(gòu)造情況，選擇不同的雷達(dá)波速計算方式，通過算法模塊得到雷達(dá)波在土壤中的平均傳播速度Vt，進(jìn)而得到標(biāo)識帶距離地面的深度h =U2-^vtA,然后將該數(shù)據(jù)h傳輸給顯示單元，工作人員可以通過雷達(dá)探測儀讀取h。
[0026]如圖3、4所示，如標(biāo)識帶2發(fā)生了漂移或者斷裂，則雷達(dá)探測儀上的探測到的數(shù)據(jù)會顯示異常，如探測到標(biāo)識帶的位置或者埋深發(fā)生了巨大的變動或者無法探測到數(shù)據(jù)，則很可能是地下土層結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化而導(dǎo)致標(biāo)識帶漂移或斷裂，甚至地下管線周圍已經(jīng)形成了空洞，容易造成地面的塌陷，此時需要立即開挖排查。
[0027]實施例2
[0028]本實施例除以下特征外與實施例1相同:
[0029]薄層鋁箔的寬度為10cm。
[0030]實施例3
[0031]本實施例除以下特征外與實施例1相同:
[0032]薄層鋁箔的寬度為20cm。
【權(quán)利要求】
1.一種基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)，包括管線、鋪設(shè)在管線上方的標(biāo)識帶，以及雷達(dá)探測儀，其特征在于，標(biāo)識帶內(nèi)封裝薄層鋁箔，所述雷達(dá)探測儀包括雷達(dá)波發(fā)射單元、雷達(dá)波接收單元、數(shù)據(jù)記錄單元、數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元； 雷達(dá)波發(fā)射單元，用于發(fā)射雷達(dá)波； 雷達(dá)波接收單元，用于接收從標(biāo)識帶中的薄層鋁箔后反射回來的雷達(dá)波； 所述數(shù)據(jù)記錄單元，用于記錄雷達(dá)波發(fā)射單元發(fā)射雷達(dá)信號的時間和雷達(dá)波接收單元接收反射回來的雷達(dá)波的時間t2;并將該信息傳輸給數(shù)據(jù)處理單元； 所述數(shù)據(jù)處理單元，接受數(shù)據(jù)記錄單元傳輸來的信號，通過預(yù)設(shè)的算法程序得到雷達(dá)波在土壤中的平均傳播速度vt，進(jìn)而得到標(biāo)識帶距離地面的深度h =； 所述顯示單元，用以實時顯示數(shù)據(jù)處理模塊反饋的標(biāo)識帶的實時深度h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)識帶位于管線上方30?70cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述雷達(dá)波的頻率為25MHz?2GHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述薄層鋁箔的封裝在標(biāo)識帶內(nèi)的細(xì)長形薄帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述薄層鋁箔的寬度為10?20cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于雷達(dá)探測技術(shù)的標(biāo)識帶實時測深系統(tǒng)，其特征在于，所述薄層鋁箔的寬度為15cm。
【文檔編號】G01B15/00GK104236488SQ201410507773
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】解思亮, 趙洪波, 曹慧子 申請人:青島厚科信息工程有限公司