地下管道尋跡儀及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種非開(kāi)挖式的地下管道測(cè)繪裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在城市及鄉(xiāng)村的地下，密布著電力、給水、排水、燃?xì)?、熱力、通訊等管道。這些地下管道分屬于不同單位建設(shè)和管理，建設(shè)時(shí)間有早有晚，有些仍在使用而有些已經(jīng)廢棄。出于建設(shè)城市地下空間的目的，有必要徹底了解各類地下管道的分布情況。
[0003]現(xiàn)有的非開(kāi)挖式的地下管道測(cè)繪裝置包括水平定向鉆進(jìn)定位儀(也稱導(dǎo)向儀)、地質(zhì)雷達(dá)、基于電磁感應(yīng)的地下管線探測(cè)儀等。
[0004]以現(xiàn)有的水平定向鉆進(jìn)導(dǎo)向儀為例，其主要包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。發(fā)射機(jī)在地下管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其上設(shè)有多種傳感器，將采集到的傾角、位置、溫度等測(cè)量結(jié)果以無(wú)線電波形式傳遞給地面上的接收機(jī)。接收機(jī)由此得以確定地下管道的軌跡。然而，水平定向鉆進(jìn)導(dǎo)向儀是與水平定向鉆機(jī)配合工作的，所測(cè)量的是水平定向鉆機(jī)的鉆孔軌跡。如果應(yīng)用于地下管道的測(cè)量，由于水平定向鉆進(jìn)導(dǎo)向儀在地下管道內(nèi)沒(méi)有支撐和固定裝置，因而無(wú)法完成對(duì)地下管道的精確定位。此外，水平定向鉆進(jìn)導(dǎo)向儀還具有功率小、信號(hào)強(qiáng)度弱的缺點(diǎn)。而地質(zhì)雷達(dá)也具有探測(cè)精度低、頻譜分析困難的缺點(diǎn)?；陔姶鸥袘?yīng)的地下管線探測(cè)儀則具有適用范圍小、易受外界干擾的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種成本低廉、簡(jiǎn)便可行的非開(kāi)挖式的地下管道測(cè)繪裝置。為此，本申請(qǐng)還要提供所述地下管道測(cè)繪裝置的工作方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)地下管道尋跡儀，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)；
[0007]所述發(fā)射機(jī)包括本體，所述本體內(nèi)包含電源、信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)功率放大器、匹配天線；所述電源為本體內(nèi)的其余各組成部分供電；所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生甚低頻信號(hào)；所述信號(hào)功率放大器對(duì)該甚低頻信號(hào)進(jìn)行功率放大；所述匹配天線將功率放大后的甚低頻信號(hào)發(fā)射出去；
[0008]所述接收機(jī)包括電源、天線、接收放大電路、衛(wèi)星定位裝置、顯示屏；所述電源為接收機(jī)內(nèi)的其余各組成部分供電；所述天線接收甚低頻信號(hào)；所述接收放大電路將所接收的甚低頻信號(hào)進(jìn)行放大；所述衛(wèi)星定位裝置為接收機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位；所述顯示屏上顯示接收機(jī)的當(dāng)前位置、以及當(dāng)前位置的前、后、左、右處所接收的甚低頻信號(hào)強(qiáng)度。
[0009]本申請(qǐng)道尋跡儀的工作方法包括如下步驟:
[0010]第1步，發(fā)射機(jī)在地下管道內(nèi)從測(cè)繪起點(diǎn)前進(jìn)一段距離，然后停止運(yùn)動(dòng)；
[0011]第2步，發(fā)射機(jī)在地下管道的當(dāng)前停止位置發(fā)射甚低頻信號(hào)；
[0012]第3步，工作人員手持接收機(jī)在地面上進(jìn)行二維運(yùn)動(dòng)，接收機(jī)的顯示屏實(shí)時(shí)地顯示各個(gè)位置、以及該位置的前、后、左、右處所接收到甚低頻信號(hào)的強(qiáng)度；直至在某一位置所接收到的信號(hào)強(qiáng)度最大，而該位置的前、后、左、右處所接收到的信號(hào)強(qiáng)度均小于該位置，表明該位置為發(fā)射機(jī)的當(dāng)前停止位置的正上方；接收機(jī)通過(guò)衛(wèi)星定位裝置記錄該位置的二維坐標(biāo)，并計(jì)算得到發(fā)射機(jī)的當(dāng)前深度，從而得到發(fā)射機(jī)的當(dāng)前停止位置的三維坐標(biāo)并予以記錄;
[0013]第4步，重復(fù)第1步?第3步，直至發(fā)射機(jī)抵達(dá)地下管道內(nèi)的測(cè)繪終點(diǎn)；將發(fā)射機(jī)的每個(gè)停止位置的三維坐標(biāo)連線便得到了整個(gè)地下管道的三維位置分布。
[0014]本申請(qǐng)地下管道尋跡儀及其工作方法的成本低廉、簡(jiǎn)便易用，而且測(cè)繪結(jié)果較為精準(zhǔn)，測(cè)繪深度可達(dá)30米。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本申請(qǐng)的地下管道尋跡儀的一個(gè)實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是發(fā)射機(jī)的外觀示意圖；
[0017]圖3是接收機(jī)的外觀示意圖；
[0018]圖4是拖繩裝置的外觀示意圖。
[0019]圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0020]1為發(fā)射機(jī)；11為本體；12為支撐爪；2為接收機(jī)；21為顯示屏；22為尋跡把手；3為拖繩裝直；31為卷筒；32為fe制器；33為電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]請(qǐng)參閱圖1，這是本申請(qǐng)的地下管道尋跡儀的一個(gè)實(shí)施例，包括發(fā)射機(jī)1、接收機(jī)2和拖繩裝置3。其中的拖繩裝置3用于拖動(dòng)發(fā)射機(jī)1在地下管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)。在其他的實(shí)施例中，拖繩裝置3也可以省略，例如可由工作人員手持發(fā)射機(jī)1在地下管道內(nèi)行進(jìn)，或者在發(fā)射機(jī)1上集成自主運(yùn)動(dòng)裝置等，只要能使發(fā)射機(jī)1在地下管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)即可。
[0022]請(qǐng)參閱圖2，所述發(fā)射機(jī)1包括本體11和至少一個(gè)支撐爪12，支撐爪12通常設(shè)置在本體11的軸線方向的前方和/或后方。在其余的實(shí)施例中，支撐爪12也可以省略。在本體11內(nèi)包含電源、信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)功率放大器、匹配天線等。所述電源為本體11內(nèi)的其余各組成部分供電。所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生甚低頻信號(hào)，即頻率在3kHz?30kHz之間。所述信號(hào)功率放大器對(duì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的甚低頻信號(hào)進(jìn)行功率放大。所述匹配天線將功率放大后的甚低頻信號(hào)發(fā)射出去。支撐爪12大致成錐形，采用彈性可收復(fù)式結(jié)構(gòu)，利用彈簧的擠壓力將本體11的軸線方向固定在管道的軸線上。
[0023]所述接收機(jī)2包括電源、天線、接收放大電路、衛(wèi)星定位裝置、顯示屏21等。所述電源為接收機(jī)2內(nèi)的其余各組成部分供電。所述天線接收甚低頻信號(hào)。所述接收放大電路將天線接收的甚低頻信號(hào)進(jìn)行放大。所述衛(wèi)星定位裝置例如為GPS接收機(jī)、格洛納斯接收機(jī)、北斗接收機(jī)等，用來(lái)為接收機(jī)2進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。在接收機(jī)2中還可根據(jù)實(shí)際地層情況，隨時(shí)調(diào)整對(duì)應(yīng)地磁系數(shù)，以便于從接收信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算出發(fā)射機(jī)深度的精確性。在顯示屏21上顯示接收機(jī)2的當(dāng)前位置所接收的甚低頻信號(hào)強(qiáng)度，還顯示當(dāng)前位置的前、后、左、右四個(gè)方向相隔一定距離(例如相隔0.1米)所接收的甚低頻信號(hào)強(qiáng)度。如果當(dāng)前位置的前、后、左、右任意方向相隔一定距離尚未測(cè)量所接收的甚低頻信號(hào)強(qiáng)度，則顯示“未測(cè)量”或類似的提示內(nèi)容。優(yōu)選地，接收機(jī)2的兩側(cè)都具有尋跡把手22，便于雙手持握。
[0024]請(qǐng)參閱圖4，所述拖繩裝置3包括卷筒31、控制器32、電機(jī)33等。在卷筒31上纏繞有繩索，優(yōu)選為不易變形的鋼絲繩。繩索的末端連接著發(fā)射機(jī)1。電機(jī)33每次轉(zhuǎn)動(dòng)，就帶動(dòng)卷筒31轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)繩索被纏繞到卷筒31上，發(fā)射機(jī)1就朝著拖繩裝置3的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)繩索從卷筒3