數(shù)字式地下管線探測(cè)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字式地下管線探測(cè)儀，屬于線纜探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于我國(guó)的城市化建設(shè)發(fā)展迅速。客觀存在多家施工單位在不同時(shí)段對(duì)同一路面進(jìn)行不同要求的市政施工。這需要在施工前明確施工路面地下電纜的不同走向，分布情況及電纜的運(yùn)行情況(是有電纜還是沒(méi)有電纜)。以確保施工的安全性，正確性，經(jīng)濟(jì)性。為達(dá)到明確電纜走向的要求是可向市政檔案查詢，但由于檔案更新的速度未必跟得上城市化發(fā)展迅速，并且檔案上也不可能有電纜的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，這就需要有一種儀器可以在現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)出地下電纜(電纜)的走向，分布情況及電纜的運(yùn)行情況。
[0003]此外，隨著電纜的使用量越來(lái)越大，特別是低壓電纜的故障也越來(lái)越多，低壓無(wú)鎧裝電纜的故障查找非常困難，修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，給很多生產(chǎn)單位造成很大經(jīng)濟(jì)損失。
[0004]傳統(tǒng)的電纜路徑儀，只是利用單線圈檢測(cè)電纜上方的電磁場(chǎng)，簡(jiǎn)單的將信號(hào)放大后經(jīng)過(guò)耳機(jī)輸出，由使用者根據(jù)線圈移動(dòng)時(shí)的信號(hào)變化對(duì)有無(wú)電纜和電纜的位置作出判斷。當(dāng)多條電纜并排敷設(shè)或有其他電纜交叉時(shí)，由于鄰近電纜對(duì)待測(cè)電纜的電磁輻射的感應(yīng)，也會(huì)有信號(hào)，所以往往跟蹤錯(cuò)誤，況且只是靠人的聽(tīng)覺(jué)進(jìn)行判斷，對(duì)使用者的經(jīng)驗(yàn)有較高的要求。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行研宄，專門開(kāi)發(fā)出一種數(shù)字式地下管線探測(cè)儀，本案由此產(chǎn)生。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種數(shù)字式地下管線探測(cè)儀，具有檢測(cè)可靠高、效率高、使用方便等特點(diǎn)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0008]一種數(shù)字式地下管線探測(cè)儀，包括信號(hào)發(fā)射機(jī)和信號(hào)接收機(jī)，其中，所述信號(hào)發(fā)射機(jī)包括發(fā)射機(jī)中央控制單元、發(fā)射機(jī)CPLD單元、發(fā)射機(jī)TCXO溫度補(bǔ)償晶振、數(shù)字功放單元、電源單元、繼電器選頻陣列單元、串聯(lián)諧振單元、發(fā)射機(jī)人機(jī)交互單元和福射線圈，發(fā)射機(jī)TCXO溫度補(bǔ)償晶振為發(fā)射機(jī)CPLD單元提供高精度超低漂移基本時(shí)鐘，發(fā)射機(jī)中央控制單元控制發(fā)射機(jī)CPLD單元對(duì)基本時(shí)鐘進(jìn)行分頻、生成修正正玄波脈沖序列后再進(jìn)行頻率復(fù)合，為數(shù)字功放單元提供各種頻率信號(hào)，電源單元為數(shù)字功放單元供電，數(shù)字功放單元輸出的功率信號(hào)經(jīng)過(guò)繼電器選頻陣列單元和串聯(lián)諧振單元后驅(qū)動(dòng)輻射線圈，形成輻射耦合輸出；所述信號(hào)接收機(jī)包括信號(hào)采集單元，信號(hào)處理單元、接收機(jī)中央控制單元、接收機(jī)CPLD單元、接收機(jī)TCXO溫度補(bǔ)償晶振、A/D轉(zhuǎn)換單元和接收機(jī)人機(jī)交互單元，信號(hào)采集單元采集信號(hào)發(fā)射機(jī)發(fā)出的探測(cè)信號(hào)，并將采集信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理單元進(jìn)行處理，處理后的探測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為可供接收機(jī)中央控制單元讀取的數(shù)字信號(hào)，接收機(jī)中央控制單元經(jīng)過(guò)分析處理后，最終通過(guò)接收機(jī)人機(jī)交互單元進(jìn)行顯示，接收機(jī)TCXO溫度補(bǔ)償晶振為接收機(jī)CPLD單元提供高精度超低漂移基本時(shí)鐘，接收機(jī)中央控制單元控制接收機(jī)CPLD單元對(duì)基本時(shí)鐘進(jìn)行分頻，為信號(hào)處理單元提供各種頻率的時(shí)鐘信號(hào)。
[0009]作為優(yōu)選，所述電源單元包括為數(shù)字功放單元供電的恒功率升降壓開(kāi)關(guān)電源，和為信號(hào)反射機(jī)其余各個(gè)單元供電的穩(wěn)壓電源，恒功率升降壓開(kāi)關(guān)電源為恒功率限壓源，與發(fā)射機(jī)中央控制單元相連，其輸出功率由發(fā)射機(jī)中央控制單元設(shè)定，輸出電壓可根據(jù)負(fù)載大小進(jìn)行升壓或降壓調(diào)節(jié)，恒功率升降壓開(kāi)關(guān)電源與數(shù)字功放單元配合，可完成輸出阻抗的全自動(dòng)實(shí)時(shí)匹配以及過(guò)載保護(hù)。
[0010]作為優(yōu)選，所述數(shù)字功放單元進(jìn)一步連接有直連耦合電路形成直連輸出。
[0011]作為優(yōu)選，所述數(shù)字功放單元進(jìn)一步連接有卡鉗耦合電路形成卡鉗耦合輸出。
[0012]作為優(yōu)選，所述發(fā)射機(jī)人機(jī)交互單元和接收機(jī)人機(jī)交互單元均包括顯示用的液晶顯示器和輸入用的鍵盤。
[0013]作為優(yōu)選，所述信號(hào)處理單元沿信號(hào)傳輸方向依次包括可變?cè)鲆骖A(yù)放電路、開(kāi)關(guān)電容高放濾波電路、下變頻電路和開(kāi)關(guān)電容中放濾波電路，上述各個(gè)電路均與接收機(jī)中央控制單元輸入端相連，用于增益控制，開(kāi)關(guān)電容高放濾波電路、下變頻電路和開(kāi)關(guān)電容中放濾波電路均與接收機(jī)CPLD單元的各個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出端相連，原始探測(cè)信號(hào)首先通過(guò)可變?cè)鲆骖A(yù)放電路進(jìn)行可變?cè)鲆骖A(yù)放大，再經(jīng)開(kāi)關(guān)電容高放濾波電路進(jìn)行窄帶通濾波放大，此時(shí)，噪聲信號(hào)大部分濾除，濾波后的探測(cè)信號(hào)再通過(guò)下變頻電路的乘法器和本振信號(hào)相乘進(jìn)行非線性放大，下變頻為固定頻率中的中頻信號(hào)，該中頻信號(hào)再經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電容中放濾波電路進(jìn)行固定頻率的窄帶通濾波放大，將信號(hào)繼續(xù)凈化，最后輸出給A/D轉(zhuǎn)換單元。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電容高放濾波電路和開(kāi)關(guān)電容中放濾波電路均使用開(kāi)關(guān)電容濾波器，需要時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，下變頻電路也需要本機(jī)振蕩時(shí)鐘，上述三種時(shí)鐘，均由接收機(jī)TCXO溫度補(bǔ)償晶振提供高精度超低漂移基本時(shí)鐘，再由接收機(jī)CPLD對(duì)基本時(shí)鐘進(jìn)行分頻生成。
[0014]作為優(yōu)選，所述信號(hào)采集單元包括感應(yīng)線圈，所述感應(yīng)線圈為多線圈結(jié)構(gòu)，可同時(shí)接收地下管線輻射信號(hào)不同方向上的分量，感應(yīng)線圈與信號(hào)處理單元之間進(jìn)一步包括一可控諧振電路，可控諧振電路與接收機(jī)中央控制單元相連，通過(guò)接收機(jī)中央控制單元控制可諧振電路進(jìn)行選頻諧振。
[0015]作為優(yōu)選，所述信號(hào)采集單元為大口徑卡鉗。
[0016]作為優(yōu)選，所述信號(hào)采集單元為A字架探針。
[0017]本實(shí)用新型所述的數(shù)字式地下管線探測(cè)儀工作時(shí)，信號(hào)發(fā)射機(jī)發(fā)出探測(cè)信號(hào)，在鑒別地點(diǎn)，信號(hào)接收機(jī)的信號(hào)采集單元采集各個(gè)探測(cè)信號(hào)，測(cè)定地下各種金屬管道及電纜的走向、位置和埋深，可廣泛應(yīng)用于城市自來(lái)水、燃?xì)?、鐵路、廠礦、電力、通訊及市政建設(shè)和地質(zhì)勘探等部門，為工程勘探以及電纜維護(hù)和檢修提供依據(jù)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述數(shù)字式地下管線探測(cè)儀具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、可根據(jù)信號(hào)發(fā)射機(jī)發(fā)射的的組合信號(hào)計(jì)算出電流的流向，待測(cè)電纜的電流是從發(fā)射機(jī)流向電纜末端，而鄰近電纜的地線回流是由末端流回發(fā)射機(jī)端，可以利用這種信息將待測(cè)電纜和鄰近電纜區(qū)別開(kāi)，當(dāng)探測(cè)儀判斷電流流向反轉(zhuǎn)時(shí)，在顯示屏上將有明確的提示，解決了電纜路徑探測(cè)領(lǐng)域中的一大遺留問(wèn)題；
[0020]2、信號(hào)接收機(jī)的感應(yīng)線圈采用多線圈，可同時(shí)接收電纜輻射信號(hào)不同方向上的分量，經(jīng)過(guò)接收機(jī)中央控制單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字分析，實(shí)時(shí)計(jì)算，可以直接判斷出電纜的左右方向，在接收機(jī)顯示屏上用左右箭頭直觀顯示，不需要使用者進(jìn)行聽(tīng)覺(jué)判斷，大大提高了路徑探測(cè)的效率和易用性，對(duì)使用者經(jīng)驗(yàn)的要求也大大降低；
[0021]3、信號(hào)接收機(jī)的大口徑卡鉗可同時(shí)判斷電纜上電流的幅值和流向，可實(shí)現(xiàn)非常精確的電纜唯一性鑒別，而且測(cè)試時(shí)間非常短。
[0022]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)施例的信號(hào)發(fā)射機(jī)模塊原理圖；
[0024]圖2為本實(shí)施例的信號(hào)接收機(jī)模塊原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]一種數(shù)字式地下管線探測(cè)儀，包括信號(hào)發(fā)射機(jī)I和信號(hào)接收機(jī)2，工作時(shí)，信號(hào)發(fā)射機(jī)I發(fā)出輻射信號(hào)，在鑒別地點(diǎn)，信號(hào)接收機(jī)的信號(hào)采集單元采集各個(gè)探測(cè)信號(hào)，測(cè)定地下各種金屬管道及電纜的走向、位置和埋深。
[0026]如圖1所示，所述信號(hào)發(fā)射機(jī)包括發(fā)射機(jī)中央控制單元10、發(fā)射機(jī)CPLD單元12、發(fā)射機(jī)TCXO溫度補(bǔ)償晶振13、數(shù)字功放單元14、電源單元、繼電器選頻陣列單元15、串聯(lián)諧振單元16、發(fā)射機(jī)人機(jī)交互單元和輻射線圈17，發(fā)射機(jī)TCXO溫度補(bǔ)償晶振13為發(fā)射機(jī)CPLD單元12提供高精度超低漂移基本時(shí)鐘，發(fā)射機(jī)中央控制單元10控制發(fā)射機(jī)CPLD單元12對(duì)基本時(shí)鐘進(jìn)行分頻、生成修正正玄波脈沖序列后再進(jìn)行頻率復(fù)合，為數(shù)字功放單元14提供各種頻率信號(hào)，數(shù)字功放單元14輸出的功率信號(hào)經(jīng)過(guò)繼電器選頻陣列單元15和串聯(lián)諧振單元16后驅(qū)動(dòng)輻射線圈17，形成輻射耦合輸出。
[0027]所述電源單元包括為數(shù)字功放單元供電的恒功率升降壓開(kāi)關(guān)電源18a，和為信號(hào)反射機(jī)其余各個(gè)單元供電的穩(wěn)壓電源18b，恒功率升降壓開(kāi)關(guān)電源18a為恒功率限