專(zhuān)利名稱：在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物體的探測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于金屬管線或電纜路徑勘探或探測(cè)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
由于各種原因，往往需要對(duì)已敷設(shè)的金屬管線或電纜(電纜的金屬護(hù)套層及導(dǎo)電芯線亦相當(dāng)于金屬管線)的具體敷設(shè)路徑進(jìn)行探測(cè)或查找。
由于敷設(shè)時(shí)的施工圖紙與實(shí)際敷設(shè)路徑往往有一定的差異；或者，因時(shí)間久遠(yuǎn)、人員變動(dòng)等因素，導(dǎo)致當(dāng)時(shí)的施工圖紙已難以找到，此時(shí)就需要通過(guò)進(jìn)行金屬管線實(shí)際敷設(shè)路徑的探測(cè)來(lái)解決問(wèn)題。
公開(kāi)日為1996年3月27日，公開(kāi)號(hào)為CN1119280A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種“智能化地下金屬管線探測(cè)儀及數(shù)據(jù)處理程序”，其在現(xiàn)有地下管線探測(cè)儀的接收機(jī)上增加了數(shù)據(jù)處理器和數(shù)據(jù)采樣板，數(shù)據(jù)處理器主要包括采樣保持電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、計(jì)算機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)、采樣車(chē)和顯示器，采用了計(jì)算機(jī)程序來(lái)處理探測(cè)數(shù)據(jù)。但其需要專(zhuān)門(mén)的軌道、由步進(jìn)電機(jī)控制的采樣車(chē)和專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)，存在著整個(gè)裝置體積大、移動(dòng)不便、計(jì)算方法繁雜、不能實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)結(jié)果、難以滿足大面積范圍內(nèi)快速移動(dòng)和探測(cè)的需要等等不足。
現(xiàn)在實(shí)際采用的管線探測(cè)技術(shù)，一般是通過(guò)信號(hào)發(fā)生器向金屬管線發(fā)送某一種頻率的音頻電流信號(hào)，金屬管線則向外輻射同頻磁場(chǎng)，由接收機(jī)的傳感線圈感應(yīng)磁場(chǎng)信號(hào)，放大后經(jīng)耳機(jī)或表頭輸出，通過(guò)判斷信號(hào)幅值的大小來(lái)判斷管線的位置，根據(jù)傳感線圈放置方向的不同，有音峰法和音谷法之區(qū)別。使用音峰法時(shí)，線圈垂直于管線，平行于地面，管線正上方時(shí)信號(hào)最強(qiáng)，兩側(cè)減弱；使用音谷法時(shí)，線圈垂直于管線，也垂直于地面，管線正上方時(shí)信號(hào)最弱，兩側(cè)一定位置信號(hào)最強(qiáng)。這兩種方法均不能直觀地表示出管線的位置，而必須靠操作者通過(guò)分析信號(hào)幅值的變化規(guī)律來(lái)判斷管線的位置。其探測(cè)效率低、工作強(qiáng)度高(尤其在管線復(fù)雜地區(qū)和嘈雜環(huán)境中)、而且對(duì)操作者的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)有較高要求。
公告日為2000年2月2日，公告號(hào)為CN2362135Y的中國(guó)專(zhuān)利中公開(kāi)了一種“埋式線纜探測(cè)器”，它由信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器兩部分組成，用接收器的雙探頭線圈同時(shí)接收由信號(hào)發(fā)生器施加在線纜上的低頻交流電流。這個(gè)信號(hào)電流形成的電磁場(chǎng)在兩個(gè)探頭線圈產(chǎn)生的大小不同感應(yīng)電勢(shì)，再將其轉(zhuǎn)換為表頭指示，從中零點(diǎn)表頭的偏轉(zhuǎn)方向來(lái)指示電纜的方位。這種方法在一定程度上解決了前述方法和裝置的不足，但其沒(méi)有采用任何數(shù)字化處理手段，僅僅利用信號(hào)幅值作為判據(jù)，在多條管線并行敷設(shè)的復(fù)雜區(qū)域，以及干擾較大的場(chǎng)合，往往會(huì)出現(xiàn)表頭指針的左右偏轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，無(wú)法作出明確的指示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的方法及其裝置，它可以直接地、實(shí)時(shí)地由指示器明確指示出被測(cè)管線處于檢測(cè)追蹤者的左側(cè)還是右側(cè)，并且利用數(shù)字信號(hào)處理的優(yōu)勢(shì)，提高抗干擾能力，提高了檢測(cè)結(jié)果指示的可靠性和直觀性，從而提高了管線探測(cè)的效率，減小了探測(cè)工作強(qiáng)度，降低了對(duì)管線探測(cè)裝置使用者的經(jīng)驗(yàn)要求。
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的方法，包括待測(cè)金屬管線、與金屬管線連接的信號(hào)發(fā)射裝置和可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置，其特征是(1)由信號(hào)發(fā)射裝置向待測(cè)金屬管線中注入一定幅值的交變電流；(2)通過(guò)信號(hào)接收裝置之兩個(gè)成一定角度排列的傳感線圈，感應(yīng)發(fā)射機(jī)加在待測(cè)金屬管線上的交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)；(3)信號(hào)接收裝置將兩個(gè)線圈感應(yīng)到的信號(hào)分別進(jìn)行放大和濾波，再分別進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)；(4)將經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入微處理器電路進(jìn)行傅里葉分析，分別解算出兩個(gè)磁場(chǎng)信號(hào)的水平和垂直分量的幅值和相位；(5)根據(jù)兩分量是同相還是反相來(lái)判斷出待測(cè)金屬管線處于傳感線圈的左側(cè)還是右側(cè)；(6)由指示器進(jìn)行明確的管線位置指示。
其中，所述兩個(gè)傳感線圈的軸線，成20～160°的夾角；兩個(gè)傳感線圈的軸線夾角，優(yōu)選為90°。
其所述的兩個(gè)傳感線圈與待測(cè)金屬管線所在之敷設(shè)平面的角度，優(yōu)選為其中一個(gè)線圈平行于此平面，并且兩個(gè)傳感線圈的軸線，與管線路徑垂直。
本發(fā)明還提供了一種按照上述方法在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的裝置，包括與金屬管線連接的信號(hào)發(fā)射裝置和可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置，其特征是所述的信號(hào)發(fā)射裝置為音頻信號(hào)發(fā)射機(jī)；所述的可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置包括兩個(gè)成一定角度排列的傳感線圈、第一放大單元、第二放大單元、鑒相單元和指示器，其中，兩個(gè)傳感線圈分別感應(yīng)發(fā)射機(jī)加在管線上的交流電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)輻射，兩個(gè)線圈感應(yīng)到的信號(hào)分別經(jīng)過(guò)放大單元的處理后，送入鑒相單元進(jìn)行信號(hào)數(shù)字化處理，得到兩個(gè)磁場(chǎng)信號(hào)的水平和垂直分量的幅值和相位，再根據(jù)兩分量是同相還是反相來(lái)判斷管線處于傳感線圈的左側(cè)還是右側(cè)，并由指示器進(jìn)行明確的管線位置指示。
其中，所述兩個(gè)傳感線圈的軸線，成20～160°的夾角，優(yōu)選為90°。
其所述的第一放大單元和第二放大單元，至少包括線圈諧振回路、可調(diào)增益放大環(huán)節(jié)以及模擬濾波器；其中，諧振電容和傳感線圈并聯(lián)，組成并聯(lián)諧振電路；由運(yùn)算放大器、串接在運(yùn)算放大器輸入端的電阻以及并接在運(yùn)算放大器輸入端和輸出端之間的可調(diào)電位器構(gòu)成可調(diào)增益放大環(huán)節(jié)；由二階有源帶通濾波器電路構(gòu)成模擬濾波器。
其所述的鑒相單元包括A/D轉(zhuǎn)換單元和中央處理單元，其A/D轉(zhuǎn)換單元為常規(guī)的多路輸入A/D轉(zhuǎn)換器電路；其中央處理單元為常規(guī)的微處理器電路。
其所述的指示器是帶有相應(yīng)外圍附屬電路的LCD液晶顯示器、LED發(fā)光二極管、揚(yáng)聲器或耳機(jī)。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.同時(shí)對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)的水平分量和垂直分量的相位之同異進(jìn)行比較，可以直接地、實(shí)時(shí)地由指示器明確指示出被測(cè)管線處于檢測(cè)追蹤者的左側(cè)還是右側(cè)，提高了檢測(cè)結(jié)果指示的可靠性和直觀性，從而提高了管線探測(cè)的效率，減小了探測(cè)工作強(qiáng)度，降低了對(duì)管線探測(cè)裝置使用者的經(jīng)驗(yàn)要求；2.利用數(shù)字信號(hào)處理的優(yōu)勢(shì)，提高了整個(gè)檢測(cè)裝置的抗干擾能力，特別適合于多條管線并行敷設(shè)的復(fù)雜區(qū)域，以及各種電磁干擾較大的場(chǎng)合；3.整個(gè)裝置體積較小，便于攜帶，操作方便，檢測(cè)結(jié)果指示的直觀性強(qiáng)，購(gòu)置及檢測(cè)成本低廉，測(cè)試工作勞動(dòng)強(qiáng)度低，測(cè)試人員略加培訓(xùn)即可正確操作，降低了對(duì)管線探測(cè)裝置使用者的經(jīng)驗(yàn)要求，易于為用戶所接受，便于推廣和普及。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明的檢測(cè)方法及步驟流程圖；圖2是在金屬管線探測(cè)中使用本方法確定示管線位置時(shí)檢測(cè)裝置的連接示意圖；圖3是本發(fā)明的優(yōu)選方式及其信號(hào)相位示意圖；圖4是可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置的原理方框圖；圖5是可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置實(shí)施例的原理方框圖；圖6是可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置第一、第二放大單元的實(shí)施例線路圖；圖7是可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置另一實(shí)施例的原理方框圖。
圖中1為待測(cè)金屬管線，2為信號(hào)發(fā)射裝置，3為信號(hào)接收裝置，4-1、4-2為傳感線圈，5為待測(cè)金屬管線所在之敷設(shè)平面。
具體實(shí)施例方式
圖1中，本發(fā)明所提供的在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的方法，包括待測(cè)金屬管線、與金屬管線連接的信號(hào)發(fā)射裝置和可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置，其具體方法是由信號(hào)發(fā)射裝置向待測(cè)金屬管線中注入一定幅值的交變電流；通過(guò)信號(hào)接收裝置之兩個(gè)成一定角度排列的傳感線圈，感應(yīng)發(fā)射機(jī)加在待測(cè)金屬管線上的交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)輻射信號(hào)；信號(hào)接收裝置將兩個(gè)線圈感應(yīng)到的信號(hào)分別進(jìn)行放大和濾波，再分別進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)；將經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入微處理器電路進(jìn)行傅里葉分析，分別解算出兩個(gè)磁場(chǎng)信號(hào)的水平和垂直分量的幅值和相位；根據(jù)兩分量是同相還是反相來(lái)判斷出待測(cè)金屬管線處于傳感線圈的左側(cè)還是右側(cè)；由指示器進(jìn)行明確的管線位置指示。
其中，所述兩個(gè)傳感線圈的軸線，成20～160°的夾角；優(yōu)選的兩個(gè)傳感線圈之軸線夾角為90°。
其所述的兩個(gè)傳感線圈與待測(cè)金屬管線所在之敷設(shè)平面的角度，優(yōu)選為其中一個(gè)線圈平行于此平面，并且兩個(gè)傳感線圈的軸線，與管線路徑垂直。
圖2中，信號(hào)發(fā)射裝置2的一個(gè)輸出端和待測(cè)管線1相聯(lián)，另一個(gè)輸出端接大地；向管線上注入一定幅值的音頻電流；當(dāng)信號(hào)接收裝置3的感應(yīng)線圈4-1和4-2位于管線左側(cè)時(shí)，其指示器顯示向右，當(dāng)其感應(yīng)線圈位于管線右側(cè)時(shí)，其指示器顯示向左。
其中信號(hào)發(fā)射裝置為市售的常規(guī)音頻信號(hào)發(fā)射機(jī)產(chǎn)品，其并不要求發(fā)送單一頻率的信號(hào)，只要求其含有某一頻率分量即可(以便于信號(hào)接收裝置的感應(yīng)線圈諧振接收)，所以其既可以發(fā)送單頻正弦波信號(hào)，也可發(fā)送單頻方波信號(hào)，還可以發(fā)送多種頻率組合的正弦或方波信號(hào)。
圖3中，與敷設(shè)平面5(通常為地面)平行的傳感線圈4-2可以直接感應(yīng)并得到管線1輻射出的磁場(chǎng)的水平分量，與線圈4-2垂直的另一個(gè)傳感線圈4-1，可以直接接收到管線輻射出的磁場(chǎng)的垂直分量。
當(dāng)上述雙傳感線圈位于管線的左側(cè)時(shí)(相當(dāng)于圖中左上部所示之情況)，磁場(chǎng)的水平分量與垂直分量信號(hào)同相位(參見(jiàn)圖中左側(cè)所示之波形)；當(dāng)雙線圈位于管線的右側(cè)時(shí)(相當(dāng)于圖中右上部所示之情況)，上述兩信號(hào)的相位相反(參見(jiàn)圖中右側(cè)所示之波形)。
采用優(yōu)選方式(即兩個(gè)傳感線圈之軸線夾角為90°，其中一個(gè)傳感線圈平行于與待測(cè)金屬管線所在之敷設(shè)平面，并且兩個(gè)傳感線圈的軸線，與管線路徑垂直)時(shí)，中央處理單元的運(yùn)算處理量最小。
當(dāng)然，也可選擇其它的傳感線圈與管線所在敷設(shè)平面的角度，以及其他的傳感線圈軸線夾角，當(dāng)雙線圈的軸線不垂直時(shí)，根據(jù)其夾角的數(shù)值，通過(guò)對(duì)檢測(cè)值進(jìn)行三角函數(shù)的計(jì)算，解算出磁場(chǎng)的水平分量和垂直分量，但其解算的過(guò)程較復(fù)雜，程序的編制工作量大，程序運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)，所需要的硬件資源多，所以一般使用雙線圈軸線相互垂直的排列方式為宜。
圖4中，可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置至少包括兩個(gè)成一定角度排列的傳感線圈、第一放大單元、第二放大單元、鑒相單元和指示器。
其兩個(gè)傳感線圈之間的角度關(guān)系以及與管線所在敷設(shè)平面的位置關(guān)系，見(jiàn)圖3所述相關(guān)內(nèi)容。
其第一放大單元和第二放大單元，至少包括線圈諧振回路、可調(diào)增益放大環(huán)節(jié)以及模擬濾波器。
其指示器是帶有相應(yīng)外圍附屬電路的LCD液晶顯示器、LED發(fā)光二極管、揚(yáng)聲器或耳機(jī)，其他類(lèi)型的指示器件，只要能進(jìn)行明確的提示均可。
其兩個(gè)傳感線圈分別感應(yīng)發(fā)射機(jī)加在管線上的交流電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)輻射，兩個(gè)線圈感應(yīng)到的信號(hào)分別經(jīng)過(guò)放大單元的處理后，送入鑒相單元進(jìn)行信號(hào)數(shù)字化處理，得到兩個(gè)磁場(chǎng)信號(hào)的水平和垂直分量的幅值和相位，再根據(jù)兩分量是同相還是反相來(lái)判斷管線處于傳感線圈的左側(cè)還是右側(cè)，并由指示器進(jìn)行明確的管線位置指示。
圖5中，鑒相單元由A/D轉(zhuǎn)換單元和中央處理單元構(gòu)成，其余同圖4。
其A/D轉(zhuǎn)換單元為常規(guī)的多路輸入A/D轉(zhuǎn)換器電路，可以采用市售的多路輸入的常規(guī)A/D轉(zhuǎn)換器件，其量化精度在8位即可，采樣頻率一般在發(fā)射機(jī)加在管線上的交流電流頻率的8倍以上為佳。
當(dāng)采用帶有A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)組成中央處理單元時(shí)，亦可以使用單片機(jī)內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成A/D轉(zhuǎn)換單元，以簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，減少元器件數(shù)量。
兩個(gè)線圈感應(yīng)到的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后，接入A/D轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)信號(hào)輸入引腳，由中央處理單元對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，對(duì)經(jīng)第一放大單元和第二放大單元送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行分別采樣和轉(zhuǎn)換，即在第一個(gè)轉(zhuǎn)換周期選取第一放大單元送來(lái)的信號(hào)采樣轉(zhuǎn)換，在下一個(gè)轉(zhuǎn)換周期選取第二放大單元送來(lái)的信號(hào)采樣轉(zhuǎn)換，再在下一個(gè)轉(zhuǎn)換周期選取第一放大單元送來(lái)的信號(hào)采樣轉(zhuǎn)換，以此規(guī)律循環(huán)工作，對(duì)第一放大單元和第二放大單元送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行若干個(gè)周期的采樣。
中央處理單元為常規(guī)的微處理器電路，其對(duì)A/D轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉分析，解算出磁場(chǎng)信號(hào)的水平和垂直分量的幅值以及相位，再根據(jù)相位的異同，控制指示器進(jìn)行直觀的向左或向右指示。
由于上述各圖中各功能電路的具體實(shí)現(xiàn)以及采用傅里葉分析計(jì)算周期性數(shù)字信號(hào)幅值和相位的方法均為現(xiàn)有的公知常規(guī)技術(shù)，在此不再敘述，具體可參閱相關(guān)的教材或技術(shù)書(shū)籍(如《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，王濟(jì)浩編著，山東科學(xué)技術(shù)出版社，2002年3月第1版)。
圖6中，前述的第一放大單元和第二放大單元，至少包括線圈諧振回路、可調(diào)增益放大環(huán)節(jié)以及模擬濾波器。
電容C101和傳感線圈并聯(lián)，組成并聯(lián)諧振電路，諧振頻率為發(fā)射機(jī)加在管線上的交流電流頻率；運(yùn)算放大器U101A、電阻R101以及電位器VR101組成可調(diào)增益放大環(huán)節(jié)；U101B、R102、R103、R104、C102和C103組成二階有源帶通濾波器，其中心頻率和諧振頻率相同。
本發(fā)明之信號(hào)接收裝置中所采用的集成電路，運(yùn)算放大器可以選用LM324或與之功能相同或相近的集成電路，A/D轉(zhuǎn)換器型號(hào)可以選用TLC0832或與之功能相同或相近的集成電路，帶A/D轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)的型號(hào)可以選用C8051F020或與之功能相同或相近的集成電路，其他元件無(wú)特殊要求。
圖7中，鑒相單元亦可采用模擬鑒相單元的電路形式實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的功能，兩個(gè)線圈感應(yīng)到的信號(hào)經(jīng)第一和第二放大單元分別進(jìn)行諧振、放大和濾波后，由模擬鑒相單元鑒別兩信號(hào)的相位差，若同相，則輸出一種邏輯電平(1或0)，若反相，則輸出另一種邏輯電平(0或1)，指示器則根據(jù)邏輯電平的不同，輸出不同的提示信息，進(jìn)行明確的左右方向指示。
模擬鑒相電路亦為現(xiàn)有的公知常規(guī)技術(shù)，其具體的線路構(gòu)成在此不再敘述。
由于本發(fā)明同時(shí)對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)的水平分量和垂直分量的相位之同異進(jìn)行比較，可以直接地、實(shí)時(shí)地由指示器明確指示出被測(cè)管線處于檢測(cè)追蹤者的左側(cè)還是右側(cè)，提高了檢測(cè)結(jié)果指示的可靠性和直觀性，從而提高了管線探測(cè)的效率，減小了探測(cè)工作強(qiáng)度，降低了對(duì)管線探測(cè)裝置使用者的經(jīng)驗(yàn)要求；此外，本發(fā)明利用數(shù)字信號(hào)處理的優(yōu)勢(shì)，提高了整個(gè)檢測(cè)裝置的抗干擾能力，特別適合于多條管線并行敷設(shè)的復(fù)雜區(qū)域，以及各種電磁干擾較大的場(chǎng)合，整個(gè)裝置體積較小，便于攜帶，操作方便，檢測(cè)結(jié)果指示的直觀性強(qiáng)，購(gòu)置及檢測(cè)成本低廉，測(cè)試工作勞動(dòng)強(qiáng)度低，測(cè)試人員略加培訓(xùn)即可正確操作，降低了對(duì)管線探測(cè)裝置使用者的經(jīng)驗(yàn)要求，易于為用戶所接受，便于推廣和普及。
本發(fā)明可廣泛用于地下管網(wǎng)的普查、金屬管線或電力電纜的路徑跟蹤等探測(cè)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的方法，包括待測(cè)金屬管線、與金屬管線連接的信號(hào)發(fā)射裝置和可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置，其特征是(1)由信號(hào)發(fā)射裝置向待測(cè)金屬管線中注入一定幅值的交變電流；(2)通過(guò)信號(hào)接收裝置之兩個(gè)成一定角度排列的傳感線圈，感應(yīng)發(fā)射機(jī)加在待測(cè)金屬管線上的交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)；(3)信號(hào)接收裝置將兩個(gè)線圈感應(yīng)到的信號(hào)分別進(jìn)行放大和濾波，再分別進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)；(4)將經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入微處理器電路進(jìn)行傅里葉分析，分別解算出兩個(gè)磁場(chǎng)信號(hào)的水平和垂直分量的幅值和相位；(5)根據(jù)兩分量是同相還是反相來(lái)判斷出待測(cè)金屬管線處于傳感線圈的左側(cè)還是右側(cè)；(6)由指示器進(jìn)行明確的管線位置指示。
2.按照權(quán)利要求1所述的在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的方法，其特征是所述兩個(gè)傳感線圈的軸線，成20～160°的夾角。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的方法，其特征是所述兩個(gè)傳感線圈的軸線夾角，優(yōu)選為90°。
4.按照權(quán)利要求1所述的在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的方法，其特征是所述的兩個(gè)傳感線圈與待測(cè)金屬管線所在之敷設(shè)平面的角度，優(yōu)選為其中一個(gè)線圈平行于此平面，并且兩個(gè)傳感線圈的軸線，與管線路徑垂直。
5.一種按照權(quán)利要求1所述方法在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的裝置，包括與金屬管線連接的信號(hào)發(fā)射裝置和可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置，其特征是所述的信號(hào)發(fā)射裝置為音頻信號(hào)發(fā)射機(jī)；所述的可移動(dòng)式信號(hào)接收裝置包括兩個(gè)成一定角度排列的傳感線圈、第一放大單元、第二放大單元、鑒相單元和指示器，其中，兩個(gè)傳感線圈分別感應(yīng)發(fā)射機(jī)加在管線上的交流電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)輻射，兩個(gè)線圈感應(yīng)到的信號(hào)分別經(jīng)過(guò)放大單元的處理后，送入鑒相單元進(jìn)行信號(hào)數(shù)字化處理，得到兩個(gè)磁場(chǎng)信號(hào)的水平和垂直分量的幅值和相位，再根據(jù)兩分量是同相還是反相來(lái)判斷管線處于傳感線圈的左側(cè)還是右側(cè)，并由指示器進(jìn)行明確的管線位置指示。
6.按照權(quán)利要求5所述的在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的裝置，其特征是所述兩個(gè)傳感線圈的軸線，成20～160°的夾角。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的裝置，其特征所述兩個(gè)傳感線圈的軸線夾角，優(yōu)選為90°。
8.按照權(quán)利要求5所述的在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的裝置，其特征是所述的第一放大單元和第二放大單元，至少包括線圈諧振回路、可調(diào)增益放大環(huán)節(jié)以及模擬濾波器；其中，諧振電容和傳感線圈并聯(lián)，組成并聯(lián)諧振電路；由運(yùn)算放大器、串接在運(yùn)算放大器輸入端的電阻以及并接在運(yùn)算放大器輸入端和輸出端之間的可調(diào)電位器構(gòu)成可調(diào)增益放大環(huán)節(jié)；由二階有源帶通濾波器電路構(gòu)成模擬濾波器。
9.按照權(quán)利要求5所述的在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的裝置，其特征是所述的鑒相單元包括A/D轉(zhuǎn)換單元和中央處理單元，其A/D轉(zhuǎn)換單元為常規(guī)的多路輸入A/D轉(zhuǎn)換器電路；其中央處理單元為常規(guī)的微處理器電路。
10.按照權(quán)利要求5所述的在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的裝置，其特征是所述的指示器是帶有相應(yīng)外圍附屬電路的LCD液晶顯示器、LED發(fā)光二極管、揚(yáng)聲器或耳機(jī)。
全文摘要
一種在金屬管線探測(cè)中直觀指示管線位置的方法及其裝置，屬探測(cè)領(lǐng)域。其由信號(hào)發(fā)射裝置向管線中注入交變電流，通過(guò)信號(hào)接收裝置之兩個(gè)傳感線圈感應(yīng)管線上交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)，將兩個(gè)線圈感應(yīng)到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換和傅里葉分析，分別解算出兩個(gè)磁場(chǎng)信號(hào)水平和垂直分量的幅值和相位，根據(jù)兩分量相位的同異來(lái)判斷待測(cè)金屬管線的位置，由指示器進(jìn)行明確的指示。本發(fā)明采用相位比較的方法，利用數(shù)字信號(hào)處理優(yōu)勢(shì)，提高了管線探測(cè)的工作效率和檢測(cè)裝置的抗干擾能力，減小了探測(cè)工作強(qiáng)度，特別適合于多條管線并行敷設(shè)的復(fù)雜區(qū)域，以及各種電磁干擾較大的場(chǎng)合，可廣泛用于地下管網(wǎng)的普查、金屬管線或電力電纜的路徑跟蹤等探測(cè)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01V3/02GK1700040SQ20051001254
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者陳宗軍, 李桂義 申請(qǐng)人:淄博威特電氣有限公司