CN100374818C - 金属管线埋设长度的测量方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属管线埋设长度的测量方法及其装置，先将时钟信号源的测量输出端子连接被测金属管线的任意一始端的管线上；开启时钟信号源与同步接收器，通过信号发生电路和同步信号发生电路使它们的时钟脉冲信号处于同步状态；在地面上将同步接收器沿着被测金属管线的埋设方向移动至距始端的任一点；在该点上方，通过同步接收器的接收天线接收被测金属管线辐射的电磁波，经同步接收器记录并自动分析信号，然后在显示器显示出同步接收器所在位置距离时钟信号源所在始端埋设管线的实际长度。本发明能精确丈量已埋设管线一特定点距某一始端或终端的实际长度，特别对于长距离及地面环境复杂的管线长度的丈量，既省时又省力。

Description

金属管线埋设长度的测量方法及其装置

技术领域

本发明涉及埋设管线长度的测量方法及其装置，特别涉及一种金属管线埋设长度的测量方法及其装置。

背景技术

随着城市现代化建设的快速发展，各种各样的管道、线缆都要埋设在地下，如供水管道、天然气管道、电力电缆等金属管线。人们在对管线进行管理维护过程中，往往要知晓管线中某一特定点的有关位置参数，特别是这一点距管线终端或始端的实际长度。在管线资料不全的情况下，要想获得这一数据是相当困难的。现有技术一般采用公知的路径仪先找地埋管线的走向，然后在地面用尺子顺着管线的走向进行丈量，但这种方法存在两点不足：一是对于长距离及地面环境复杂的管线，丈量管线长度时既费时又费力，很多情况下，因无法丈量而采用估算的办法；二是由于管线在地埋时存在拐曲、盘圈(如电缆)等情况且不可能知晓，因此在地面丈量时就无法计算这一长度。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属管线埋设长度的测量方法及其装置，其特点是，它可精确丈量出金属管线长距离埋设的一段实际长度。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种金属管线埋设长度的测量方法，它按下述顺序的步骤进行：

a)将时钟信号源的测量输出端子连接被测金属管线的任意一始端的管线上，时钟信号源的接地端子连接金属管线地或系统地；

b)开启时钟信号源与同步接收器，通过信号发生电路和同步信号发生电路使它们的时钟脉冲信号处于同步状态；

c)在地面上将同步接收器沿着被测金属管线的埋设方向移动至距始端的任一点；

d)在该点上方，通过同步接收器的接收天线接收被测金属管线辐射的电磁波，经同步接收器记录并自动分析信号，然后在显示器显示出同步接收器所在位置距离时钟信号源所在始端埋设管线的实际长度。

上述方法中，所述步骤b)中的时钟信号源与同步接收器的时钟脉冲信号同步过程可利用现有的卫星定位同步系统GPS，也可利用本发明的信号同步装置，将时钟信号源的同步输出端子与同步接收器的同步输入端子信号相连，使二者之时钟脉冲信号同步，然后断开同步接收器的同步输入端，进行下一步测量。所述步骤d)中，同步接收器根据控制器CPU对其信号输入端、测量输入端两点得到的间隔时差信号，以及被测金属管线固有的传输速度，根据距离公式自动计算出实际长度，然后在显示器上以波形形式显示出来。

本发明金属管线埋设长度的测量装置，包括时钟信号源和同步接收器；时钟信号源包括信号发生电路和与其输出端子相连的测量输出电路；同步接收器包括输出端与显示器连接的信号处理电路、与信号处理电路的信号输入端、测量输入端分别连接的同步信号发生电路和测量接收电路。信号发生电路可为卫星定位发射电路；同步信号发生电路可为卫星定位接收电路。

信号发生电路也可由振荡器、与其输出端连接的分频器组成，分频器的输出连接至测量输出电路并与同步输出端子连接；同步信号发生电路则可由设置有同步输入端子的同步振荡器、与其输出端连接的同步分频器组成，同步分频器的输出连接至信号处理电路的信号输入端。

上述装置中，在时钟脉冲信号同步时，同步接收器的同步输入端子与时钟信号源的同步输出端子互连。

本发明的有益效果是，能精确丈量已埋设管线一特定点距某一始端或终端的实际长度，不受管线在地埋时存在拐曲、盘圈(如电缆)等情况的影响，特别对于长距离及地面环境复杂的管线长度的丈量，既省时又省力。在现代化城市及厂矿企业建设过程中，可为获取地下管线原始布局的实际数据，城市地下管网规划、电网改造及并网工程等，提供了一种实际的、具有积极意义的测量方法及装置。

附图说明

图1是本发明的测量方法示意图。

图2本发明的时钟信号源的电路结构框图。

图3是本发明的同步接收器的电路结构框图。

图4是图2、图3中同步信号装置的另一种结构图，其中图4(a)为信号发生电路的结构图；图4(b)为同步信号发生电路的结构图。

图5是使用图2、图3测量装置的信号工作时序图。图中，II、III为时钟信号源电路中相应点的信号波形；P、Q、R为同步接收器电路中相应点的信号波形；V、VI为同步接收器中LEC显示器所显示的波形

图6是使用图4同步信号装置的测量信号工作时序图。图中，I、II、III为时钟信号源电路中相应点的信号波形；O、P、Q、R为同步接收器电路中相应各点的信号波形；V、VI为同步接收器中LEC显示器所显示的波形。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述：

实施例1

如图1、图2、图3所示，金属管线埋设长度的一种测量方法，以电力电缆为例来描述本发明的测量方法：

a)将时钟信号源1的输出端子III连接被测电缆2的任意一始端G的芯线B上，时钟信号源1的接地端子E连接电缆系统地；

b)开启时钟信号源1与同步接收器3，利用其卫星定位系统的GPS1、GPS2电路使两者输出的时钟脉冲信号处于同步状态；

c)在地面上将同步接收器3沿着被测电缆2的埋设方向移动至距始端G的任一点k；

d)在k点上方，通过同步接收器3的接收天线4接收被测电缆2辐射的电磁波，同步接收器3根据控制器CPU对信号输入端P、测量输入端R两点记录的间隔时差信号T，以及被测金属管线2固有的传输速度v，根据距离公式自动计算出同步接收器3所在位置k距离时钟信号源1始端G埋设电缆2的实际长度S，然后在显示器LEC以波形形式显示出来。

上述金属管线埋设长度的一种测量装置，包括时钟信号源1和同步接收器3；时钟信号源1包括信号发生电路5和与其输出端子II相连的测量输出电路6；同步接收器3包括输出与显示器LEC连接的信号处理电路9，信号处理电路9的信号输入端P、测量输入端R分别连接同步信号发生电路7和测量接收电路8；所述的信号发生电路5、同步信号发生电路7可分别由卫星定位发射电路GPS1、卫星定位接收电路GPS2构成。在时钟信号源1中，测量输出电路6包括与功率源电路输出连接的控制电路，该控制电路连接功率放大电路至测量输出端子III。在同步接收器3中，测量信号接收电路8包括与接收天线4连接的前置放大器与放大器；信号处理电路9包括与控制器CPU数据连接的存储器、通信接口和工作键盘，控制器CPU的信号输入端P、测量输入端R分别与同步信号发生电路7、测量接收电路8的输出连接。

实施例2

金属管线埋设长度的另一种测量方法及其装置，在实施例1方法的步骤b)，可利用图4所示同步信号装置的时钟信号源1和同步接收器3，将时钟信号源1的同步输出端子II与同步接收器3的同步输入端子IV信号相连，使二者之时钟脉冲信号同步，然后断开同步接收器3的同步输入端子IV，其它步骤与实施例1相同。

如图4所示，本实施例测量方法的装置，时钟信号源1的信号发生电路5由振荡器10、与其输出端I连接的分频器11组成，分频器11的输出连接至测量输出电路6并与同步输出端子II连接；同步接收器3的同步信号发生电路7由设置有同步输入端子IV的同步振荡器12、与其输出端O连接的分频器13构成，分频器13的输出连接至信号处理电路9的信号输入端P。所述的同步输入端子IV在步骤b)中进行时钟脉冲信号同步时需与时钟信号源1的同步输出端子II互连。

如图5、图6所示，本发明方法的原理是，在实施例1中，时钟信号源1的卫星定位发射电路GPS1产生高频信号(方波或其它波形)如图5中II所示波形，经天线发射，由卫星至同步接收器3的卫星定位接收电路GPS2，如图5中P所示同步波形；时钟信号源1产生的测量输出功率信号如图5中III所示，可为一方波信号，也可为断续的正弦波等信号。当加到电缆2始端G的芯线B上时便以速度v向电缆的另一端传输，在电缆2的周围空间便会产生电磁波，要想知道电缆中任一点k距始端G的长度，根据路程公式可得：

S＝vT    (一)

式中：v为电波在电缆中或金属管线中2的传输速度，为一常量，如油浸纸介质电力电缆：v≈160m/μs，交联聚乙烯电力电缆：v＝170m/μs；T为从t₁时刻发射起始点算起到信号III传输到k点时通过同步接收器3接收处理信号Q点后的起始点t₂的间隔时差，即T＝|t₂-t₁|＝|t₄-t₃|＝|t₅-t₉|＝……；同步接收器3根据CPU处理系统对P、R两点得到的t₁、t₂...……信号，以及被测对象的固有传输速度v，然后在显示器LEC显示出测试波形如图5中V、VI所示，并通过公式(一)可自动计算出距离S(米)并显示出来，从而即可得知同步接收器3所在位置距离时钟信号源1始端G埋设电缆2的实际长度S。

时钟信号源1按时间间隔Tm不断发送信号，同步接收器3也以同样时间间隔Tm不断显示所处位置管线的长度。

在实施例2中，时钟信号源1的振荡器10产生高频信号(方波或其它波形)如图中6中I所示波形，通过钟信号源1的分频器11后输出如图6II所示波形，其时间间隔为Tm；将时钟信号源1的同步输出端子II与同步接收器3的同步输入端子IV信号相连，使二者的时钟脉冲信号同步，以保证同步接收器3的同步振荡器12及分频器13输出图6中P所示波形的起始时间与图2中II所示波形严格同步。

Claims (7)

1.金属管线埋设长度的测量方法，其特征是，它按下述顺序的步骤进行：

a)将时钟信号源(1)的测量输出端子(III)连接被测金属管线(2)的任意一始端(G)的管线(B)上，时钟信号源(1)的接地端子(E)连接金属管线地或系统地；

b)开启时钟信号源(1)与同步接收器(3)，通过信号发生电路(5)和同步信号发生电路(7)使它们的时钟脉冲信号处于同步状态；

c)在地面上将同步接收器(3)沿着被测金属管线(2)的埋设方向移动至距始端(G)的任一点(k)；

d)在任一点(k)上方，通过同步接收器(3)的接收天线(4)接收被测金属管线(2)辐射的电磁波，经同步接收器(3)记录并自动分析信号，然后在显示器(LEC)显示出同步接收器(3)所在任一点(k)距离时钟信号源(1)所在始端(G)埋设管线的实际长度。

2.根据权利要求1所述的金属管线埋设长度的测量方法，其特征是，所述步骤b)中，将时钟信号源(1)的同步输出端子(II)与同步接收器(3)的同步输入端子(IV)相连，使二者之时钟脉冲信号处于同步状态，然后断开同步接收器(3)的同步输入端子(IV)。

3.根据权利要求1所述的金属管线埋设长度的测量方法，其特征是，所述步骤d)中，同步接收器(3)根据控制器(CPU)对信号输入端(P)、测量输入端(R)两点记录的间隔时差信号T，以及被测金属管线(2)固有的传输速度υ，根据距离公式自动计算出实际长度(S)，然后在显示器(LEC)以波形形式显示出来。

4.根据权利要求1所述的测量方法设计的金属管线埋设长度的测量装置，其特征是，包括时钟信号源(1)和同步接收器(3)；所述的时钟信号源(1)包括信号发生电路(5)和与其输出端子(II)相连的测量输出电路(6)；所述的同步接收器(3)包括输出端与显示器(LEC)连接的信号处理电路(9)、与信号处理电路(9)的信号输入端(P)、测量输入端(R)分别连接的同步信号发生电路(7)和测量接收电路(8)。

5.根据权利要求4所述的金属管线埋设长度的测量装置，其特征是，所述的信号发生电路(5)为卫星定位发射电路(GPS1)；所述的同步信号发生电路(7)为卫星定位接收电路(GPS2)。

6.根据权利要求4所述的金属管线埋设长度的测量装置，其特征是，所述的信号发生电路(5)由振荡器(10)、与其输出端(I)连接的第一分频器(11)组成，所述的第一分频器(11)的输出连接至测量输出电路(6)并与同步输出端子(II)连接；所述的同步信号发生电路(7)由设置有同步输入端子(IV)的同步振荡器(12)、与其输出端(O)连接的第二分频器(13)组成，所述的第二分频器(13)的输出连接至信号处理电路(9)的信号输入端(P)。

7.根据权利要求6所述的金属管线埋设长度的测量装置，其特征是，所述的同步接收器(3)的同步输入端子(IV)在时钟脉冲信号同步时与时钟信号源(1)的同步输出端子(II)互连。

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