CN104239921A - 一种地下管线标识与实时测深系统 - Google Patents

一种地下管线标识与实时测深系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104239921A
CN104239921A CN201410507737.2A CN201410507737A CN104239921A CN 104239921 A CN104239921 A CN 104239921A CN 201410507737 A CN201410507737 A CN 201410507737A CN 104239921 A CN104239921 A CN 104239921A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
pipeline
radar
real
depth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410507737.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104239921B (zh
Inventor
解思亮
赵洪波
羊飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
QINGDAO HOUKE INFORMATION ENGINEERING Co Ltd
Original Assignee
QINGDAO HOUKE INFORMATION ENGINEERING Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by QINGDAO HOUKE INFORMATION ENGINEERING Co Ltd filed Critical QINGDAO HOUKE INFORMATION ENGINEERING Co Ltd
Priority to CN201410507737.2A priority Critical patent/CN104239921B/zh
Publication of CN104239921A publication Critical patent/CN104239921A/zh
Priority to PCT/CN2015/000669 priority patent/WO2016045236A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104239921B publication Critical patent/CN104239921B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K17/00—Methods or arrangements for effecting co-operative working between equipments covered by two or more of main groups G06K1/00 - G06K15/00, e.g. automatic card files incorporating conveying and reading operations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

本发明公开了一种地下管线标识与实时测深系统，属于管线标识与深度测量领域，提供一种能够实时测量地下管线深度及其周围环境状况的标识与测量系统。该系统包括管线、铺设在管线上方的标识带，以及探测仪，所述标识带内部封装一层铝箔，标识带上方设有电子标识器，电子标识器内部设有RFID电子标签，所述探测仪包括射频模块、雷达探测模块、数据处理模块和显示模块；射频模块和雷达探测模块分别与数据处理模块连接，射频模块与雷达探测模块独立运行；探测仪上设有射频模块和雷达探测模块切换开关。能够实现对地下管线进行标识及其当前埋深的实时测量与显示，测量过程更加简便、可行，节省测量的人力和物力投入，减少检测成本。

Description

一种地下管线标识与实时测深系统
技术领域
本发明涉及地下管线标识与深度测量领域，具体地说，基于射频与雷达技术的地下管线标识与实时测深系统。
背景技术
随着社会的高速发展，地下管线的类型和数量呈增多趋势，后续施工时，急需获得地下已埋设的管线的基本信息及其当前埋深，虽然管线在埋设之初就设定了埋深并将信息记录归档，但是随着时间推移，人员切换频繁，信息交接不全面，导致早期管线信息丢失，再加上由于自然原因如雨水冲刷，或人为原因如施工等的影响，管道的埋深也会发生变化，后期施工过程中如无法及时得知管线当前的深度，施工过程中难免会对管线造成破坏，带来不必要的麻烦；而且由于地下环境复杂，特别是管线铺设过程中对管线周围的土层结构也会造成影响，管线埋设后，由于土层的塌陷或是管道泄漏导致管线周围土层流失形成地下空洞，给地面上的人以及其它设施带来潜在的威胁。
现阶段常用的地下管线标识方式主要有两种：一是在地面设置警示标志；二是在地下埋设警示物，如行踪标识带或电子标识器。无论选用哪种方式都无法实时反映管线信息以及管线周围环境情况。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种能够实时测量地下管线深度及其周围环境状况的标识与测量系统。
本发明所述的地下管线标识与实时测深系统，包括管线、铺设在管线上方的标识带，以及探测仪，所述标识带内部封装一层铝箔，标识带上方设有电子标识器，电子标识器内部设有RFID电子标签，所述探测仪包括射频模块、雷达探测模块、数据处理模块和显示模块；射频模块和雷达探测模块分别与数据处理模块连接，射频模块与雷达探测模块独立运行；探测仪上设有射频模块和雷达探测模块切换开关；
所述射频模块，发射射频信号和接收经标识带反射回来的应答信号；并将读取到的电子标识器返回的信息传输到数据处理模块；
所述雷达探测模块，发射雷达波和接收经标识带上铝箔二次辐射返回的雷达波；
数据处理模块，包括射频模式和雷达模式；处于射频模式时，数据处理模块接收射频模块传输来的数据信息进行解码，解读出电子标识器内置管线信息；数据处理模块调用ROM中预先写入的电磁波波速、电子标识器深度、管线深度计算程序，结合系统日志记录的射频信号发射时间t1和接收到应答信号时间t2，分别计算得到电磁波平均速度Vt和电子标识器深度h1＝(t2-t1)Vt/2、管线深度h＝h1+d，其中d为电子标识器到管线的距离，在解码的电子标识器返回的信息中；处于雷达模式时，数据处理模块调取日志记录的雷达波发射时间t3和雷达波返回的时间t4，并调用ROM中的雷达波波速、标识带深度计算程序，分别计算得到雷达波平均速度Vs，以及标识带深度h2＝(t4-t3)Vs/2。
显示模块，用于显示数据处理模块解码的RFID电子标签上的信息、数据处理模块计算得到的电子标识器深度h1、h2和管线深度h。
进一步的，所述RFID电子标签上预设有管线信息。
进一步的，所述射频模块与雷达探测模块分别、独立进行探测，其工作步骤是：
(1)开启射频模块，根据预置的电子标识器信息进行粗略定位，然后通过与电子标识器进行射频匹配进达到确定位，通过射频方式对电子标识器埋深h1进行测算并读取电子标识器内预置的管线信息，通过显示模块可以实时读取；
(2)切换到雷达模块，沿标识带进行探测，通过显示模块可以观察标识带实时埋深h2的变化情况，间接推断管线周围土层结构是否发生过重大变化。进一步的，根据需要标识的位置，电子标识器在标识带上间隔设置。
优选的，所述薄层铝箔的宽度为10～20cm，更为优选的薄层铝箔的宽度为15cm。
射频信号与雷达信号都是电磁波，只是使用的频率波段不同，若射频读写、探深操作与雷达探深操作同时进行的话相互之间可能会发生干扰，所以两种探测方式独立进行，先使用射频模式，通过预置的位置信息对电子标识器进行大体上定位，然后使用射频信号对电子标识器进行精确的搜寻定位并读取电子标识器当前的深度数据以及预置信息，切换到雷达模块，通过探测标识带上铝箔的深度得到标识带的埋深，估测地下土层的状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够实现对地下管线进行标识及其当前埋深的实时测量与显示，测量过程更加简便、可行，节省测量的人力和物力投入，减少检测成本；测量精度高；射频测量与雷达测量两种测量方式结合，不仅可以获知当前电子标识器内预置的管线信息，还可以测算出管线的实时埋深，对非开挖式的管线普查管理与施工挖掘有重要的辅助和指导作用；结合附有铝箔的行踪标识带，可以实现对地下土层结构的估测，防止灾害性事故的发生，对保障人们的生命财产安全具有很高的实用意义。
附图说明
图1为本发明工作原理图。
其中，1-探测仪；2-电子标识器；3-标识带；4-管线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步解释。
一种地下管线标识与实时测深系统，包括管线、铺设在管线上方30～70cm的标识带，以及探测仪，所述标识带内部封装一层铝箔，铝箔的宽度为10～20cm，优选15cm，标识带3上方固定电子标识器2，电子标识器2内部设有RFID电子标签，所述RFID电子标签为无源电子标签，并预设有管线信息，所预设的管线信息包括管线的铺设时间、埋深、管线到标识带的距离。所述探测仪包括射频模块、雷达探测模块、数据处理模块和显示模块；射频模块和雷达探测模块分别与数据处理模块连接，射频模块与雷达探测模块独立运行；探测仪上设有射频模块和雷达探测模块切换开关；
所述射频模块，包括射频信号发射与接收两部分，分别用于发射电磁波信号和接收电子标识器返回的应答信号，并将读取到的电子标识器返回的信息传输到数据处理模块；
所述雷达探测模块，包括发射单元和接收单元，分别用于发射雷达波和接收经标识带上铝箔二次辐射返回的雷达波信号；
所述数据处理模块，包括射频模式和雷达探测模式，探测仪工作于射频模式时，数据处理模块接收到射频模块传输来的数据信息进行解码，并将解读出的电子标识器内置管线信息等数据，同时调用ROM中预先写入的电磁波波速、电子标识器、管线深度计算程序，结合日志记录的射频信号发射时间t1和接收到应答信号时间t2，分别计算得到电磁波平均速度Vt，和电子标识器深度h1＝(t2-t1)Vt/2、管线深度h＝h1+d，其中d为电子标识器到管线的距离，包含在电子标识器预置管线信息中，通过射频模块读取、数据处理模块解码得到；
同理，探测仪工作在雷达模式时，数据处理模块调取日志记录的雷达波发射时间t3和雷达波返回的时间t4，并调用ROM中的雷达波波速、标识带深度计算程序，分别计算得到雷达波平均速度Vs，以及标识带深度h2＝(t4-t3)Vs/2。
其中电磁波波速可以通过介电常数法，反射系数法来求取，也可以利用已知深度来反求平均速度，这些计算方法在现有技术中已经详细的介绍。

Claims (7)

1.一种地下管线标识与实时测深系统，包括管线、铺设在管线上方的标识带，以及探测仪，其特征在于，所述标识带内部封装一层铝箔，标识带上方设有电子标识器，电子标识器内部设有RFID电子标签，所述探测仪包括射频模块、雷达探测模块、数据处理模块和显示模块；射频模块和雷达探测模块分别与数据处理模块连接，射频模块与雷达探测模块独立运行；探测仪上设有射频模块和雷达探测模块切换开关；
所述射频模块，发射射频信号和接收经标识带反射回来的应答信号；并将读取到的电子标识器返回的信息传输到数据处理模块；
所述雷达探测模块，发射雷达波和接收经标识带上铝箔二次辐射返回的雷达波；
数据处理模块，包括射频模式和雷达模式；处于射频模式时，数据处理模块接收射频模块传输来的数据信息进行解码，解读出电子标识器内置管线信息；数据处理模块调用ROM中预先写入的电磁波波速、电子标识器深度、管线深度计算程序，结合系统日志记录的射频信号发射时间t1和接收到应答信号时间t2，分别计算得到电磁波平均速度Vt和电子标识器深度h1＝(t2-t1)Vt/2、管线深度h＝h1+d，其中d为电子标识器到管线的距离，在解码的电子标识器返回的信息中；处于雷达模式时，数据处理模块调取日志记录的雷达波发射时间t3和雷达波返回的时间t4，并调用ROM中的雷达波波速、标识带深度计算程序，分别计算得到雷达波平均速度Vs，以及标识带深度h2＝(t4-t3)Vs/2。
显示模块，用于显示数据处理模块解码的RFID电子标签上的信息、数据处理模块计算得到的电子标识器深度h1、h2和管线深度h。
2.根据权利要求1所述的地下管线标识与实时测深系统，其特征在于，所述RFID电子标签上预设有管线信息。
3.根据权利要求1所述的地下管线标识与实时测深系统，其特征在于，所述射频模块与雷达探测模块分别、独立进行探测。
4.根据权利要求3所述的地下管线标识与实时测深系统，其特征在于，所述管线实时测深系统的工作步骤是：
(1)开启射频模块，根据预置的电子标识器信息进行粗略定位，然后通过与电子标识器进行射频匹配进达到确定位，通过射频方式对电子标识器埋深h1进行测算并读取电子标识器内预置的管线信息，通过显示模块可以实时读取；
(2)切换到雷达模块，沿标识带进行探测，通过显示模块可以观察标识带实时埋深h2的变化情况，间接推断管线周围土层结构是否发生过重大变化。
5.根据权利要求4所述的地下管线标识与实时测深系统，其特征在于，电子标识器在标识带上间隔设置。
6.根据权利要求4所述的地下管线标识与实时测深系统，其特征在于，所述薄层铝箔的宽度为10～20cm。
7.根据权利要求4所述的地下管线标识与实时测深系统，其特征在于，所述薄层铝箔的宽度为15cm。
CN201410507737.2A 2014-09-28 2014-09-28 一种地下管线标识与实时测深装置 Active CN104239921B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410507737.2A CN104239921B (zh) 2014-09-28 2014-09-28 一种地下管线标识与实时测深装置
PCT/CN2015/000669 WO2016045236A1 (zh) 2014-09-28 2015-09-28 一种地下管线标识与实时测深系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410507737.2A CN104239921B (zh) 2014-09-28 2014-09-28 一种地下管线标识与实时测深装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104239921A true CN104239921A (zh) 2014-12-24
CN104239921B CN104239921B (zh) 2018-01-30

Family

ID=52227944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410507737.2A Active CN104239921B (zh) 2014-09-28 2014-09-28 一种地下管线标识与实时测深装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN104239921B (zh)
WO (1) WO2016045236A1 (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105299478A (zh) * 2015-11-13 2016-02-03 成都市卓新实业有限公司 一种能够快速读出法兰及管线累计使用时间的方法
CN105447538A (zh) * 2015-11-13 2016-03-30 成都市卓新实业有限公司 一种内置有芯片的法兰
WO2016045236A1 (zh) * 2014-09-28 2016-03-31 青岛厚科信息工程有限公司 一种地下管线标识与实时测深系统
CN105654249A (zh) * 2016-02-01 2016-06-08 武汉邮电科学研究院 用于地下管线管理与决策系统的实体标识管理方法及装置
CN106488178A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 深圳市燃气集团股份有限公司 一种带摄像头的地下电子标签探测仪
CN106501681A (zh) * 2016-12-07 2017-03-15 国网上海市电力公司 一种便携式地线探测仪
CN108036199A (zh) * 2017-12-05 2018-05-15 英业达科技有限公司 管线漏水无线侦测系统及其方法
CN109409146A (zh) * 2018-09-27 2019-03-01 北京计算机技术及应用研究所 一种利用射频识别标记道路的方法和系统
CN109669221A (zh) * 2019-02-23 2019-04-23 克拉玛依友诚实验检测分析有限责任公司 一种油田地下金属管线探测系统
CN109884717A (zh) * 2019-03-22 2019-06-14 中国科学技术大学 一种地下管线探测设备
CN111679268A (zh) * 2020-06-18 2020-09-18 苏州市测绘院有限责任公司 一种地下管线探测方法
CN115248454A (zh) * 2022-07-05 2022-10-28 北京市燃气集团有限责任公司 一种基于电子标识器的地下管道定位系统及方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3228980T3 (pl) * 2016-04-08 2019-03-29 Siemens Ag Pomiar grubości warstwy pokryw ziemnych
CN111125278A (zh) * 2019-11-22 2020-05-08 中蔷（上海）电子系统工程有限公司 一种地下管网监测管理系统
CN115199888A (zh) * 2022-07-13 2022-10-18 唐山达实物探有限责任公司 一种地下管线勘探测量装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2700873Y (zh) * 2004-04-12 2005-05-18 叶其存 铝箔探测警示带
JP2007271314A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Japan Radio Co Ltd 地中探査レーダにおける管径推定方法
CN101079095A (zh) * 2007-05-29 2007-11-28 无锡晶尧科技有限公司 隐蔽物体的快速定位方法
CN201892750U (zh) * 2010-10-20 2011-07-06 解思光 地下埋设物标识装置及标识系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101915941B (zh) * 2010-08-09 2013-07-03 深圳市杰瑞特科技有限公司 地下管道定位方法及其系统
CN103064123B (zh) * 2012-12-21 2015-12-23 杭州昂润科技有限公司 一种地下管线定位方法及装置
CN103603690B (zh) * 2013-11-14 2015-11-18 中国矿业大学 一种地质雷达探测顶板离层与事故预警的方法
CN103793733B (zh) * 2014-02-26 2017-06-13 锦瀚智慧管网技术有限公司 一种基于rfid的管道识别系统
CN104239921B (zh) * 2014-09-28 2018-01-30 青岛厚科信息工程有限公司 一种地下管线标识与实时测深装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2700873Y (zh) * 2004-04-12 2005-05-18 叶其存 铝箔探测警示带
JP2007271314A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Japan Radio Co Ltd 地中探査レーダにおける管径推定方法
CN101079095A (zh) * 2007-05-29 2007-11-28 无锡晶尧科技有限公司 隐蔽物体的快速定位方法
CN201892750U (zh) * 2010-10-20 2011-07-06 解思光 地下埋设物标识装置及标识系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙伟: "地下管线探测数据处理及可视化技术研究", 《中国优秀博士学位论文全文数据库信息科技辑》 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016045236A1 (zh) * 2014-09-28 2016-03-31 青岛厚科信息工程有限公司 一种地下管线标识与实时测深系统
CN106488178B (zh) * 2015-08-26 2019-02-12 深圳市燃气集团股份有限公司 一种带摄像头的地下电子标签探测仪
CN106488178A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 深圳市燃气集团股份有限公司 一种带摄像头的地下电子标签探测仪
CN105447538A (zh) * 2015-11-13 2016-03-30 成都市卓新实业有限公司 一种内置有芯片的法兰
CN105299478A (zh) * 2015-11-13 2016-02-03 成都市卓新实业有限公司 一种能够快速读出法兰及管线累计使用时间的方法
CN105447538B (zh) * 2015-11-13 2019-01-08 成都市卓新实业有限公司 一种内置有芯片的法兰
CN105654249A (zh) * 2016-02-01 2016-06-08 武汉邮电科学研究院 用于地下管线管理与决策系统的实体标识管理方法及装置
CN106501681A (zh) * 2016-12-07 2017-03-15 国网上海市电力公司 一种便携式地线探测仪
CN108036199B (zh) * 2017-12-05 2019-09-13 英业达科技有限公司 管线漏水无线侦测系统及其方法
CN108036199A (zh) * 2017-12-05 2018-05-15 英业达科技有限公司 管线漏水无线侦测系统及其方法
CN109409146A (zh) * 2018-09-27 2019-03-01 北京计算机技术及应用研究所 一种利用射频识别标记道路的方法和系统
CN109669221A (zh) * 2019-02-23 2019-04-23 克拉玛依友诚实验检测分析有限责任公司 一种油田地下金属管线探测系统
CN109884717A (zh) * 2019-03-22 2019-06-14 中国科学技术大学 一种地下管线探测设备
CN111679268A (zh) * 2020-06-18 2020-09-18 苏州市测绘院有限责任公司 一种地下管线探测方法
CN115248454A (zh) * 2022-07-05 2022-10-28 北京市燃气集团有限责任公司 一种基于电子标识器的地下管道定位系统及方法
CN115248454B (zh) * 2022-07-05 2024-01-16 北京市燃气集团有限责任公司 一种基于电子标识器的地下管道定位系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016045236A1 (zh) 2016-03-31
CN104239921B (zh) 2018-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104239921A (zh) 一种地下管线标识与实时测深系统
CN104239922A (zh) 基于射频识别技术的管线标识与实时测深系统
US11686878B1 (en) Electromagnetic marker devices for buried or hidden use
US6778128B2 (en) Method of locating underground utility lines and an underground utility line
US20110181289A1 (en) Locator assembly for detecting, locating and identifying buried objects and method of use
US9848252B2 (en) System and method for wireless communications
US20070210929A1 (en) Mapping and Detection of Pipelines using Low Power Wireless Sensor Network
CN101079095A (zh) 隐蔽物体的快速定位方法
US9097605B2 (en) Location of a leak in a pipe
Dziadak et al. Model for the 3D location of buried assets based on RFID technology
CN105863735A (zh) 地磁与rfid 射频结合的井下定位方法
CN202033479U (zh) 地下管线探测定位设备
CN103323881A (zh) 地下管线综合测量工法
WO2016045235A1 (zh) 一种基于雷达探测技术的标识带实时测深系统
Tsakiris et al. Identification of the burial depth of radio frequency identification transponders in riverine applications
CN100365438C (zh) 用于检测埋入的磁性物体的检测器
CN107271539A (zh) 一种海底油气管道漏磁/甚低频接收检测定位方法及装置
CN102946001B (zh) 一种与随钻电阻率测井仪相耦合的天线耦合器
CN104076323A (zh) 一种基于仿真标签的rfid定位方法
CN115248454B (zh) 一种基于电子标识器的地下管道定位系统及方法
Wei et al. iMag: Accurate and rapidly deployable inertial magneto-inductive localisation
CN204178397U (zh) 电缆电子标识探测装置
KR20030030594A (ko) 지중 매설물 위치 인식시스템
CN208255433U (zh) 一种地下管道定位装置
CN103308888B (zh) 基于射频识别对杆塔的拉线进行测量的方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant