CN105353415A - 一种导线探测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导线探测方法及系统，包括将包括电流采集装置和位置采集装置的数据采集装置在预设待测区域内移动，电流采集装置在移动过程中实时采集预设待测区域内不同位置的电流信号并发送至处理单元，位置采集装置采集预设待测区域的位置信号并传送至处理单元；处理单元将位置信号转换为坐标，并对坐标和电流信号进行数据融合处理，得到坐标以及，与坐标相对应位置处的电流信号；当数据采集装置对预设待测区域采集完毕后，处理单元对所有的坐标以及与所有的坐标分别相对应的电流信号进行数据综合处理，得到电路的分布情况，并将其显示在显示装置上。该方法及系统能够无损的进行区域探测、成本低、便携且能够自动完成电路分布图的绘制。

Description

一种导线探测方法及系统

技术领域

本发明涉及电磁探测技术领域，特别是涉及一种导线探测方法。本发明还涉及一种导线探测系统。

背景技术

在目前的生产生活中，有许多导电线路(例如电路)埋于地下或墙体内部等不可见的位置，而工作人员为了确定导线的位置往往需要进行探测。

现有技术中，对非可见的导线有如下几种探测方法：

采用电磁学原理进行单点探测，该方法利用了通有交流电的导线在其四周产生的感应磁场这一特性来进行探测，比较经济方便，但是该方法只能对某一点进行探测，而无法进行区域探测，另外，对于探测到的位置只能人为的进行记录，对电路分布图的绘制需人力完成，不能自动生成区域的电路分布图。

采用超声波探测，该方法是利用超声波的反射，获取导线及电周边空槽的孔壁信息进行数据分析来达到探测目的，但是该方法一次探测的成本高，且超声波的相关设备并不便携，且对电路分布图的绘制也需人力完成。

另外，还可以采用已有的图纸，根据已有的电路分布图，进行采样探测，在某些特殊点进行接触式(例如挖掘，打洞)的探测方法，确认已有电路分布图的正确性，并且对不正确的或者有误差的地方进行修正，绘制新的电路分布图。一方面，该方法通过接触式的探测来确认导线的位置容易对探测区域产生一定的损伤，另一方面，仍然也需要人力来绘制电路分布图。

因此，如何提供一种能够无损的进行区域探测、成本低、便携且能够自动完成电路分布图的绘制的导线探测方法及系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够无损的进行区域探测、成本低、便携且能够自动完成电路分布图的绘制的导线探测方法。本发明的另一目的是提供一种导线探测系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种导线探测方法，包括：

将包括电流采集装置和位置采集装置的数据采集装置在预设待测区域内与所述预设待测区域保持相同的相对距离进行移动，同时，所述电流采集装置在移动过程中实时的采集所述预设待测区域内不同位置的电流信号，并将所述电流信号发送至信号调理装置，经过所述信号调理装置的调制处理后传送至处理单元，且所述位置采集装置采集所述预设待测区域的位置信号，并将所述位置信号传送至所述处理单元；

所述处理单元将所述位置信号转换为坐标，并对所述坐标和所述电流信号进行数据融合处理，得到坐标以及与所述坐标相对应位置处的电流信号；

当所述数据采集装置对所述预设待测区域采集完毕后，所述处理单元对所有的坐标以及与所述所有的坐标分别相对应的电流信号进行数据综合处理，得到所述电路的分布情况，并将所述电路的分布情况在显示装置上进行绘制并显示。

优选地，当所述电流采集装置为金属线圈且所述金属线圈与所述预设待测区域垂直时，所述数据综合处理的过程为：

采用峰值法对所述所有的坐标以及与所述所有的坐标分别相对应的所述电流信号进行判断，来得到所述电路的分布情况。

优选地，当所述电流采集装置为金属线圈且所述金属线圈与所述预设待测区域平行时，所述数据综合处理的过程为：

采用谷值法对所述所有的坐标以及与所述所有的坐标分别相对应的所述电流信号进行判断，来得到所述电路的分布情况。

优选地，所述调制处理包括：

放大处理和滤波处理。

优选地，还包括：

对所述坐标以及，与所述坐标相对应位置处的所述电流信号进行实时显示。

优选地，还包括：

所述处理单元预先将所述显示装置的显示屏与所述预设待测区域按照比例尺进行对应。

优选地，所述数据采集装置在所述预设待测区域内按照预设探测轨迹进行移动。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种导线探测系统，包括：

数据采集装置，所述数据采集装置包括电流采集装置和位置采集装置，用于在预设待测区域内与所述预设待测区域保持相同的相对距离进行移动，同时，所述电流采集装置用于在移动过程中实时的采集所述预设待测区域内不同位置的电流信号，并将所述电流信号发送至信号调理装置，且所述位置采集装置用于采集所述预设待测区域的位置信号，并将所述位置信号传送至所述处理单元；

所述信号调理装置，用于对所述电流信号进行调制处理，并将调制处理后的所述电流信号发送至所述处理单元；

所述处理单元，用于将所述位置信号转换为坐标，并对所述坐标和所述电流信号进行数据融合处理，得到坐标以及与所述坐标相对应位置处的电流信号；当所述数据采集装置对所述预设待测区域采集完毕后，所述处理单元对所有的坐标以及与所述所有的坐标分别相对应的电流信号进行数据综合处理，得到所述电路的分布情况，并将所述电路的分布情况发送至显示装置；

所述显示装置，用于对所述电路的分布情况进行绘制并显示。

优选地，所述信号调理装置包括：

放大器，用于对所述电流信号进行放大处理，并将放大后的所述电流信号发送至滤波器；

所述滤波器，用于对所述放大后的所述电流信号进行滤波处理，并将滤波后的所述电流信号发送至所述处理单元。

优选地，所述位置采集装置包括：

陀螺仪和加速度计。

本发明提供了一种导线探测方法及系统，该方法采用电磁学的原理来探测，不需要对电路进行接触，因此不会对探测区域造成损伤。

另外，数据采集装置包括数据采集装置和位置采集装置，其中，电流采集装置能够在移动过程中实时采集预设待测区域内不同位置的电流信号并实时地传送至处理单元，位置采集装置能够采集预设待测区域的位置信号并实时地传送至处理单元，因此不需要人为的对探测位置和探测电流进行记录；且整个装置成本低，易便携；另外，该方法能够通过对数据采集装置的实时移动来进行区域探测，当数据采集装置对预设待测区域采集完毕后，处理单元可以根据对所有的坐标以及与所有的坐标分别相对应的电流信号得到电路的分布情况，即能够得到导线的位置和方向，并由显示装置对该分布情况进行绘制并显示，实现了对电路分布图的自动绘制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种导线探测方法的过程的流程图；

图2为本发明提供的一种导线探测方法中的导线周围的磁场示意图；

图3为本发明提供的另一种导线探测方法的过程的流程图；

图4为本发明提供的另一种导线探测方法中的“S”形预设探测轨迹的示意图；

图5为本发明提供的另一种导线探测方法中的峰值法中电流信号的大小与导线位置的对应关系示意图；

图6为本发明提供的另一种导线探测方法中谷值法中电流信号的大小与导线位置的对应关系示意图；

图7为本发明提供的一种导线探测系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种能够无损的进行区域探测、成本低、便携且能够自动完成电路分布图的绘制的导线探测方法。本发明的另一核心是提供一种导线探测系统。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供了一种导线探测方法，参见图1所示，图1为本发明提供的一种导线探测方法的过程的流程图；该方法包括：

步骤s101：将包括电流采集装置和位置采集装置的数据采集装置在预设待测区域内与预设待测区域保持相同的相对距离进行移动，同时，电流采集装置在移动过程中实时的采集预设待测区域内不同位置的电流信号，并将电流信号发送至信号调理装置，经过信号调理装置的调制处理后传送至处理单元，且位置采集装置采集预设待测区域的位置信号，并将位置信号传送至处理单元；

步骤s102：处理单元将位置信号转换为坐标，并对坐标和电流信号进行数据融合处理，得到坐标以及，与坐标相对应位置处的电流信号；

步骤s103：当数据采集装置对预设待测区域采集完毕后，处理单元对所有的坐标以及与所有的坐标分别相对应的电流信号进行数据综合处理，得到电路的分布情况，并将电路的分布情况在显示装置上进行绘制并显示。

本发明提供了一种导线探测方法，该方法采用电磁学的原理来探测，不需要对电路进行接触，因此不会对探测区域造成损伤。

另外，数据采集装置包括数据采集装置和位置采集装置，其中，电流采集装置能够在移动过程中实时采集预设待测区域内不同位置的电流信号并实时地传送至处理单元，位置采集装置能够采集预设待测区域的位置信号并实时地传送至处理单元，因此不需要人为的对探测位置和探测电流进行记录；且整个装置成本低，易便携；另外，该方法能够通过对数据采集装置的实时移动来进行区域探测，当数据采集装置对预设待测区域采集完毕后，处理单元可以根据对所有的坐标以及与所有的坐标分别相对应的电流信号得到电路的分布情况，即能够得到导线的位置和方向，并由显示装置对该分布情况进行绘制并显示，实现了对电路分布图的自动绘制。

实施例二

基于实施例一的基础上，本发明还提供了另一种导线探测方法，参见图2、图3、图4、图5和图6所示，图2为本发明提供的另一种导线探测方法中的导线周围的磁场示意图；图3为本发明提供的另一种导线探测方法的过程的流程图；图4为本发明提供的另一种导线探测方法中的“S”形预设探测轨迹的示意图；图5为本发明提供的另一种导线探测方法中的峰值法中电流信号的大小与导线位置的对应关系示意图；图6为本发明提供的另一种导线探测方法中的谷值法中电流信号的大小与导线位置的对应关系示意图；

该方法包括：

步骤s201：将包括电流采集装置和位置采集装置的数据采集装置在预设待测区域内与预设待测区域保持相同的相对距离进行移动，同时，电流采集装置在移动过程中实时的采集预设待测区域内不同位置的电流信号，并将电流信号发送至信号调理装置，经过信号调理装置的调制处理后传送至处理单元，且位置采集装置采集预设待测区域的位置信号，并将位置信号传送至处理单元；

其中，这里的电流采集装置可以为金属线圈，本发明对金属线圈的匝数不做限定，工作人员可根据实际需要自行设定。

可以理解的是，通有交流电的导线周围会产生以导线为圆心的感应磁场，将闭合的金属线圈置于该感应磁场中时，金属线圈上会产生感应电流，由于导线周围的不同位置上的感应磁场的强度不同，距离导线越近，磁场强度越强，距离导线越远，磁场强度越弱，从而导致当金属线圈与导线的距离不同时，金属线圈上产生的感应电流的大小不同，因此，可以根据金属线圈在预设待测区域的不同位置采集到的电流信号的强度来判断导线的位置。

当然，这里的电流采集装置并不仅限于金属线圈，只要能够通过上述原理实现本发明目的的电流采集装置均在本发明的保护范围之内。

另外，这里的数据采集装置在预设待测区域内应按照预设探测轨迹进行移动。这里的预设探测轨迹可以为“S”形，参见图4所示，图4为本发明提供的另一种导线探测方法中的“S”形预设探测轨迹的示意图。当然，也可采用其他探测轨迹，本发明对是否预先设定探测轨迹并不限定，也不限定预设探测轨迹的形状，只要数据采集装置的探测位置能够覆盖整个预设待测区域即可。

其中，这里的调制处理包括放大处理和滤波处理。

可以理解的是，由于电流采集装置为非接触式采集，电流采集装置与导线之间的距离以及电流采集装置与导线之间的介质均会减弱采集到的电流信号，因此，需要放大电流信号，同时，还需要滤除杂波和没有作用的影响信号，以便对电流信号进行观察，同时，能够使得到的导线的位置更为准确。

步骤s202：处理单元预先将显示装置的显示屏与预设待测区域按照比例尺进行对应；

步骤s203：处理单元按照比例尺将位置信号转换为坐标，并对坐标和电流信号进行数据融合处理，得到坐标以及，与坐标相对应位置处的电流信号；

其中，要根据预设待测区域的大小来确定坐标每单位长度对应的实际中的距离，即比例尺的比例(例如比例尺为1:1，则数据采集装置每移动1cm对应坐标移动一个单位长度)。

可以理解的是，这里的处理单元按照比例尺将位置信号转换为坐标，是为了使坐标能够适应显示装置的显示屏的大小，从而使显示屏上的坐标与预设待测区域内的位置一一对应。

步骤s204：对坐标以及，与坐标相对应位置处的电流信号进行实时显示；

通过对坐标以及，与坐标相对应位置处的电流信号进行实时显示，可以更直观的观察到不同位置处电流信号的变化，更加便于工作人员对预设待测区域内的不同位置处的磁场进行分析和判断。

步骤s205：当数据采集装置对预设待测区域采集完毕后，处理单元对所有的坐标以及与所有的坐标分别相对应的电流信号进行数据综合处理，得到电路的分布情况，并将电路的分布情况在显示装置上进行绘制并显示。

其中，当电流采集装置为金属线圈且金属线圈与预设待测区域垂直时，数据综合处理的过程为：

采用峰值法对所有的坐标以及与所有的坐标分别相对应的电流信号进行判断，来得到电路的分布情况。

参见图5所示，图5为本发明提供的另一种导线探测方法中的峰值法中电流信号的大小与导线位置的对应关系示意图；此时，当金属线圈位于导线正上方时，金属线圈内磁通量变化最大，故此时金属线圈上感应电流最大，即采集到的电流信号最大；当金属线圈与导线的水平距离越大时，金属线圈内磁通量变化越小，故此时金属线圈上感应电流也越小，即采集到的电流信号越小，因此，当金属线圈与预设待测区域垂直时可通过电流信号的峰值的位置来判断导线的位置。

当电流采集装置为金属线圈且金属线圈与预设待测区域平行时，数据综合处理的过程为：

采用谷值法对所有的坐标以及与所有的坐标分别相对应的电流信号进行判断，来得到电路的分布情况。

参见图6所示，图6为本发明提供的另一种导线探测方法中的谷值法中电流信号的大小与导线位置的对应关系示意图；此时，当金属线圈的水平位置与导线逐渐接近时，金属线圈内磁通量变化逐渐增大，此时金属线圈上感应电流也逐渐增大，即采集到的电流信号逐渐增大；当金属线圈的水平位置与导线的水平位置逐渐重合时，金属线圈内磁通量变化逐渐减小，故此时金属线圈上感应电流也逐渐减小，即采集到的电流信号也逐渐减小；理想情况下，当金属线圈位于导线的正上方时，金属线圈内磁通量为零，此时金属线圈上不存在感应电流，即采集到的电流信号为零，因此，当金属线圈与预设待测区域平行时可通过电流信号的谷值的位置来判断导线的位置。

基于实施例一提供的方法，本实施例在预设待测区域内按照预设探测轨迹移动数据采集装置，不仅能够使探测的位置完全覆盖预设待测区域，还能避免重复探测，节省了时间和精力；并且该方法预先将显示装置的显示屏与预设待测区域按照比例尺进行对应，处理单元按照比例尺将位置信号转换为坐标，使坐标能够适应显示装置的显示屏的大小，从而使显示屏上的坐标与预设待测区域内的位置一一对应；另外，该方法采用峰值法或谷值法来判断导线的位置，当数据采集装置对预设待测区域采集完毕后，处理单元可以根据处于峰值或谷值处的电流信号所对应的坐标来得到导线的位置和方向，并由显示装置对导线的位置和方向进行绘制并显示，实现了对电路分布图的自动绘制。

本发明还提供了一种导线探测系统，参见图7所示，图7为本发明提供的一种导线探测系统的结构示意图；该系统包括：

数据采集装置301，数据采集装置301包括电流采集装置和位置采集装置，用于在预设待测区域内与预设待测区域保持相同的相对距离进行移动，同时，电流采集装置用于在移动过程中实时的采集预设待测区域内不同位置的电流信号，并将电流信号发送至信号调理装置302，且位置采集装置用于采集预设待测区域的位置信号，并将位置信号传送至处理单元303；

另外，这里的位置采集装置可以由定向陀螺仪和加速度计组成。定向陀螺仪可以测得移动方向，加速度计可以测得每个时刻数据采集装置301的加速度，通过加速度可以计算得到每个时刻数据采集装置301的速度，根据速度进一步计算出数据采集装置301的位移，利用移动方向和位移可以唯一确定数据采集装置301移动前后的位置变化。

信号调理装置302，用于对电流信号进行调制处理，并将调制处理后的电流信号发送至处理单元303；

其中，这里的信号调理装置302包括：

放大器304，用于对电流信号进行放大处理，并将放大后的电流信号发送至滤波器305；

滤波器305，用于对放大后的电流信号进行滤波处理，并将滤波后的电流信号发送至处理单元303。

当然，具体采用放大器304和滤波器305的类型可根据实际情况自行决定，本发明对此不作过多限定。

处理单元303，用于将位置信号转换为坐标，并对坐标和电流信号进行数据融合处理，得到坐标以及，与坐标相对应位置处的电流信号；当数据采集装置301对预设待测区域采集完毕后，处理单元303对所有的坐标以及与所有的坐标分别相对应的电流信号进行数据综合处理，得到电路的分布情况，并将电路的分布情况发送至显示装置306；

这里的处理单元303还用于预先将显示装置306的显示屏与预设待测区域按照比例尺进行对应。当处理单元303将位置信号转换为坐标时，则按照上述比例尺进行转换，从而使坐标能够适应显示装置306的显示屏的大小，从而使显示屏上的坐标与预设待测区域内的位置一一对应。

显示装置306，用于对电路的分布情况进行绘制并显示。

另外，这里的显示装置306还用于对坐标，以及与坐标相对应位置处的电流信号进行实时显示。

本发明提供了一种导线探测系统，该系统采用电磁学的原理来探测，不需要对电路进行接触，因此不会对探测区域造成损伤。

另外，数据采集装置包括数据采集装置和位置采集装置，其中，电流采集装置能够在移动过程中实时采集预设待测区域内不同位置的电流信号并实时地传送至处理单元，位置采集装置能够采集预设待测区域的位置信号并实时地传送至处理单元，因此不需要人为的对探测位置和探测电流进行记录；且整个装置成本低，易便携；另外，该系统能够通过对数据采集装置的实时移动来进行区域探测，当数据采集装置对预设待测区域采集完毕后，处理单元可以根据对所有的坐标以及与所有的坐标分别相对应的电流信号得到电路的分布情况，即能够得到导线的位置和方向，并由显示装置对该分布情况进行绘制并显示，实现了对电路分布图的自动绘制。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种导线探测方法，其特征在于，包括：

将包括电流采集装置和位置采集装置的数据采集装置在预设待测区域内与所述预设待测区域保持相同的相对距离进行移动，同时，所述电流采集装置在移动过程中实时的采集所述预设待测区域内不同位置的电流信号，并将所述电流信号发送至信号调理装置，经过所述信号调理装置的调制处理后传送至处理单元，且所述位置采集装置采集所述预设待测区域的位置信号，并将所述位置信号传送至所述处理单元；

所述处理单元将所述位置信号转换为坐标，并对所述坐标和所述电流信号进行数据融合处理，得到坐标以及与所述坐标相对应位置处的电流信号；

当所述数据采集装置对所述预设待测区域采集完毕后，所述处理单元对所有的坐标以及与所述所有的坐标分别相对应的电流信号进行数据综合处理，得到所述电路的分布情况，并将所述电路的分布情况在显示装置上进行绘制并显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述电流采集装置为金属线圈且所述金属线圈与所述预设待测区域垂直时，所述数据综合处理的过程为：

采用峰值法对所述所有的坐标以及与所述所有的坐标分别相对应的所述电流信号进行判断，来得到所述电路的分布情况。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述电流采集装置为金属线圈且所述金属线圈与所述预设待测区域平行时，所述数据综合处理的过程为：

采用谷值法对所述所有的坐标以及与所述所有的坐标分别相对应的所述电流信号进行判断，来得到所述电路的分布情况。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调制处理包括：

放大处理和滤波处理。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述坐标以及，与所述坐标相对应位置处的所述电流信号进行实时显示。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述处理单元预先将所述显示装置的显示屏与所述预设待测区域按照比例尺进行对应。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据采集装置在所述预设待测区域内按照预设探测轨迹进行移动。

8.一种导线探测系统，其特征在于，包括：

数据采集装置，所述数据采集装置包括电流采集装置和位置采集装置，用于在预设待测区域内与所述预设待测区域保持相同的相对距离进行移动，同时，所述电流采集装置用于在移动过程中实时的采集所述预设待测区域内不同位置的电流信号，并将所述电流信号发送至信号调理装置，且所述位置采集装置用于采集所述预设待测区域的位置信号，并将所述位置信号传送至所述处理单元；

所述信号调理装置，用于对所述电流信号进行调制处理，并将调制处理后的所述电流信号发送至所述处理单元；

所述处理单元，用于将所述位置信号转换为坐标，并对所述坐标和所述电流信号进行数据融合处理，得到坐标以及与所述坐标相对应位置处的电流信号；当所述数据采集装置对所述预设待测区域采集完毕后，所述处理单元对所有的坐标以及与所述所有的坐标分别相对应的电流信号进行数据综合处理，得到所述电路的分布情况，并将所述电路的分布情况发送至显示装置；

所述显示装置，用于对所述电路的分布情况进行绘制并显示。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述信号调理装置包括：

放大器，用于对所述电流信号进行放大处理，并将放大后的所述电流信号发送至滤波器；

所述滤波器，用于对所述放大后的所述电流信号进行滤波处理，并将滤波后的所述电流信号发送至所述处理单元。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述位置采集装置包括：

陀螺仪和加速度计。