CN106249305A - 一种地下非金属管线探测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下非金属管线探测装置及其使用方法，包括接收器、传感器和传感器导向装置，传感器设置在传感器导向装置前端并将位置信号以无线电磁波的形式传送到接收器，传感器导向装置用于驱动传感器在待测管道内移动，接收器用于解调出所传送的参数信息，传感器导向装置包括管状本体和导向辅助装置，导向辅助装置沿管状本体长度方向间隔设置，导向辅助装置包括轴套和均匀嵌布于轴套外圆柱侧面滚球容纳腔的滚球，滚球的球面顶端高于轴套圆形侧面，滚球被设置为能够在滚球容纳腔中滚动。本发明公开的一种地下非金属管线探测装置，通过对现有地下定位系统的简单改造，并结合传感器导向装置，探测效果好，成本较低。

Description

一种地下非金属管线探测装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及管线探测领域，尤其涉及一种地下非金属管线探测装置及其使用方法。

背景技术

在现有的地下管线探测方法中，常用的为电磁感应法。其基本原理是电磁感应定律，此方法具体又可分为直接法和夹钳法。此种方法在金属直埋管道的探测上使用最为频繁，技术也很成熟，但其在针对未开挖非金属管线的探测上显得无能为力。管线密集区段新敷设的诸如电信、信息管道多采用非开挖法施工，铺设的材质大多出多孔的硅芯管，这种方法敷设的管线埋深大、走向不规则，一直是业内探测难点。

本发明公开的探测装置为探测此类有预留空置孔道的非开挖管道。除探测非开挖电信管道外，还可以用于探测有出露点，可穿管探测的管线，如排水、电信、预排电力等管线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是准确探测地下非金属管线位置，为了解决上述问题，本发明提供一种地下非金属管线探测装置，包括接收器、传感器和传感器导向装置，传感器设置在传感器导向装置前端并将位置信号以无线电磁波的形式传送到接收器，传感器导向装置用于驱动传感器在待测管道内移动，接收器用于解调出所传送的参数信息；传感器导向装置包括管状本体和导向辅助装置，导向辅助装置沿管状本体长度方向间隔设置，导向辅助装置包括轴套和均匀嵌布于轴套外圆柱侧面滚球容纳腔的滚球，滚球的球面顶端高于轴套圆形侧面，滚球被设置为能够在滚球容纳腔中滚动。

进一步地，传感器导向装置前端包括传感器容纳腔，传感器容纳腔的开口处设置有防水密封盖。

进一步地，容纳腔包括圆柱形固定筋，圆柱形固定筋连接有卡扣，卡扣包括外卡扣、内卡扣和卡扣本体，外卡扣的末端延伸形成弯折，内卡扣上设有与弯折相扣合的凹槽，该弯折与凹槽组成径向锁紧结构，本体上对称地在两侧分别设有两个半圆弧，分别和传感器和圆柱形固定筋过盈配合。

进一步地，传感器导向装置的顶端设置有导向部，导向头包括支撑柱、导向头、固定支耳、固定螺栓、固定杆、弹簧和固定圈，导向头固定在支撑柱的第一端，且导向头的周边设置有固定支耳，固定杆的第一端与固定支耳通过固定螺栓活动连接，且固定杆的第二端通过弹簧连接在支撑柱上，固定圈安装在支撑柱的第二端。

进一步地，传感器导向装置还包括托架、线圈盘和驱动电机，管状本体绕设在线圈盘上，线圈盘可旋转地安装在托架上，驱动电机用于驱动线圈盘旋转。

进一步地，驱动电机和计算机相连，计算机被设置为能够根据给线长度间隔关闭驱动电机。

进一步地，非金属管线探测装置用于金属管线的探测。

本发明还公开了一种探测装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：将传感器置于传感器容纳腔，通过卡扣固定传感器在传感器容纳腔的位置，盖上防水密封盖实现传感器的防水和密封要求；

步骤二：人工将传感器导向装置的导向头插入待探测管线空置孔道内，直至导向辅助装置的第一个轴套进入待探测管线空置孔道内；

步骤三：开启驱动电机，线圈盘给线，并通过人工引导管状本体走向；

步骤四：当导向辅助装置的每一个轴套进入待探测管线空置孔道内，停止步骤三，地面探测人员通过接收器记录传感器的位置信息；

步骤五：重复步骤四和步骤五，直至传感器导向装置的导向头从待探测管线空置孔道另一头穿出，停止推动和记录。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明公开的一种地下非金属管线探测装置，通过对现有地下定位系统的简单改造，并结合传感器导向装置，探测效果好，成本较低。

2、本发明的传感器导向装置通过卡扣固定传感器，具有减振效果。

3、本发明的传感器导向装置通过导向辅助装置，可以减少传感器导向装置在使用过程中和待测管道内壁的摩擦作用。导向装置的顶端通过设置导向部，从而使得管道本体在错综复杂的管路中始终能够向前运动。

附图说明

图1是本发明的一种地下非金属管线探测装置探测原理示意图。

图2是本发明的传感器导向装置中的卡扣结构示意图。

图3是本发明的传感器导向装置的管状本体和导向辅助装置结构示意图。

图4是本发明的传感器导向装置的导向部结构示意图。

图5是本发明的传感器导向装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。

如图1所示，本发明公开的一种地下非金属管线探测装置，包括接收器1、传感器2和传感器导向装置，传感器2设置在传感器导向装置前端并将位置信号以无线电磁波的形式传送到接收器1，传感器导向装置用于驱动传感器2在待测管道内移动，接收器1用于解调出所传送的参数信息，即通过将检测到的磁距减去检测到的超声波测量值所反应的距离，即得到传感器在地下的深度。

本发明的接收器和传感器选用美国DigiTrak猎鹰F2地下定位系统，原配套的传感器尺寸为38.1*3.175cm(长*直径)，而目前探测常用的40/33硅芯管内径尺寸为3.3cm，原传感器尺寸很难保证能进入待测空置管道中，故在地下管线探测中我们使用另一种小尺寸DigiTrak DucTrak传感器，如下表所示:

表1

本发明选用的DucTrak传感器尺寸仅为15.2*2.2cm(长*直径)，跟踪现有的非金属管道的最大深度可达12.2米。

在一个实施例中，传感器导向装置前端包括传感器容纳腔，传感器容纳腔的开口处设置有防水密封盖。实际使用中我们发现，由于地下水位的问题，有一定比例的待探测管线浸没在水里，若传感器不作任何措施直接使用，传感器故障频发，寿命骤减。

如图2所示，在一个实施例中，容纳腔中固定有卡扣，卡扣用于固定传感器在容纳腔中的位置。该卡扣包括外卡扣31、内卡扣32和卡扣本体33，外卡扣31和内卡扣32相互配合，且外卡扣31的末端延伸形成向内的弯折，内卡扣32上设有与该弯折相适应的凹槽，该弯折与该凹槽组成径向锁紧结构，该本体33的两侧对称的设有两个半圆弧，即第一圆弧331、第二圆弧332、第三圆弧333和第四圆弧334，第一圆弧331和第二圆弧332对称，第三圆弧333和第四圆弧334对称。固定传感器时，第一圆弧331和第二圆弧332合拢，合拢后的直径略小于传感器直径，与传感器过盈配合；第三圆弧333和第四圆弧334合拢，合拢后的直径略小于固定在容纳腔中的圆柱形固定筋的直径，与固定筋形成过盈配合。通过该卡扣3固定传感器，由于卡扣3和固定筋非刚性连接，卡扣和传感器也非刚性连接，在施工过程中，该卡扣3在固定传感器位置的同时，起到了减震效果，从而延长了传感器的使用寿命。

如图3所示，传感器导向装置包括管状本体41和导向辅助装置42，导向辅助装置沿管状本体长度方向间隔设置，导向辅助装置包括轴套421和均匀嵌布于轴套外圆柱侧面滚球容纳腔422的滚球，滚球的球面顶端高于轴套圆形侧面，滚球被设置为能够在滚球容纳腔422中滚动。选用的导向辅助装置42的外径小于待测管道的内径，采用该导向辅助装置42改变了管状本体41与管道内表面的接触方式，即从面接触变为点状接触，降低了传感器导向装置在管路中的摩擦力，尤其是在非开挖管道探测中，管道走向较深，管道形状类似抛物线的情况，减摩擦效果更佳。

如图4所示，在一个实施例中，传感器导向装置的顶端设置有导向部，导向部包括支撑柱51、导向头52、固定支耳53、固定螺栓、固定杆54、弹簧55和固定圈56，导向头52固定在支撑柱51的第一端，且导向头52的周边设置有固定支耳53，固定杆54的第一端与固定支耳53通过固定螺栓活动连接，且固定杆54的第二端通过弹簧55连接在支撑柱51上，固定圈56安装在支撑柱51的第二端，导向头52为圆锥形结构，固定杆54的数量为3-5根，固定杆54均匀地设置在支撑柱51四周，固定杆54的第二端为圆锥形结构，固定圈56安装在支撑柱51的第二端，并用于和传感器导向装置顶端相连。在使用过程中，导向部引导传感器导向装置本体向前移动，固定杆54和弹簧配合55使用，该弹簧55的弹力使得固定杆54的第二端具有远离支撑柱51的趋势并和管道内壁接触，且固定杆54的第二端为圆锥形结构，能够防止传感器导向装置本体向后滑动造成本体头端向后滑动形成扭曲，堵塞管道。

如图5所示，在一个实施例中，传感器导向装置还包括托架61、线圈盘62和驱动电机63，管状本体绕设在线圈盘62上，线圈盘62可旋转地安装在托架61上，驱动电机63用于驱动线圈盘62旋转，驱动电机63和计算机相连，计算机根据人工输入的线圈盘初始绕线直径、驱动电机63的转速及线圈盘绕线直径的变化，计算线圈盘给线的速度和给线的长度，计算机可根据给线长度，间隔关闭驱动电机。

在一个实施例中，非金属管线探测装置用于金属管线的探测。

本发明还公开了该探测装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：将传感器置于传感器容纳腔，通过卡扣固定传感器在传感器容纳腔的位置，盖上防水密封盖实现传感器的防水和密封要求；

步骤二：人工将传感器导向装置的导向头插入待探测管线空置孔道内，直至导向辅助装置的第一个轴套进入待探测管线空置孔道内；

步骤三：开启驱动电机，线圈盘给线，并通过人工引导管状本体走向；

步骤四：当导向辅助装置的每一个轴套进入待探测管线空置孔道内，停止步骤三，地面探测人员通过接收器记录传感器的位置信息；在一个实施例中，选用轴套间隔相同的导向辅助装置，当给线长度等于相邻轴套的间距时，计算机间隔关闭驱动电机，驱动电机关闭持续30s后，驱动电机开启。

步骤五：重复步骤四和步骤五，直至传感器导向装置的导向头从待探测管线空置孔道另一头穿出，停止推动和记录。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种地下非金属管线探测装置，其特征在于，包括接收器、传感器和传感器导向装置，所述传感器设置在传感器导向装置前端并将位置信号以无线电磁波的形式传送到所述接收器，所述传感器导向装置用于驱动传感器在待测管道内移动，所述接收器用于解调出所传送的参数信息；

所述传感器导向装置包括管状本体和导向辅助装置，所述导向辅助装置沿管状本体长度方向间隔设置，所述导向辅助装置包括轴套和均匀嵌布于轴套外圆柱侧面滚球容纳腔的滚球，所述滚球的球面顶端高于轴套圆形侧面，所述滚球被设置为能够在滚球容纳腔中滚动。

2.如权利要求1所述的一种地下非金属管线探测装置，其特征在于，所述传感器导向装置前端包括传感器容纳腔，所述传感器容纳腔的开口处设置有防水密封盖。

3.如权利要求1所述的一种地下非金属管线探测装置，其特征在于，所述容纳腔包括圆柱形固定筋，所述圆柱形固定筋连接有卡扣，所述卡扣包括外卡扣、内卡扣和卡扣本体，所述外卡扣的末端延伸形成弯折，所述内卡扣上设有与所述弯折相扣合的凹槽，该弯折与凹槽组成径向锁紧结构，所述本体上对称地在两侧分别设有两个半圆弧，分别和所述传感器和所述圆柱形固定筋过盈配合。

4.如权利要求1所述的一种地下非金属管线探测装置，其特征在于，所述传感器导向装置的顶端设置有导向部，所述导向头包括支撑柱、导向头、固定支耳、固定螺栓、固定杆、弹簧和固定圈，所述导向头固定在支撑柱的第一端，且所述导向头的周边设置有固定支耳，所述固定杆的第一端与固定支耳通过固定螺栓活动连接，且固定杆的第二端通过弹簧连接在支撑柱上，所述固定圈安装在支撑柱的第二端。

5.如权利要求1所述的一种地下非金属管线探测装置，其特征在于，所述传感器导向装置还包括托架、线圈盘和驱动电机，所述管状本体绕设在所述线圈盘上，所述线圈盘可旋转地安装在所述托架上，所述驱动电机用于驱动所述线圈盘旋转。

6.如权利要求5所述的一种地下非金属管线探测装置，其特征在于，所述驱动电机和计算机相连，所述计算机被设置为能够根据给线长度间隔关闭驱动电机。

7.如权利要求1所述的一种非金属管线探测装置，其特征在于，所述非金属管线探测装置用于金属管线的探测。

8.一种如权利要求1所述的探测装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将传感器置于传感器容纳腔，通过卡扣固定传感器在传感器容纳腔的位置，盖上防水密封盖实现传感器的防水和密封要求；

步骤二：人工将传感器导向装置的导向头插入待探测管线空置孔道内，直至导向辅助装置的第一个轴套进入待探测管线空置孔道内；

步骤三：开启驱动电机，线圈盘给线，并通过人工引导管状本体走向；

步骤四：当导向辅助装置的每一个轴套进入待探测管线空置孔道内，停止步骤三，地面探测人员通过接收器记录传感器的位置信息；

步骤五：重复步骤四和步骤五，直至传感器导向装置的导向头从待探测管线空置孔道另一头穿出，停止推动和记录。

9.一种如权利要求9所述的探测装置的使用方法，其特征在于，选用轴套间隔相同的导向辅助装置，当给线长度等于相邻轴套的间距时，计算机间隔关闭驱动电机，驱动电机关闭持续30s后，驱动电机开启。