CN108983310A - 一种地下管道探测系统及探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种地下管道探测系统及探测方法，该系统包括动力装置、探测装置和电脑，其中：所述动力装置通过管道一端的管口往管道内注入推进动力，用于推动所述探测装置向前运动；所述探测装置放置于管道内，用于采集在管道内运动过程中的运动数据；所述电脑，在与所述探测装置连接后，用于根据所述运动数据建立运动模型，以获得所述探测装置的运动轨迹。本发明实施例提供一种地下管道探测系统及探测方法，可以大幅提升地下管道的探测效率，准确得到埋管路径以及每个路径点的离地距离，实现在需要检修时能够指示施工开挖深度和位置，节省了大量人工挖掘排查的工作量，具有很好的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明实施例涉及管道探测技术领域，尤其涉及一种地下管道探测系统及探测方法。
背景技术
电力电缆作为电力系统电能传输与分配的重要元件，在城市电网、工矿企业的内部供电线路以及过江、过海的水下输电线路中被广泛应用。然而，相对于架空明线，深埋电缆是埋于地下的，在检修和施工的过程中，并不清楚电缆线路走向以及管道离地距离，导致日常维护工作显得相对困难。一旦发生故障，就会因为电缆位置的不确定性，延误了抢修恢复送电时间，不但给电力企业造成电量损失，更会给居民生活及厂矿企业带来重大经济损失和社会影响。
发明内容
本发明提供一种地下管道探测系统及探测方法，以解决现有技术的不足。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种地下管道探测系统，包括动力装置、探测装置和电脑，其中：
所述动力装置通过管道一端的管口往管道内注入推进动力，用于推动所述探测装置向前运动；
所述探测装置放置于管道内，用于采集在管道内运动过程中的运动数据；
所述电脑，在与所述探测装置连接后，用于根据所述运动数据建立运动模型，以获得所述探测装置的运动轨迹。
进一步地，所述地下管道探测系统中，所述动力装置为风力设备或水力设备。
进一步地，所述地下管道探测系统中，当所述动力装置为水力设备时，所述探测装置包括功能组件及与所述功能组件的外表面两侧分别固定连接的气囊；
所述功能组件包括外壳、线路板、电池、陀螺仪、USB接口、LED灯、启动开关和复位开关；
所述线路板固定设置于所述外壳内；
所述陀螺仪固定设置于所述线路板上；
所述电池设置于所述外壳内的电池盒内，且连接所述线路板；
所述USB接口、启动开关和复位开关设置在所述外壳上，且连接所述线路板；
所述LED灯设置在所述外壳上，且设置在所述气囊内，并连接所述线路板。
进一步地，所述地下管道探测系统中，当所述动力装置为风力设备时，所述探测装置包括功能组件及与所述功能组件的外表面一侧固定连接的伞盖；
所述功能组件包括外壳、线路板、电池、陀螺仪、USB接口、LED灯、启动开关和复位开关；
所述线路板固定设置于所述外壳内；
所述陀螺仪固定设置于所述线路板上；
所述电池设置于所述外壳内的电池盒内，且连接所述线路板；
所述USB接口、启动开关和复位开关设置在所述外壳上，且连接所述线路板；
所述LED灯设置在所述外壳上，且设置在区别于所述伞盖的一侧，并连接所述线路板。
进一步地，所述地下管道探测系统中，当所述动力装置为风力设备时，所述探测装置包括功能组件、套设在所述功能组件外表面的伞盖式围裙及与所述功能组件的外表面一侧固定连接的导向器；
所述功能组件包括外壳、线路板、电池、陀螺仪、USB接口、LED灯、启动开关和复位开关；
所述线路板固定设置于所述外壳内；
所述陀螺仪固定设置于所述线路板上；
所述电池设置于所述外壳内的电池盒内，且连接所述线路板；
所述USB接口、启动开关和复位开关设置在所述外壳上，且连接所述线路板；
所述LED灯设置在所述外壳上，且设置在区别于所述导向轮的一侧，并连接所述线路板。
进一步地，所述地下管道探测系统中，当所述动力装置为风力设备时，所述探测装置包括功能组件、套设在所述功能组件外表面的伞盖式围裙及与所述功能组件的外表面一侧的吊环固定连接的回牵线；
所述功能组件包括外壳、线路板、电池、陀螺仪、USB接口、LED灯、启动开关和复位开关；
所述线路板固定设置于所述外壳内；
所述陀螺仪固定设置于所述线路板上；
所述电池设置于所述外壳内的电池盒内，且连接所述线路板；
所述USB接口、启动开关和复位开关设置在所述外壳上，且连接所述线路板；
所述LED灯设置在所述外壳上，且设置在与所述回牵线的同一侧，并连接所述线路板。
进一步地，所述地下管道探测系统还包括用于将管口进行密封的密封装置。
进一步地，所述地下管道探测系统中，所述密封装置包括整体可弯曲且并排设置的注水袋和充气袋，在所述注水袋和充气袋的边缘分别设置有注水口和充气嘴，所述充气袋的两端设置有将两端连接固定的卡扣结构。
第二方面，本发明实施例提供一种地下管道探测方法，采用上述第一方面所述的地下管道探测系统执行，所述方法包括：
将所述探测装置由管道一端的管口放入管道内；
将所述动力装置的动力输出管深入到管口；
所述动力装置通过管口往管道内注入推进动力，以推动所述探测装置在管道内向前运动；
所述探测装置采集在管道内运动过程中的运动数据；
所述电脑根据所述运动数据建立运动模型，以获得所述探测装置的运动轨迹。
进一步地，所述地下管道探测方法还包括：
在将所述动力装置的动力输出管深入到管口之后，所述密封装置将所述管口进行密封。
本发明实施例提供一种地下管道探测系统及探测方法，可以大幅提升地下管道的探测效率，准确得到埋管路径以及每个路径点的离地距离，实现在需要检修时能够指示施工开挖深度和位置，节省了大量人工挖掘排查的工作量，具有很好的推广应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种地下管道探测系统的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的探测装置的结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的探测装置的结构示意图；
图4是本发明实施例一提供的探测装置的结构示意图；
图5是本发明实施例一提供的探测装置的结构示意图；
图6是本发明实施例一提供的密封装置的结构示意图；
图7是本发明实施例一提供的密封装置工作时的侧视图；
图8是本发明实施例二提供的一种地下管道探测方法的流程示意图。
附图标记：
动力装置100，探测装置200，电脑300，密封装置400；
功能组件210，伞盖220，伞盖式围裙230，导向器240，回牵线250，气囊260；
外壳211，线路板212，电池213，陀螺仪214，USB接口215，LED灯216，启动开关217，复位开关218；
注水袋410，充气袋420，注水口411，充气嘴421，卡扣结构422。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种地下管道探测系统的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供一种地下管道探测系统，包括动力装置100、探测装置200和电脑300，其中：
所述动力装置100通过管道一端的管口往管道内注入推进动力，用于推动所述探测装置200向前运动；
所述探测装置200放置于管道内，用于采集在管道内运动过程中的运动数据；
所述电脑300，在与所述探测装置200连接后，用于根据所述运动数据建立运动模型，以获得所述探测装置200的运动轨迹。
其中，所述动力装置100可以是风力设备或水力设备；风力设备是指通过旋转的机械能转换为气体压力能和动能，并将气体输送出去的机械设备，而水力设备是指能产生高压水的机械设备。
需要说明的是，动力装置100与探测装置200是需要配套使用的，即动力装置100采用风力设备或水力设备，对应采用的探测装置200是不同的。
参考图2，当所述动力装置100为水力设备时，所述探测装置200可以包括功能组件210及与所述功能组件210的外表面两侧分别固定连接的气囊260；
所述功能组件210包括外壳211、线路板212、电池213、陀螺仪214、USB接口215、LED灯216、启动开关217和复位开关218；
所述线路板212固定设置于所述外壳211内；
所述陀螺仪214固定设置于所述线路板212上；
所述电池213设置于所述外壳211内的电池盒内，且连接所述线路板212；
所述USB接口215、启动开关217和复位开关218设置在所述外壳211上，且连接所述线路板212；
所述LED灯216设置在所述外壳211上，且设置在所述气囊260内，并连接所述线路板212。
当所述动力装置100为风力设备时，所述探测装置200的选择可以有多种，第一方面，参考图3，所述探测装置200可以包括功能组件210及与所述功能组件210的外表面一侧固定连接的伞盖220；
所述功能组件210包括外壳211、线路板212、电池213、陀螺仪214、USB接口215、LED灯216、启动开关217和复位开关218；
所述线路板212固定设置于所述外壳211内；
所述陀螺仪214固定设置于所述线路板212上；
所述电池213设置于所述外壳211内的电池盒内，且连接所述线路板212；
所述USB接口215、启动开关217和复位开关218设置在所述外壳211上，且连接所述线路板212；
所述LED灯216设置在所述外壳211上，且设置在区别于所述伞盖220的一侧，并连接所述线路板212。
第二方面，参考图4，所述探测装置200可以包括功能组件210、套设在所述功能组件210外表面的伞盖式围裙230及与所述功能组件210的外表面一侧固定连接的导向器240；
其中，所述伞盖式围裙230可以设置多个，分别套设在功能组件210的外壳211的不同位置。
所述功能组件210包括外壳211、线路板212、电池213、陀螺仪214、USB接口215、LED灯216、启动开关217和复位开关218；
所述线路板212固定设置于所述外壳211内；
所述陀螺仪214固定设置于所述线路板212上；
所述电池213设置于所述外壳211内的电池盒内，且连接所述线路板212；
所述USB接口215、启动开关217和复位开关218设置在所述外壳211上，且连接所述线路板212；
所述LED灯216设置在所述外壳211上，且设置在区别于所述导向轮的一侧，并连接所述线路板212。
第三方面，参考图5，所述探测装置200可以包括功能组件210、套设在所述功能组件210外表面的伞盖式围裙230及与所述功能组件210的外表面一侧的吊环固定连接的回牵线250；
所述功能组件210包括外壳211、线路板212、电池213、陀螺仪214、USB接口215、LED灯216、启动开关217和复位开关218；
所述线路板212固定设置于所述外壳211内；
所述陀螺仪214固定设置于所述线路板212上；
所述电池213设置于所述外壳211内的电池盒内，且连接所述线路板212；
所述USB接口215、启动开关217和复位开关218设置在所述外壳211上，且连接所述线路板212；
所述LED灯216设置在所述外壳211上，且设置在与所述回牵线250的同一侧，并连接所述线路板212。
需要说明的是，所述电池213为可充电电池，所述线路板212上包括一给所述电池213充电的充电电路；USB接口215的表面设置有防水贴片，其与所述外壳211连接的接触面四周采用防水密封胶粘结，USB接口215用于实现充电和数据传输；陀螺仪214为LPMS-B2传感器，其内部集成了三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计等传感器，通过这些元件实现三维运动。其中：
三轴陀螺仪是一种测量角度速率的加速度传感器，可以用于沿着X、Y、Z三轴方向测量弓的角速度，通过积分可以得到弓在整个过程中的角度变化；
三轴加速度计是一种沿着X、Y、Z轴计算加速度的惯性传感器；具体地，所述三轴加速度计是一个由检测质量、支撑、电位器和弹簧等组成的一自由度的振荡系统，用于连续给出加速度信号；该传感器的三轴加速度计可以直接输出原始加速度和线性加速度，即消除重力影响后的加速度，通过对线性加速度积分可以得到弓的角速度、运动过程中的位移；
三轴磁力计可以根据地球的磁场的垂直轴来估计传感器相对于地球磁场的位置变化，即测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。
具体使用时，将需要探测的管道的上游端管口或井盖打开，将探测装置200从管口放入到管道内，并及通过复位开关218将空间坐标复位为初始值，然后将探测装置200的动力输出管(水管或风管)深入管口，通过按下启动开关217开始工作，高压水流和强风会带动探测装置200在管道内向前移动，因为管道内大多属于圆形内壁，本探测装置200设计为圆柱体，且所采用的设备重量非常轻，在水力或风力设备鼓动下，可以很容易的向前流动，直到下一个管口，以此类推；最后通过取回探测装置200并导出运动数据到电脑300，通过建立运动模型，计算所需要的空间坐标，以获得所述探测装置200的运动轨迹。
在一种实施方式中，优选的，所述地下管道探测系统还包括用于将深入管口的风管或水管连同电缆进行密封的密封装置400。
具体的，参考图6，所述密封装置400包括整体可弯曲且并排设置的注水袋410和充气袋420，在所述注水袋410和充气袋420的边缘分别设置有注水口411和充气嘴421，所述充气袋420的两端设置有将两端连接固定的卡扣结构422。
所述密封装置400的表面采用弹性材料，注水袋410内装有蓝色半饱和液体，类似塑料袋装半袋子水，这个水量可以适当调节(不装满是为了在使用过程中能够很好的延展到细小的空间。)，且注水袋410足够大。当使用的时候，将充气袋420的两端围绕水管/风管和电缆扣合(参考图7)，然后对充气袋420充气。充气袋420因为有弹性会对注水袋410内的水进行挤压，不断挤压的过程中，会很好的填充好所有的缝隙，从而确保密封的良好性。
本发明实施例提供一种地下管道探测系统及探测方法，可以大幅提升地下管道的探测效率，准确得到埋管路径以及每个路径点的离地距离，实现在需要检修时能够指示施工开挖深度和位置，节省了大量人工挖掘排查的工作量，具有很好的推广应用前景。
实施例二
请参阅图8，为本发明实施例二提供的一种地下管道探测方法的流程示意图。该方法由本发明实施例所提供的地下管道探测系统执行，步骤如下：
S201、将所述探测装置由管道一端的管口放入管道内。
将需要探测的管道的上游端管口或井盖打开，将探测装置从管口放入到管道内。
S202、将所述动力装置的动力输出管深入到管口。
其中，动力装置分为水力设备和风力设备，相应的，动力输出管分为水管和风管。
S203、所述动力装置通过管口往管道内注入推进动力，以推动所述探测装置在管道内向前运动。
当动力装置为水力设备时，其水管输出的推进动力为水流动力(高压水；)当动力装置为风力设备时，其风管输出的推进动力为风力(强风)。所述探测装置在管道内向前运动，直到下一个管口。
S204、所述探测装置采集在管道内运动过程中的运动数据。
S205、所述电脑根据所述运动数据建立运动模型，以获得所述探测装置的运动轨迹。
建立运动模型时将放置探测装置的位置设置为(X：0，Y：0，Z：0)，X为起点到终点的水平直线；Y为偏移X轴线的距离，Z表示上下距离。通过探测装置内的空间坐标点与GPS实际(X’，Y’，,Z’)坐标点进行计算，(X-X’，Y-Y’，Z-Z’)，得出该管道区域内探测装置的移动轨迹。计算结构中，示例性的，Z轴-2，表示该点电缆离地2米。
优选的，所述地下管道探测方法还包括：
在将所述动力装置的动力输出管(风管/水管)深入到管口之后，所述密封装置将深入管口的风管或水管连同电缆进行密封。
本发明实施例提供一种地下管道探测系统及探测方法，可以大幅提升地下管道的探测效率，准确得到埋管路径以及每个路径点的离地距离，实现在需要检修时能够指示施工开挖深度和位置，节省了大量人工挖掘排查的工作量，具有很好的推广应用前景。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种地下管道探测系统，其特征在于，包括动力装置、探测装置和电脑，其中：
所述动力装置通过管道一端的管口往管道内注入推进动力，用于推动所述探测装置向前运动；
所述探测装置放置于管道内，用于采集在管道内运动过程中的运动数据；
所述电脑，在与所述探测装置连接后，用于根据所述运动数据建立运动模型，以获得所述探测装置的运动轨迹。
2.根据权利要求1所述的地下管道探测系统，其特征在于，所述动力装置为风力设备或水力设备。
3.根据权利要求2所述的地下管道探测系统，其特征在于，当所述动力装置为水力设备时，所述探测装置包括功能组件及与所述功能组件的外表面两侧分别固定连接的气囊；
所述功能组件包括外壳、线路板、电池、陀螺仪、USB接口、LED灯、启动开关和复位开关；
所述线路板固定设置于所述外壳内；
所述陀螺仪固定设置于所述线路板上；
所述电池设置于所述外壳内的电池盒内，且连接所述线路板；
所述USB接口、启动开关和复位开关设置在所述外壳上，且连接所述线路板；
所述LED灯设置在所述外壳上，且设置在所述气囊内，并连接所述线路板。
4.根据权利要求2所述的地下管道探测系统，其特征在于，当所述动力装置为风力设备时，所述探测装置包括功能组件及与所述功能组件的外表面一侧固定连接的伞盖；
所述功能组件包括外壳、线路板、电池、陀螺仪、USB接口、LED灯、启动开关和复位开关；
所述线路板固定设置于所述外壳内；
所述陀螺仪固定设置于所述线路板上；
所述电池设置于所述外壳内的电池盒内，且连接所述线路板；
所述USB接口、启动开关和复位开关设置在所述外壳上，且连接所述线路板；
所述LED灯设置在所述外壳上，且设置在区别于所述伞盖的一侧，并连接所述线路板。
5.根据权利要求2所述的地下管道探测系统，其特征在于，当所述动力装置为风力设备时，所述探测装置包括功能组件、套设在所述功能组件外表面的伞盖式围裙及与所述功能组件的外表面一侧固定连接的导向器；
所述功能组件包括外壳、线路板、电池、陀螺仪、USB接口、LED灯、启动开关和复位开关；
所述线路板固定设置于所述外壳内；
所述陀螺仪固定设置于所述线路板上；
所述电池设置于所述外壳内的电池盒内，且连接所述线路板；
所述USB接口、启动开关和复位开关设置在所述外壳上，且连接所述线路板；
所述LED灯设置在所述外壳上，且设置在区别于所述导向轮的一侧，并连接所述线路板。
6.根据权利要求2所述的地下管道探测系统，其特征在于，当所述动力装置为风力设备时，所述探测装置包括功能组件、套设在所述功能组件外表面的伞盖式围裙及与所述功能组件的外表面一侧的吊环固定连接的回牵线；
所述功能组件包括外壳、线路板、电池、陀螺仪、USB接口、LED灯、启动开关和复位开关；
所述线路板固定设置于所述外壳内；
所述陀螺仪固定设置于所述线路板上；
所述电池设置于所述外壳内的电池盒内，且连接所述线路板；
所述USB接口、启动开关和复位开关设置在所述外壳上，且连接所述线路板；
所述LED灯设置在所述外壳上，且设置在与所述回牵线的同一侧，并连接所述线路板。
7.根据权利要求1所述的地下管道探测系统，其特征在于，还包括用于将管口进行密封的密封装置。
8.根据权利要求7所述的地下管道探测系统，其特征在于，所述密封装置包括整体可弯曲且并排设置的注水袋和充气袋，在所述注水袋和充气袋的边缘分别设置有注水口和充气嘴，所述充气袋的两端设置有将两端连接固定的卡扣结构。
9.一种地下管道探测方法，采用权利要求1-8所述的地下管道探测系统执行，其特征在于，所述方法包括：
将所述探测装置由管道一端的管口放入管道内；
将所述动力装置的动力输出管深入到管口；
所述动力装置通过管口往管道内注入推进动力，以推动所述探测装置在管道内向前运动；
所述探测装置采集在管道内运动过程中的运动数据；
所述电脑根据所述运动数据建立运动模型，以获得所述探测装置的运动轨迹。
10.根据权利要求9所述的地下管道探测方法，其特征在于，还包括：
在将所述动力装置的动力输出管深入到管口之后，所述密封装置将所述管口进行密封。
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