CN109239788A - 一种地下非金属管管径的探测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下非金属管管径的探测方法及装置，包括步骤一：根据现场调查及资料调绘确定目标管道的大概走向，或者将发射探头送入管道之中，发射探头发射电磁信号，由接收器追踪探头发出的电磁信号，从而通过检测探头的位置确定管道走向，选择平整地面沿管道走向的垂直方向布设测线，本发明结构科学合理，使用安全方便，将探地雷达夹持于夹板之间，夹板对压缩弹簧进行压缩，压缩弹簧压缩后产生的弹力作用于夹板上，使夹板对探地雷达进行固定，从而便于对探地雷达进行拆卸和安装，转动支架调节探地雷达显示器角度，紧固螺栓与固定螺母配合连接从而对探地雷达显示器角度进行固定，从而便于工作人员观察探地雷达显示器。

Description

一种地下非金属管管径的探测方法及装置

技术领域

本发明涉及地下非金属管管径的探测设备领域，具体为一种地下非金属管管径的探测方法及装置。

背景技术

城市地下管线是城市的血脉和神经，是城市正常运行的保证，但由于各种原因造成地下管线家底不清、资料不全，在城市建设中因地下管线现状不清引发安全事故，近年来随着城市化的不断加快，城市地下管线材质日益丰富，非金属管线大量替代金属管线。金属管线本身导电、导磁，一般情况下与周边介质有明显的物性差异，可以选用电磁感应法等快速有效的方法，非金属管线由于不导电、导磁，与周边介质物性差异小，对于有出入口的非金属管线可以采用示踪电磁感应法，但对于没有出入口的非金属管线则需采用其他物探方法。

但是目前市场上的地下非金属管管径的探测不仅结构复杂，而且功能单一，探测数据单一，探测误差较大，在探测过程中，不便于对探地雷达进行拆卸和安装，以及不便于对调节探地雷达显示器的角度，从而不便于工作人员观察。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下非金属管管径的探测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种地下非金属管管径的探测方法，包括步骤依次如下:

步骤一：根据现场调查及资料调绘确定目标管道的大概走向，或者将发射探头送入管道之中，发射探头发射电磁信号，由接收器追踪探头发出的电磁信号，从而通过检测探头的位置确定管道走向，选择平整地面沿管道走向的垂直方向布设测线；

步骤二：将探地雷达安装于雷达车上，连接好主机、天线和电源，选择探地雷达天线的频率，调节探地雷达的发射天线，使发射天线与非金属管道的垂直方向之间的夹角为a，且0°≤a≤45°，打开探地雷达的主机后设置采集参数，推动雷达车，探地雷达将高频电磁波以宽频短脉冲的形式，由地面通过发射天线送入地下，经地质界面或管线反射后返回地面，另一天线接收；

步骤三：在该管线的雷达反射中,雷达波到达管道顶部时产生雷达反射首波,同时产生一部分电磁波透射,经过慢速的介质,到达管底时,产生底部反射波，该反射波上行到达管顶时,一部分直接透射到达接收天线成为2次反射波,另一部分则再次反射向下,至管底时再次产生3次反射波、4次反射波至n次反射波，多次波的走时差距恰好是管径的反映，在雷达主机上读取反射波的反射走时，计算相邻反射波之间的走时差t₁ 、t₂、t₃、t₄……t_n，单位为ns，且n为自然数；

步骤四：根据公式计算管道的管径d，d=Vc×/2n，Vc为低波速高介电常数的介质的电磁波速度。

作为本发明进一步的方案：所述步骤一中探测工程中配备有100MHz和250MHz屏蔽式天线。

作为本发明进一步的方案：所述步骤二中，设置参数时时窗选择为100~150ns，且采样间隔不得大于0.1m。

一种地下非金属管管径的探测装置，包括雷达车、侧板、探地雷达、夹板、滑道箱、移动通槽、滑块推竿、固定轴、支架、紧固螺栓、固定螺母、探地雷达显示器、调节螺母、调节螺栓、压缩弹簧、底柱和移动柱，所述雷达车上板面对应两侧分别竖立设置有侧板，两块所述侧板相互对应的板面各自安装有相互对应的底柱，所述底柱的悬空端套接移动柱的一端，所述移动柱的另一端安装有夹板，所述底柱外侧套接有压缩弹簧，压缩弹簧一端抵顶侧板，压缩弹簧另一端抵顶夹板，两块所述夹板之间夹持有探地雷达，所述雷达车的上板面上竖立设置有上方开口的滑道箱，所述滑道箱的对应的两侧壁分别开设有移动通槽，所述滑道箱内部设置有上下滑动进出所述滑道箱的滑块推竿，所述滑块推竿上设置有调节螺栓，且调节螺栓贯穿移动通槽，所述调节螺栓裸露于移动通槽外侧一端套接有用于匹配调节螺栓限位滑块推竿于移动通槽的调节螺母，所述滑块推竿顶端横置固定轴，所述固定轴上设置有探地雷达显示器，所述探地雷达显示器底部对应两端安装有支架，且支架分别连接固定轴两端，所述支架外侧设置有紧固螺栓，且紧固螺栓贯穿支架和固定轴，所述紧固螺栓外侧裸露于支架一端套接有固定螺母。

作为本发明进一步的方案：所述雷达车上板面一侧安装有把手，所述把手外侧设置有加强筋。

作为本发明进一步的方案：两块所述夹板相互对应的板面各自设置有橡胶垫，所述夹板与橡胶垫通过强力胶粘接。

本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便，管线的雷达反射中,雷达波到达顶部时产生雷达反射首波,同时产生一部分电磁波透射,经过慢速的介质,到达管底时,产生底部反射波，该反射波上行到达管顶时,一部分直接透射到达接收天线成为2次反射波,另一部分则再次反射向下,至管底时再次产生3次反射波、4次反射波……，多次波的走时差距恰好是管径的反映，在雷达主机上读取反射波的反射走时，计算相邻反射波之间的走时差t₁ 、t₂、t₃、t₄……t_n，管道的管径d，d=Vc×（t₁ ﹢t₂﹢t₃﹢t₄﹢……﹢t_n）/2n，Vc为低波速高介电常数的介质的电磁波速度，多组测量取平均值，减少误差，提高测量的准确性；将探地雷达夹持于夹板之间，夹板移动使移动柱沿底柱方向移动，夹板对压缩弹簧进行压缩，压缩弹簧压缩后产生的弹力作用于夹板上，使夹板对探地雷达进行固定，从而便于对探地雷达进行拆卸和安装，工作人员推动雷达车进行探测时，调节滑块推竿使滑块推竿沿滑道箱方向移动，使探地雷达显示器调节至合适位置后，调节螺母与调节螺栓配合连接，从而对滑块推竿进行固定，转动支架调节探地雷达显示器角度，紧固螺栓与固定螺母配合连接从而对探地雷达显示器角度进行固定，从而便于工作人员观察探地雷达显示器。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明整体正视图；

图2为本发明压缩弹簧安装结构示意图；

图3为本发明底柱安装结构示意图；

图中：1、雷达车；2、侧板；3、探地雷达；4、夹板；5、滑道箱；6、移动通槽；7、滑块推竿；8、固定轴；9、支架；10、紧固螺栓；11、固定螺母；12、探地雷达显示器；13、调节螺母；14、调节螺栓；15、压缩弹簧；16、底柱；17、移动柱。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种地下非金属管管径的探测方法及装置:

一种地下非金属管管径的探测方法，包括步骤依次如下:

步骤一：根据现场调查及资料调绘确定目标管道的大概走向，或者将发射探头送入管道之中，发射探头发射电磁信号，由接收器追踪探头发出的电磁信号，从而通过检测探头的位置确定管道走向，选择平整地面沿管道走向的垂直方向布设测线；

其中，步骤一中探测工程中配备有100MHz和250MHz屏蔽式天线；

步骤二：将探地雷达安装于雷达车上，连接好主机、天线和电源，选择探地雷达天线的频率，调节探地雷达的发射天线，使发射天线与非金属管道的垂直方向之间的夹角为a，且0°≤a≤45°，打开探地雷达的主机后设置采集参数，推动雷达车，探地雷达将高频电磁波以宽频短脉冲的形式，由地面通过发射天线送入地下，经地质界面或管线反射后返回地面，另一天线接收；

其中，步骤二中，设置参数时时窗选择为100~150ns，且采样间隔不得大于0.1m；

步骤三：在该管线的雷达反射中,雷达波到达管道顶部时产生雷达反射首波,同时产生一部分电磁波透射,经过慢速的介质,到达管底时,产生底部反射波，该反射波上行到达管顶时,一部分直接透射到达接收天线成为2次反射波,另一部分则再次反射向下,至管底时再次产生3次反射波、4次反射波至n次反射波，多次波的走时差距恰好是管径的反映，在雷达主机上读取反射波的反射走时，计算相邻反射波之间的走时差t₁ 、t₂、t₃、t₄……t_n，单位为ns，且n为自然数；

步骤四：根据公式计算管道的管径d，d=Vc×t₁ ﹢t₂﹢t₃﹢t₄﹢……﹢t_n/2n，Vc为低波速高介电常数的介质的电磁波速度。

一种地下非金属管管径的探测装置，包括雷达车1、侧板2、探地雷达3、夹板4、滑道箱5、移动通槽6、滑块推竿7、固定轴8、支架9、紧固螺栓10、固定螺母11、探地雷达显示器12、调节螺母13、调节螺栓14、压缩弹簧15、底柱16和移动柱17，雷达车1上板面对应两侧分别竖立设置有侧板2，两块侧板2相互对应的板面各自安装有相互对应的底柱16，底柱16的悬空端套接移动柱17的一端，移动柱17的另一端安装有夹板4，底柱16外侧套接有压缩弹簧15，压缩弹簧15一端抵顶侧板2，压缩弹簧15另一端抵顶夹板4，两块夹板4之间夹持有探地雷达3，雷达车1的上板面上竖立设置有上方开口的滑道箱5，滑道箱5的对应的两侧壁分别开设有移动通槽6，滑道箱5内部设置有上下滑动进出滑道箱5的滑块推竿7，滑块推竿7上设置有调节螺栓14，且调节螺栓14贯穿移动通槽6，调节螺栓14裸露于移动通槽6外侧一端套接有用于匹配调节螺栓14限位滑块推竿7于移动通槽6的调节螺母13，滑块推竿7顶端横置固定轴8，固定轴8上设置有探地雷达显示器12，探地雷达显示器12底部对应两端安装有支架9，且支架9分别连接固定轴8两端，支架9外侧设置有紧固螺栓10，且紧固螺栓10贯穿支架9和固定轴8，紧固螺栓10外侧裸露于支架9一端套接有固定螺母11；

其中，雷达车1上板面一侧安装有把手，把手外侧设置有加强筋，更好的便于工作人员推动雷达车1，增强把手强度，延长其使用寿命，两块夹板4相互对应的板面各自设置有橡胶垫，夹板4与橡胶垫通过强力胶粘接，更好的增强夹板4内侧的摩擦力。

本发明的工作原理：根据现场调查及资料调绘确定目标管道的大概走向，或者将发射探头送入管道之中，发射探头发射电磁信号，由接收器追踪探头发出的电磁信号，从而通过检测探头的位置确定管道走向，选择平整地面沿管道走向的垂直方向布设测线，将探地雷达安装于雷达车上，连接好主机、天线和电源，选择探地雷达天线的频率，调节探地雷达的发射天线，使发射天线与非金属管道的垂直方向之间的夹角为a，且0°≤a≤45°，打开探地雷达的主机后设置采集参数，推动雷达车，探地雷达将高频电磁波以宽频短脉冲的形式，由地面通过发射天线送入地下，经地质界面或管线反射后返回地面，另一天线接收，在该管线的雷达反射中,雷达波到达顶部时产生雷达反射首波,同时产生一部分电磁波透射,经过慢速的介质,到达管底时,产生底部反射波，该反射波上行到达管顶时,一部分直接透射到达接收天线成为2次反射波,另一部分则再次反射向下,至管底时再次产生3次反射波、4次反射波……，多次波的走时差距恰好是管径的反映，在雷达主机上读取反射波的反射走时，计算相邻反射波之间的走时差t₁ 、t₂、t₃、t₄……t_n，单位为ns，根据公式计算管道的管径，d=Vc×（t₁ ﹢t₂﹢t₃﹢t₄﹢……﹢t_n）/2n，Vc为低波速高介电常数的介质的电磁波速度，d为管道管径，多组测量取平均值，减少误差，提高测量的准确性；将探地雷达3夹持于夹板4之间，夹板4移动使移动柱17沿底柱16方向移动，夹板4对压缩弹簧15进行压缩，压缩弹簧15压缩后产生的弹力作用于夹板4上，使夹板4对探地雷达3进行固定，从而便于对探地雷达3进行拆卸和安装，工作人员推动雷达车1进行探测时，调节滑块推竿7使滑块推竿7沿滑道箱5方向移动，使探地雷达显示器12调节至合适位置后，调节螺母13与调节螺栓14配合连接，从而对滑块推竿7进行固定，转动支架9调节探地雷达显示器12角度，紧固螺栓10与固定螺母11配合连接从而对探地雷达显示器12角度进行固定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种地下非金属管管径的探测方法，其特征在于，包括步骤依次如下:

步骤一：根据现场调查及资料调绘确定目标管道的大概走向，或者将发射探头送入管道之中，发射探头发射电磁信号，由接收器追踪探头发出的电磁信号，从而通过检测探头的位置确定管道走向，选择平整地面沿管道走向的垂直方向布设测线；

步骤二：将探地雷达安装于雷达车上，连接好主机、天线和电源，选择探地雷达天线的频率，调节探地雷达的发射天线，使发射天线与非金属管道的垂直方向之间的夹角为a，且0°≤a≤45°，打开探地雷达的主机后设置采集参数，推动雷达车，探地雷达将高频电磁波以宽频短脉冲的形式，由地面通过发射天线送入地下，经地质界面或管线反射后返回地面，另一天线接收；

步骤三：在该管线的雷达反射中,雷达波到达管道顶部时产生雷达反射首波,同时产生一部分电磁波透射,经过慢速的介质,到达管底时,产生底部反射波，该反射波上行到达管顶时,一部分直接透射到达接收天线成为2次反射波,另一部分则再次反射向下,至管底时再次产生3次反射波、4次反射波至n次反射波，多次波的走时差距恰好是管径的反映，在雷达主机上读取反射波的反射走时，计算相邻反射波之间的走时差t₁ 、t₂、t₃、t₄……t_n，单位为ns，且n为自然数；

步骤四：根据公式计算管道的管径d，d=Vc×（t₁ ﹢t₂﹢t₃﹢t₄﹢……﹢t_n）/2n，Vc为低波速高介电常数的介质的电磁波速度。

2.根据权利要求1所述的一种地下非金属管管径的探测方法，其特征在于，所述步骤一中探测工程中配备有100MHz和250MHz屏蔽式天线。

3.根据权利要求1所述的一种地下非金属管管径的探测方法，其特征在于，所述步骤二中，设置参数时时窗选择为100~150ns，且采样间隔不得大于0.1m。

4.一种地下非金属管管径的探测装置，其特征在于，包括雷达车（1）、侧板（2）、探地雷达（3）、夹板（4）、滑道箱（5）、移动通槽（6）、滑块推竿（7）、固定轴（8）、支架（9）、紧固螺栓（10）、固定螺母（11）、探地雷达显示器（12）、调节螺母（13）、调节螺栓（14）、压缩弹簧（15）、底柱（16）和移动柱（17），所述雷达车（1）上板面对应两侧分别竖立设置有侧板（2），两块所述侧板（2）相互对应的板面各自安装有相互对应的底柱（16），所述底柱（16）的悬空端套接移动柱（17）的一端，所述移动柱（17）的另一端安装有夹板（4），所述底柱（16）外侧套接有压缩弹簧（15），压缩弹簧（15）一端抵顶侧板（2），压缩弹簧（15）另一端抵顶夹板（4），两块所述夹板（4）之间夹持有探地雷达（3），所述雷达车（1）的上板面上竖立设置有上方开口的滑道箱（5），所述滑道箱（5）的对应的两侧壁分别开设有移动通槽（6），所述滑道箱（5）内部设置有上下滑动进出所述滑道箱（5）的滑块推竿（7），所述滑块推竿（7）上设置有调节螺栓（14），且调节螺栓（14）贯穿移动通槽（6），所述调节螺栓（14）裸露于移动通槽（6）外侧一端套接有用于匹配调节螺栓（14）限位滑块推竿（7）于移动通槽（6）的调节螺母（13），所述滑块推竿（7）顶端横置固定轴（8），所述固定轴（8）上设置有探地雷达显示器（12），所述探地雷达显示器（12）底部对应两端安装有支架（9），且支架（9）分别连接固定轴（8）两端，所述支架（9）外侧设置有紧固螺栓（10），且紧固螺栓（10）贯穿支架（9）和固定轴（8），所述紧固螺栓（10）外侧裸露于支架（9）一端套接有固定螺母（11）。

5.根据权利要求4所述的一种地下非金属管管径的探测装置，其特征在于，所述雷达车（1）上板面一侧安装有把手，所述把手外侧设置有加强筋。

6.根据权利要求4所述的一种地下非金属管管径的探测装置，其特征在于，两块所述夹板（4）相互对应的板面各自设置有橡胶垫，所述夹板（4）与橡胶垫通过强力胶粘接。