CN113464049A - 一种新型无线非开挖导向仪系统 - Google Patents

一种新型无线非开挖导向仪系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型无线非开挖导向仪系统，包括人工磁场、地磁传感器、MCU中央处理单元、通信模块、地面控制盒和司钻客户端，MCU中央处理单元通过线缆分别连接人工磁场、地磁传感器和通信模块，通信模块与地面控制盒连接，地面控制盒通过线缆、网络或无线连接司钻客户端，人工磁场采用加载单个螺线管、十字螺线管或矩形线框产生定向人工磁场，地磁传感器采用多个地磁传感器进行感应地磁分量，MCU中央处理单元采用MCU中央处理器进行处理地磁分量信息、人工磁场分量和地面人工磁场的位置，并计算出地面人工磁场与钻头间的三维位置信息；本发明一种新型无线非开挖导向仪系统具有抗干扰能力强、深度够、价格便宜、使用效果理想的优点。

Description

一种新型无线非开挖导向仪系统
技术领域
本发明涉及网非开挖技术领域，具体为一种新型无线非开挖导向仪系统。
背景技术
非开挖是指利用各种岩土钻掘设备和技术手段，通过导向、定向钻进等方式在地表极小部分开挖的情况下（一般指入口和出口小面积开挖），敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术，不会阻碍交通，不会破坏绿地、植被，不会影响商店，医院，学校和居民的正常生活和工作秩序，解决了传统开挖施工对居民生活的干扰，对交通，环境，周边建筑物基础的破坏和不良影响，因此具有较高的社会经济效果
而国内目前非开挖无线导向仪设备都是在地下发射棒产生电磁波，地面或另外地下检测仪接收定位，存在最大的问题是抗干扰大、深度不够，价格贵，使用效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型无线非开挖导向仪系统，具有抗干扰能力强、深度够、价格便宜、使用效果理想的优点，解决了现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型无线非开挖导向仪系统，包括人工磁场、地磁传感器、MCU中央处理单元、通信模块、地面控制盒和司钻客户端，所述MCU中央处理单元通过线缆分别连接人工磁场、地磁传感器和通信模块，所述通信模块与地面控制盒连接，所述地面控制盒通过线缆、网络或无线连接司钻客户端；
所述人工磁场采用加载单个螺线管、十字螺线管或矩形线框产生定向人工磁场；
所述地磁传感器采用多个地磁传感器进行感应地磁分量；
所述MCU中央处理单元采用MCU中央处理器进行处理地磁分量信息、人工磁场分量和地面人工磁场的位置，并计算出地面人工磁场与钻头间的三维位置信息；
所述通信模块采用调制器将地面人工磁场与钻头间的三维位置信息调制成电信号并通过无线透地传输的发射机进行发射信息；
所述地面控制盒采用滤波器、解调器和信号放大器进行噪声滤波解调信号和放大信号的处理，并通过底面接收机进行接收数据；
所述司钻客户端通过司钻通信连接数据库，根据数据库和接收的钻头的姿态信息和地面人工磁场与钻头间的三维位置信息进行确认设定信息和其他参数信息。
优选的，所述地面控制盒的地面接收机和司钻客户端的通信设备均为2.4G，433MHZ。
优选的，所述司钻客户端通过网络连接数据库，所述数据库可为互联网大数据库，也可为公司和部门之间的数据库。
优选的，所述通信模块的无线透地传输的发射机功率为1-35W。
优选的，所述司钻客户端采用显示器进行显示钻头的姿态信息和地面人工磁场与钻头间的三维位置信息以及导向系统的设定信息和其他参数信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本一种新型无线非开挖导向仪系统通过人工磁场进行位置定位，并通过地磁传感器进行感应地磁，从而保证抗干扰能力强和定位深度深，通过MCU中央处理单元进行计算出地面人工磁场与钻头间的三维位置信息，方便信息的计算，通过通信模块进行传输信息，并通过无线透地传输的发射机进行保证信息的透地传输，采用地面控制盒进行解调、滤波和放大信息，方便数据的解调、滤波和放大，通过司钻客户端进行显示数据，方便信息的确认和参数的显示。
附图说明
图1为本发明一种新型无线非开挖导向仪系统的系统示意图。
具体实施方式
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1
请参阅图1，一种新型无线非开挖导向仪系统，包括人工磁场、地磁传感器、MCU中央处理单元、通信模块、地面控制盒和司钻客户端，MCU中央处理单元通过线缆分别连接人工磁场、地磁传感器和通信模块，通信模块与地面控制盒连接，地面控制盒通过线缆、网络或无线连接司钻客户端；
人工磁场采用加载单个螺线管、十字螺线管或矩形线框产生定向人工磁场；
地磁传感器采用多个地磁传感器进行感应地磁分量；
MCU中央处理单元采用MCU中央处理器进行处理地磁分量信息、人工磁场分量和地面人工磁场的位置，并计算出地面人工磁场与钻头间的三维位置信息；
通信模块采用调制器将地面人工磁场与钻头间的三维位置信息调制成电信号并通过无线透地传输的发射机进行发射信息，通信模块的无线透地传输的发射机功率为1-35W；
地面控制盒采用滤波器、解调器和信号放大器进行噪声滤波解调信号和放大信号的处理，并通过底面接收机进行接收数据，地面接收机为2.4G，433MHZ；
司钻客户端通过司钻通信连接数据库，根据数据库和接收的钻头的姿态信息和地面人工磁场与钻头间的三维位置信息进行确认设定信息和其他参数信息，司钻客户端的通信设备为2.4G，433MHZ，司钻客户端通过网络连接数据库，数据库可为互联网大数据库，也可为公司和部门之间的数据库，司钻客户端采用显示器进行显示钻头的姿态信息和地面人工磁场与钻头间的三维位置信息以及导向系统的设定信息和其他参数信息；
具体的：通过人工磁场进行位置定位，并通过地磁传感器进行感应地磁，从而保证抗干扰能力强和定位深度深，通过MCU中央处理单元进行计算出地面人工磁场与钻头间的三维位置信息，方便信息的计算，通过通信模块进行传输信息，并通过无线透地传输的发射机进行保证信息的透地传输，采用地面控制盒进行解调、滤波和放大信息，方便数据的解调、滤波和放大，通过司钻客户端进行显示数据，方便信息的确认和参数的显示。
工作原理：本发明一种新型无线非开挖导向仪系统，在初步使用的时候，根据现场情况进行放置加载单个螺线管、十字螺线管或矩形线框，人工磁场固定娃后才能后，进行放置地磁传感器，根据现场的情况进行确定深度，深度可在1-50米，放置完成后，将MCU中央处理单元和通信模块均放置在土里，放置完成后，地磁传感器感应地磁分量传输至给MCU中央处理单元处理，当需要做位置定位时，人工磁场打开，地磁传感器此时感应人工磁场大于地磁分量，并把此时人工磁场分量信息发送给MCU中央处理单元处理，MCU中央处理单元根据地磁传感器送来的地磁分量信息，在MCU中央处理器中得出钻头的姿态信息，并根据地磁传感器送来的人工磁场分量和地面人工磁场的位置，在MCU中央处理器内部计算出地面人工磁场与钻头间的三维位置信息，将这两种信息传送给通讯模块，MCU中央处理器送来的钻头姿态信息和地面人工磁场与钻头间的三维位置信息通过调制成电信号传送到地面控制盒，地面控制盒将收到的地下通讯模块的调制信号进行去噪声滤波、解调信号、放大等处理，还原出钻头的姿态信息和地面人工磁场与钻头间的三维位置信息，并传送给司钻客户端，司钻客户端实时显示钻头的姿态信息和地面人工磁场与钻头间的三维位置信息以及导向系统的设定信息和其他参数信息。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种新型无线非开挖导向仪系统，其特征在于：包括人工磁场、地磁传感器、MCU中央处理单元、通信模块、地面控制盒和司钻客户端，所述MCU中央处理单元通过线缆分别连接人工磁场、地磁传感器和通信模块，所述通信模块与地面控制盒连接，所述地面控制盒通过线缆、网络或无线连接司钻客户端；
所述人工磁场采用加载单个螺线管、十字螺线管或矩形线框产生定向人工磁场；
所述地磁传感器采用多个地磁传感器进行感应地磁分量；
所述MCU中央处理单元采用MCU中央处理器进行处理地磁分量信息、人工磁场分量和地面人工磁场的位置，并计算出地面人工磁场与钻头间的三维位置信息；
所述通信模块采用调制器将地面人工磁场与钻头间的三维位置信息调制成电信号并通过无线透地传输的发射机进行发射信息；
所述地面控制盒采用滤波器、解调器和信号放大器进行噪声滤波解调信号和放大信号的处理，并通过底面接收机进行接收数据；
所述司钻客户端通过司钻通信连接数据库，根据数据库和接收的钻头的姿态信息和地面人工磁场与钻头间的三维位置信息进行确认设定信息和其他参数信息。
2.根据权利要求1所述的一种新型无线非开挖导向仪系统，其特征在于：所述地面控制盒的地面接收机和司钻客户端的通信设备均为2.4G，433MHZ。
3.根据权利要求1所述的一种新型无线非开挖导向仪系统，其特征在于：所述司钻客户端通过网络连接数据库，所述数据库可为互联网大数据库，也可为公司和部门之间的数据库。
4.根据权利要求1所述的一种新型无线非开挖导向仪系统，其特征在于：所述通信模块的无线透地传输的发射机功率为1-35W。
5.根据权利要求1所述的一种新型无线非开挖导向仪系统，其特征在于：所述司钻客户端采用显示器进行显示钻头的姿态信息和地面人工磁场与钻头间的三维位置信息以及导向系统的设定信息和其他参数信息。
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