CN1299065A

CN1299065A - 对埋入地下的设施进行定位识别装置

Info

Publication number: CN1299065A
Application number: CN 99124233
Authority: CN
Inventors: 梁乃略
Original assignee: GUILONG VALVE CO Ltd SHANGHAI
Current assignee: GUILONG VALVE CO Ltd SHANGHAI
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-06-13

Abstract

本发明是一种对埋入地下的设施进行定位识别装置,包括应答器和探测器,探测器发出无线电信号,找寻埋于地下设施附近的应答器,而应答器在接收到无线电信号后,再将存贮在信息存储单元内的相关信息以无线电信号发射,此信号再被探测器所接收、处理,显示出设施的确切位置和相关信息,该识别装置可准确快速地定位出地面下的设施所在的位置以及相关信息,避免了施工的肓目性和大量资金与人力的浪费,它还能降低对地下金属杂物的误检测。

Description

对埋入地下的设施进行定位识别装置

本发明涉及建筑施工中所埋入地下的设施，如管线、阀盒、检查井盖内设施的定位识别检测技术，更具体是指一种可的对埋入地下的设施进行识别定位识别装置。

目前地面下的公共设施铺设位置，如管线、阀门，起初由设计单位设计交付施工单位依图纸铺设，如因铺设位置有阻碍物无法施工时，经相关单位协调变更图纸，再依图纸铺设，此份铺设设计资料由用户存档以备查阅。

另一方面，现今地面下的水、油、煤气、电信、电缆等公共事业的地下设施及相关装置在地面上均设有检查井盖，以备将来查寻或切断设施所需用，检查井盖的位置布线图如同上所述，布置图均由设计单位设计，如现场无法施工则变更图纸，此图纸资料由用户存档以备查阅。

上述设施及检查井盖下地下设施(各种管线、闸阀、蝶阀、消防栓、水表、煤气表等)，大部分为金属制成且分布在城市道路、公路或机动车非机动车可能行驶或停放的地面下。实际使用中，由于设计、施工及使用单位未能充分协调，又因检查井盖因道路往往隔一段时间需要翻修，而被路面砂石、回填料或柏油铺盖住，深达15～40cm。如遇抢修管线或断管而需关闭管阀门时，时常用金属探测仪来检测所需的地下设施，但由于地下金属管类众多，包括自来水管、煤气管及油管均同样会发生感应效果，甚至地下的金属杂物也会有感应。现使用的金属探测器，有时确定发现地下有金属存在，但不能确定是何种，无法准确快速成定位，开挖后才发现仅是一片铁罐或其他金属废杂物，此种现象已给此类相关行业的专业人士造成很多困扰；若再关错阀门，导致该地区停水、停气等现象或误判，那后果更为严重。

另外，现有的金属探测器无法对识别地下设施的相关信息如产品类别、产品编号、所属单位、口径、座落位置、制造日期及制造厂家等数据。

为此，本发明的目的是针对上述问题，提出一种对埋入地下的设施进行定位识别装置，利用该装置可准确快速的对所埋入地下设施进行定位和相关信息的识别。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：该装置包括应答器、探测器，应答器含有接收发射单元、信息存储单元，应答器埋于地面内且置于所要探测的设施附近，探测器含有发射接收单元、频率发生器单元、信息处理单元；其中，应答器内的接收发射单元为一天线，接收发射单元与信息存储单元双向连接；探测器内的发射接收单元也为一天线，频率发生器单元的输出接到发射接收单元，发射接收单元的输出接至信息处理单元，信息处理单元的输出又接至频率发生器单元，探测器发出无线电信号被应答器所接收，应答器在接收到无线电信号后再将存贮在信息存储单元内的信号通过接收发射单元以无线电信号方式发射，并被探测器所接收、处理显示。

由于采用了应答器和探测器构成了本发明的定位识别装置，探测器发出无线电信号，找寻埋设于地下设施附近的应答器，而应答器在接收到无线电信号后，再将存贮在信息存储单元内的相关信息以无线电信号方式发射，此信号再被探测器所接收、处理，显示出设施的确切位置和相关信息。因此，与现在使用的金属探测器相比，本发明的识别装置可准确快速地定位出地面下的设施所在的位置以及相关信息，避免了施工的肓目性和大量资金与人力的浪费，它还能降低由于地下金属杂物而引起的误检测。

下面结合附图和实施例，对本发明作一详细地说明：

图1为本发明的装置原理方框原理示意图。

图2为本发明的探测器方框原理示意图。

图3为本发明的探测器发出的无线电信号时序图。

图4为本发明的应答器方框原理示意图。

图5为本发明的应答器充电单元能量波形示意图。

图6为发明的探测器工作流程示意图。

图7为本发明的应答器工作流程示意图。

图8为本发明识别装置应用示意图之一。

图9为本发明识别装置应用示意图之二。

随着无线电技术的迅猛发展，发射与接收无线电信号已愈来愈简单易行。IC记忆体的小型化，低功耗，存贮数据量大，成本低，质量稳定等因素愈来愈被人们所接受。为了解决前述的问题，我们构思是在探测地下设施过程中，将无线电技术与IC记忆体技术相结合。设计一个探测器，用于探测地下设施的位置。再设计一个内有IC记忆体应答器，放入设施上端或检查井盖旁，则可以接收探测器的信号，并发送相关信息资料。即采用FSK(Frequency Shift Keying)方式通合。

在具体的实现方式上，请参阅图1所示，该对埋入地下的设施进行定位识别装置，该装置包括应答器、探测器，应答器含有接收发射单元、信息存储单元，应答器埋于地面内且置于所要探测的设施附近，探测器含有发射接收单元、频率发生器单元、信息处理单元；其中，应答器内的接收发射单元为一接收发射天线，接收发射单元与信息存储单元双向连接。探测器内的发射接收单元也为一发射接收天线，上述的二个天线可接收或发射无线电信号。频率发生器单元的输出接到发射接收单元，发射接收单元的输出接至信息处理单元，信息处理单元的输出又接至频率发生器单元，探测器发出无线电信号被应答器所接收，应答器在接收到无线电信号后再将存贮在信息存储单元内的信息以无线电信号形式发射，该信号被探测器所接收、处理显示。

请参阅图2所示，所述的探测器内的信息处理单元包括一控制处理单元和解码单元，控制处理单元的输出接频率发生器单元，以控制频率发生器发出的无线电信号频率和发出的时间长度，解码单元接收发射接收单元的信号将无线电信号转换为数字信号并送到控制处理单元。探测器发射和接收的无线电信号的时序图请见图3，t1为发射时间，t2为接收时间，t3为同步时间，在本发明的实施例中，发射时间长度为50毫秒，接收时间长度为20毫秒，同步时间长度为20毫秒。

请继续参阅图4所示，所述的应答器内的信息存储单元包括一充电单元、控制单元、信息码单元，充电单元在接收到探测器发出的无线电信号后开始充电，并作为控制单元的工作电源，控制单元对信息码单元进行读取信息并输送到接收发射单元，再由接收发射单元以无线电信号发射出去。

图5为应答器的接收和发射的无线电信号的时序图。其中0-t1为充电单元充电时间，t1-t2为发射时间，t2-t3为放电同步时间。

探测器打开后，发射的频率为100-200KHZ，在本发明的实施例中，发射134.2KHz频率信号，持续50ms时间。如果周围有地下设施，应答器内天线即可接受到这个信号，将这个信号的能量转化为电能，存储在应答器的电容(实际上充电单元就是一个电容)上，作为应答器电源。

请先结合图7所示，当探测器信号发射完毕之后，应答器的接收发射天线接收到探测器的无线电信号，应答器的充电单元开始充电，充电40-60ms后，充电结束，应答器进入发射状态，应答器通过接收发射天线发射信息存储单元的信息码，时间为20-30ms，发射完毕，放电结束，等待下一次的探测器发出的无线电发射信号。

请继续参阅图6所示，所述的探测器内的控制处理单元内固化有设施定位识别程序，该程序使探测器发出探测指令，进入发射状态发射电磁波；控制处理单元开启频率发生器，通过天线发射无线电电磁波信号，时间长度为40-60ms；发射完毕，关闭频率发生器，探测器进入接收状态，在20-30ms内，等待应答器发射的无线电信号，如果没有接收到应答器的无线电信号，回到进入发射状态；如果接收到应答器发出的无线电电磁波信号，立即通过解码单元进行解码；将解码后的信息再送至控制处理单元。

所述的应答器的信息存储单元存贮有地下设施产品类别、编号、所属单位、口径、座落位置、制造日期及制造厂家等数据。

应答器中的控制单元、信息码单元实际上是一控制电路和IC记忆体，其内可存储128位元(bit)信息。这些信息数据以二进制形式存贮在应答器IC芯片内。当发射信息时，将1信息以134.2KHz频率发出，将0信息以124KHz信息发射。其中64位元(bit)为错误检测及控制元，另64位元(bit)可供读写资料，该技术为成熟的技术。应答器在施工后就埋入地下的设施设施上方或旁侧，无需专门的电池，可供使用寿命达20年以上，在一般道路上能承受雨水，高温情况下仍能操作，在埋入深度达50CM以上，仍能被检测出其位置。

而探测器在接收到134.2KHz信息时，解调后为1信息。在接收到124KHz信息时，解调后为0信息。

所述的探测器的频率发生器发射的频率为100-200KHZ，应答器发射的频率为100-200KHZ，但两者的发射频率取值不同。

请再继续参阅图8、图9所示，在实际应用时，我们可以将应答器1置于地下设施的上方或旁侧；或埋入在井盖的旁侧，其埋入的深度H1一般控制地表面下30CM左右，而探测器2在探测时一般在离应答器1的距离H2为50CM左右。探测器为手持式，并可移动探测。

Claims

1、一种对埋入地下的设施进行定位识别装置，其特征在于，该装置包括应答器、探测器，应答器含有接收发射单元、信息存储单元，应答器埋于地面内且置于所要探测的设施附近，探测器含有发射接收单元、频率发生器单元、信息处理单元；其中，应答器内的接收发射单元为一天线，接收发射单元与信息存储单元双向连接；探测器内的发射接收单元也为一天线，频率发生器单元的输出接到发射接收单元，发射接收单元的输出接至信息处理单元，信息处理单元的输出又接至频率发生器单元，探测器发出无线电信号被应答器所接收，应答器在接收到无线电信号后再将存贮在信息存储单元内的信号通过接收发射单元以无线电信号方式发射，并被探测器所接收、处理显示。

2、如权利要求1所述的对埋入地下的设施进行定位识别装置，其特征在于：所述的探测器内的信息处理单元包括一控制处理单元和解码单元，控制处理单元的输出接频率发生器单元，以控制频率发生器发出的无线电信号频率和发出的时间长度，解码单元接收发射接收单元的信号将无线电信号转换为数字信号并送到控制处理单元；所述的应答器内的信息存储单元包括一充电单元、控制单元、信息码单元，充电单元在接收到探测器发出的无线电信号后开始充电，并作为控制单元的工作电源，控制单元对信息码单元进行读取信息并输送到接收发射单元，再由接收发射单元以无线电信号发射出去。

3、如权利要求2所述的对埋入地下的设施进行定位识别装置，其特征在于：所述的控制单元内固化有设施定位识别程序，该程序使探测器发出探测指令，进入发射状态并发射电磁波；控制处理单元开启频率发生器，通过天线发射无线电电磁波信号，时间长度为40-60ms；发射完毕，关闭频率发生器，探测器进入接收状态，在20-30ms时间内，等待应答器发射的无线电信号，如果没有接收到应答器的无线电信号，回到进入发射状态；如果接收到应答器发出的无线电信号，立即通过解码单元进行解码；将解码后的信息再送至控制处理单元进行信息处理。

4、如权利要求2所述的对埋入地下的设施进行定位识别装置，其特征在于：所述的应答器的信息存储单元存贮有地下设施的产品类别、编号、所属单位、口径、座落位置、制造日期及制造厂家等数据。

5、如权利要求2所述的对埋入地下的设施进行定位识别装置，其特征在于：所述的探测器的频率发生器发射的频率为100-200KHZ，应答器发射的频率为100-200KHZ，但两者的发射频率取值不同。

6、如权利要求5所述的对埋入地下的设施进行定位识别装置，其特征在于：所述的探测器的频率发生器发射的频率为134.2KHZ，应答器发射的频率为124KHZ。