CN219143110U - 一种接地装置三维构造成像信息采集装置及成像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接地装置三维构造成像信息采集装置及成像系统，通过电流供应模块、感应模块和电位测量模块的配合，可以实现精准的接地装置不开挖检测，然后结合感应模块检测到的各测点的埋深以及RTK定位设备检测的各测点的三维坐标，实现了不开挖的前提下获取接地装置构造三维成像所需的成像信息，并可通过这些成像信息在上位机中形成接地装置构造的三维成像。后续如果进行接地装置改造或者敷设，能够很方便的查阅到接地装置的位置，方便进行改造。

Description

一种接地装置三维构造成像信息采集装置及成像系统

技术领域

本实用新型涉及接地线探测技术领域，尤其涉及一种接地装置三维构造成像信息采集装置及成像系统。

背景技术

输电杆塔接地装置改造的时候，通常需要找到原接地装置的地下位置。例如在接地装置周边埋设降阻剂，需要清除原接地装置的铺设，并开挖将降阻剂埋设在接地装置周围。又例如对接地装置的射线进行进一步铺设补充时，也需要清除原接地装置的铺设位置，因为新铺设射线与原射线之间的距离要大于5m。总之，在生产中清楚原接地装置的地下构造尤为重要。在实际生产中，由于不能对原接地装置的地下构造分布搞清楚，带来了很多问题。

接地装置的地下构造分布在施工前都会进行设计，但是由于实际实施不到位的原因，接地装置实际地下构造与设计的存在差异，设计的接地装置地下构造不能很好的适用于实际现场施工。如果采取开挖的方式获取接地装置的地下构造分布，工程量太大，效率低，因此，基于一种不开挖的方式获取接地装置实际的地下构造分布情况。

实用新型内容

针对于现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种接地装置三维构造成像信息采集装置及成像系统，实现不开挖的方式获取接地装置实际的地下构造分布情况，且精度高，能很好的适用于实际现场施工。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种接地装置三维构造成像信息采集装置，包括：

电流供应模块，用于向接地装置中的各接地线通入电流以使接地线产生二次磁场；

感应模块，用于检测地表的磁场强度以确定接地线的埋深和走向；

电位测量模块，用于测量地表两点之间的梯度电位值及电流方向以确定接地线末端位置；RTK定位设备，用于在已测得的各接地线位置选取测点检测各测点的三维坐标。

使用该接地装置三维构造成像信息采集装置对接地装置三维坐标信息进行采集时，首先利用电流供应模块向接地装置中的各接地线内通入高频的电信号，使接地线产生二次磁场，然后利用感应模块检测接地线上方地表的磁场强度，接地线正上方地面位置磁场强度最大，因此，工作人员可据此判断接地线的走向，并根据磁场强度可得到接地线的埋深；但是由于多条接地线之间信号存在相互干扰，接地线末端难以准确检测，可通过感应模块检测到磁场强度不可测时初步确定接地线末端位置，然后利用电流供应模块向接地装置内通入低频的电信号，根据离射线末端越近梯度电位越大，以及在射线走向垂直方向上，位于射线两侧的电流方向相反的原理，工作人员利用电位测量模块检测初步确定的接地线末端位置范围内地表两点之间的梯度电位值及电流方向，进而可精确确定射线的末端位置，进而可确定接地线的埋长。通过上述模块的配合即可确定接地装置各接地线的位置，然后对应选取测点，利用RTK定位设备检测各测点的三维坐标。

进一步地，所述RTK定位设备包括RTK基准站和RTK移动站及手簿，所述RTK移动站设置于一支撑杆的顶部，所述手簿可拆卸的安装于所述支撑杆上，所述感应模块设置于支撑杆的下端。使用时，首先固定安装RTK定位设备，然后开启RTK移动站，并将RTK移动站与手簿通过蓝牙或WIFI匹配，即可用于三维坐标检测。因接地装置存在一定埋深，后续将RTK测得的三维坐标进行接地装置构造成像时，需要将高程减去埋深，工序繁琐。此处将感应模块与RTK移动站、手簿都设置于一个支撑杆上，那么在感应模块确定了接地线位置及埋深的情况下，可以直接在手簿中将杆高参数设置为杆高加埋深，此时测得的三维坐标即为真实反应接地装置的坐标，可以直接用于后续的接地装置构造三维成像。

进一步地，所述支撑杆为可伸缩支撑杆，且所述支撑杆上设置有刻度尺。通过可伸缩的结构设计，可以根据实际需要调整杆高。

进一步地，所述感应模块包括依次连接的接收线圈、放大电路、选频滤波电路、模数转换单元、处理单元；还包括与所述处理单元连接的第一电源单元、按键单元、第一显示器；其中，所述接收线圈、放大电路、选频滤波电路集成的模块设置于支撑杆的底端，所述模数转换单元、处理单元、按键单元、第一显示器、第一电源单元集成的模块安装于所述支撑杆上。

进一步地，所述电流供应模块包括控制单元及与其连接的第二显示器、第二电源单元、调频开关、功率调节开关、函数发生器、信号调理单元、功率放大单元、发射单元；所述函数发生器、信号调理单元、功率放大单元、发射单元依次连接。

第二方面，提供了一种接地装置三维构造成像系统，包括上位机以及如上所述的接地装置三维构造成像信息采集装置，所述上位机用于获取RTK定位设备检测的各测点的三维坐标以生成接地装置三维构造图像。

本实用新型提出了一种接地装置三维构造成像信息采集装置及成像系统，通过电流供应模块、感应模块和电位测量模块的配合，可以实现精准的接地装置不开挖检测，然后结合感应模块检测到的各测点的埋深以及RTK定位设备检测的各测点的三维坐标，实现了不开挖的前提下获取接地装置构造三维成像所需的额信息，将这些信息输入上位机中，与RTK定位设备配套的三维成像平台即可完成接地装置构造的三维成像。后续如果进行接地装置改造或者敷设，能够很方便的查阅到接地装置的位置，方便进行改造。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的接地装置三维构造成像信息采集装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的感应模块结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的电流供应模块结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的感应模块与RTK移动站、手簿通过支撑杆集成的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种接地装置三维构造成像信息采集装置，包括：

电流供应模块1，用于向接地装置中的各接地线通入电流以使接地线产生二次磁场；

感应模块2，用于检测地表的磁场强度以确定接地线的埋深和走向；

电位测量模块3，用于测量地表两点之间的梯度电位值及电流方向以确定接地线末端位置；RTK定位设备4，用于在已测得的各接地线位置选取测点检测各测点的三维坐标。

本实施例中，所述RTK定位设备4包括RTK基准站和RTK移动站及手簿，所述RTK移动站设置于一支撑杆的顶部，所述手簿可拆卸的安装于所述支撑杆上。使用时，首先固定安装RTK定位设备，然后开启RTK移动站，并将RTK移动站与手簿通过蓝牙或WIFI匹配，即可用于三维坐标检测。RTK基准站、RTK移动站及手簿可采用市面上的已有设备，在此不对其具体结构进行限定。

优选地，所述支撑杆为可伸缩支撑杆，且所述支撑杆上设置有刻度尺。通过可伸缩的结构设计，可以根据实际需要调整杆高。

如图2所示，本实施例中，所述感应模块2包括依次连接的接收线圈22、放大电路23、选频滤波电路24、模数转换单元25、处理单元21；还包括与所述处理单元21连接的第一电源单元26、按键单元28、第一显示器27。通过接收线圈22接收接地线从地下产生的二次磁场信号，然后对接收线圈22检测到的信号依次经过放大电路23放大、选频滤波电路24滤波，然后通过模数转换单元25转换为数字信号传输至处理单元21，经过第一显示器27进行显示。按键单元28可以用于输入开关机指令以及选择接受频率。

如图3所示，所述电流供应模块包括控制单元11及与其连接的第二显示器17、第二电源16单元、调频开关19、功率调节开关18、函数发生器12、信号调理单元13、功率放大单元14、发射单元15；所述函数发生器12、信号调理单元13、功率放大单元14、发射单元15依次连接。

函数发生器12利用晶振发出一定频率的脉冲序列信号送给信号调理单元13，信号调理单元13将输入信号分出不同频率的信号，根据设定的要求，由信号调理单元13选择某一频率的幅值相等、相位相反的信号，然后再由功率放大单元14将该信号进行放大后，施加到发射单元15上发生电信号。通过功率调节开关18调节要发射的信号的功率大小，调频开关19调节要发射的信号的频率大小，第二显示器17对当前选择发射的信号的频率等信息进行显示，第二电源单元16为电流供应模块1供电。其中，发射单元15包括发射线圈和配谐电容，控制单元根据调频开关及功率调节开关的选择，响应选通相应的配谐电容，使发射线圈和配谐电容形成并联谐振状态,实现信号发射。频率的调节以及功率调节的具体实现电路均为现有技术，在此不再进行赘述。

实施时，电位测量模块3可选用市面上现有的电位梯度测量仪，在此不再对其结构进行赘述。控制单元及处理单元均可选用市面上现有的单片机。

使用该接地装置三维构造成像信息采集装置对接地装置三维坐标信息进行采集时，首先利用电流供应模块向接地装置中的各接地线内通入高频的电信号，使接地线产生二次磁场，然后利用感应模块检测接地线上方地表的磁场强度，接地线正上方地面位置磁场强度最大，因此，工作人员可据此判断接地线的走向，并根据磁场强度可得到接地线的埋深；但是由于多条接地线之间信号存在相互干扰，接地线末端难以准确检测，可通过感应模块检测到磁场强度不可测时初步确定接地线末端位置，然后利用电流供应模块向接地装置内通入低频的电信号，根据离射线末端越近梯度电位越大，以及在射线走向垂直方向上，位于射线两侧的电流方向相反的原理，工作人员利用电位测量模块检测初步确定的接地线末端位置范围内地表两点之间的梯度电位值及电流方向，进而可精确确定射线的末端位置，进而可确定接地线的埋长。通过上述模块的配合即可确定接地装置各接地线的位置，然后对应选取测点，利用RTK定位设备检测各测点的三维坐标。

实施例2

本实施例提供了一种接地装置三维构造成像信息采集装置，其与实施例1的区别在于：本实施例中将感应模块与RTK移动站、手簿通过支撑杆集成为一个一体设备，如图4所示，所述RTK移动站41设置于一支撑杆43的顶部，所述手簿42可拆卸的安装于所述支撑杆43上，所述感应模块设置于支撑杆43的下端。

更具体地，感应模块中，所述接收线圈22、放大电路23、选频滤波电路24集成的模块51设置于支撑杆43的底端，所述模数转换单元25、处理单元21、按键单元28、第一显示器27、第一电源单元26集成的模块52安装于所述支撑杆43上。

如此设置的原因在于简化信息的采集过程，提高效率。因接地装置存在一定的埋深，后续将RTK测得的三维坐标进行接地装置构造成像时，需要将高程减去埋深，工序繁琐。此处将感应模块与RTK移动站41、手簿42都设置于一个支撑杆43上，那么在感应模块确定了接地线位置及埋深的情况下，可以直接在手簿42中将杆高参数设置为杆高加埋深，此时测得的三维坐标即为真实反应接地装置的坐标，可以直接用于后续的接地装置构造三维成像。

实施例3

本实施例提供了一种接地装置三维构造成像系统，包括上位机以及如上所述的接地装置三维构造成像信息采集装置，所述上位机用于获取RTK定位设备检测的各测点的三维坐标以生成接地装置三维构造图像。上位机上装有与RTK定位设备配套的三维成像平台，将TK定位设备采集的数据导入后，即可自动生成接地装置构造的三维成像。需要说明的是，与RTK定位设备配套的三维成像平台为现有技术，此处并不涉及计算机程序的改进。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种接地装置三维构造成像信息采集装置，其特征在于，包括：

电流供应模块，用于向接地装置中的各接地线通入电流以使接地线产生二次磁场；

感应模块，用于检测地表的磁场强度以确定接地线的埋深和走向；

电位测量模块，用于测量地表两点之间的梯度电位值及电流方向以确定接地线末端位置；

RTK定位设备，用于在已测得的各接地线位置选取测点检测各测点的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的接地装置三维构造成像信息采集装置，其特征在于，所述RTK定位设备包括RTK基准站和RTK移动站及手簿，所述RTK移动站设置于一支撑杆的顶部，所述手簿可拆卸的安装于所述支撑杆上，所述感应模块设置于支撑杆的下端。

3.根据权利要求2所述的接地装置三维构造成像信息采集装置，其特征在于，所述支撑杆为可伸缩支撑杆，且所述支撑杆上设置有刻度尺。

4.根据权利要求2或3所述的接地装置三维构造成像信息采集装置，其特征在于，所述感应模块包括依次连接的接收线圈、放大电路、选频滤波电路、模数转换单元、处理单元；还包括与所述处理单元连接的第一电源单元、按键单元、第一显示器；其中，所述接收线圈、放大电路、选频滤波电路集成的模块设置于支撑杆的底端，所述模数转换单元、处理单元、按键单元、第一显示器、第一电源单元集成的模块安装于所述支撑杆上。

5.根据权利要求1所述的接地装置三维构造成像信息采集装置，其特征在于，所述电流供应模块包括控制单元及与其连接的第二显示器、第二电源单元、调频开关、功率调节开关、函数发生器、信号调理单元、功率放大单元、发射单元；所述函数发生器、信号调理单元、功率放大单元、发射单元依次连接。

6.一种接地装置三维构造成像系统，其特征在于，包括上位机以及如权利要求1至5任一项所述的接地装置三维构造成像信息采集装置，所述上位机用于获取RTK定位设备检测的各测点的三维坐标以生成接地装置三维构造图像。

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