CN219842562U - 一种城市隐蔽管线的探测仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种城市隐蔽管线的探测仪器，涉及电子设备领域，该针对城市隐蔽管线的探测仪器包括发射系统和接收系统，所述发射系统包括矩形的发射线圈，所述接收系统包括设置在发射线圈包围范围内的按照阵列排列的环形的接收线圈。该针对城市隐蔽管线的探测仪器通过发射线圈发射脉冲产生磁场以及感应线圈产生二次感应磁场，通过接收产生的二次感应磁场得到隐蔽管线位置，该结构提高了磁场的探测范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子设备领域，具体来说涉及一种城市隐蔽管线的探测仪器。
背景技术
管线探测仪能在不破坏地面覆土的情况下，快速准确地探测出地下自来水管道、金属管道、电缆等的位置、走向、深度及钢质管道防腐层破损点的位置和大小。是自来水公司、煤气公司、铁道通信、市政建设、工矿、基建单位改造、维修、普查地下管线的必备仪器之一。现有的管线探测仪设计得比较传统，通过感应磁场感应隐蔽地下的管线，感应效果一般，探测的准确性不佳。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种城市隐蔽管线的探测仪器，解决现有的管线探测仪设计，通过感应磁场感应隐蔽地下的管线，感应效果一般，探测的准确性不佳的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：
一种城市隐蔽管线的探测仪器，包括发射系统和接收系统，所述发射系统包括矩形的发射线圈，所述接收系统包括设置在发射线圈包围范围内的按照阵列排列的环形的接收线圈。
进一步地：所述发射系统还包括第一主控制器、驱动电路以及发射主功率电路，其中发射主功率电路采用有源恒压H桥斩波发射电路，主控制器连接驱动电路，驱动电路连接有源恒压H桥斩波发射电路的MOS管的栅极，有源恒压H桥斩波发射电路的发射端与所述发射线圈连接。
进一步地：接收系统还包括放大器、程控滤波器以及AD采集电路组成的信号处理电路、和第二主控制器，所述接收线圈接入放大器，按照顺序放大器、程控滤波器以及AD采集电路依次连接，AD采集电路输出端连接至第二主控制器。
进一步地：接收线圈按照2*4形成阵列。
采用以上技术方案的有益效果是：本实用新型接收线圈使一对接收线圈相对于发射线圈的相对位置相同，可以抵消发射线圈产生的一次磁场，达到接收线圈内产生电压仅由二次磁场影响的作用。发射-接收线圈采用四阵列式结构，该结构提高了磁场的探测范围，通过对四对线圈产生的感应电压取平均值可以提高线圈的精度。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
图1是本实用新型一种城市隐蔽管线的探测仪器的发射系统的框图；
图2是本实用新型一种城市隐蔽管线的探测仪器的H桥斩波发射电路图；
图3是本实用新型一种城市隐蔽管线的探测仪器的接收系统的框图；
图4是本实用新型一种城市隐蔽管线的探测仪器的接收线圈阵列图；
图5是本实用新型一种城市隐蔽管线的探测仪器的放大器图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型针对城市隐蔽管线的探测仪器的优选实施方式。
如图1结合图2、3以及图4所示，该针对城市隐蔽管线的探测仪器包括发射系统和接收系统。发射系统包括矩形的发射线圈1，所述接收系统包括设置在发射线圈包围范围内的按照阵列排列的环形的接收线圈2。
参见图1所示，发射系统还包括第一主控制器STM32F407、驱动电路以及发射主功率电路，其中发射主功率电路采用有源恒压H桥斩波发射电路，主控制器连接驱动电路，驱动电路连接有源恒压H桥斩波发射电路的MOS管的栅极，有源恒压H桥斩波发射电路的发射端与所述发射线圈连接。
如图2所示，发射电路采用有源恒压H桥斩波发射电路。在发射线圈中产生双极性脉冲电流，将第一主控制器产生的PWM控制信号转化成具有一定驱动能力的 IGBT 栅极驱动信号，驱动电路控制IGBT的完全开启与关断。如图2所示当Q1Q3导通时产生正向脉冲，Q2Q4导通时产生负脉冲，如此反复实现向发射线圈中通入正负交变的脉冲电流。进而使发射电流波形为正负等幅值、等脉冲宽度的电流信号。
如图3所示，接收系统还包括放大器、程控滤波器以及AD采集电路组成的信号处理电路、和第二主控制器STM32F407，所述接收线圈接入放大器，按照顺序放大器、程控滤波器以及AD采集电路依次连接，AD采集电路输出端连接至第二主控制器。
接收部分的基本理论依据是法拉第电磁感应定律。接收线圈是磁偶极子，当给激励线圈通交变电流时，根据电磁场理论，线圈会产生交变电磁场并向外辐射。处在交变电磁场中的金属导体会产生沿自身分布的感应电流，感应电流产生感生电磁场（即二次电磁场）并向外辐射。原激励线圈在二次电磁场的作用下产生感生电动势，进而使线圈的输出电压发生变化。当激励信号一定时，二次电磁场大小与钢筋的保护层厚度和直径有关，因此可根据线圈输出电压的变化情况对钢筋的保护层厚度和直径进行测量。
接收线圈主要由四对接收线圈阵列，如图4所示，接收线圈使用空心线圈传感器(ACS)放置在亥姆霍兹线圈中心，亥姆霍兹线圈通入正弦波产生匀强磁场激励，然后将接收到的传感器信号连接仪用放大器，如图5所示。放大器将收集来的混合信号波进行同相放大，放大倍数为电阻R3和电阻R1的比值，电阻R3的阻值为690K，电阻R1的阻值为18K，所以此放大器的放大倍数约为38倍。信号从同相放大器正端进入，输出信号正负不变：信号从同相放大器负端进入，输出信号正负相反。放大器得到了混合波形放大38倍后的波形，目的是达到信号放大，便于观察千扰与处理。之后接收系统对接收到的线圈电压变化进行进一步的采样、滤波，之后再通过ad采集电路由模拟信号转换为数字信号，最后将数据传至第二主控器。
以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种城市隐蔽管线的探测仪器，其特征在于：包括发射系统和接收系统，所述发射系统包括矩形的发射线圈，所述接收系统包括设置在发射线圈包围范围内的按照阵列排列的环形的接收线圈。
2.按照权利要求1所述的城市隐蔽管线的探测仪器，其特征在于：所述发射系统还包括第一主控制器、驱动电路以及发射主功率电路，其中发射主功率电路采用有源恒压H桥斩波发射电路，主控制器连接驱动电路，驱动电路连接有源恒压H桥斩波发射电路的MOS管的栅极，有源恒压H桥斩波发射电路的发射端与所述发射线圈连接。
3.按照权利要求1所述的城市隐蔽管线的探测仪器，其特征在于：接收系统还包括放大器、程控滤波器以及AD采集电路组成的信号处理电路、和第二主控制器，所述接收线圈接入放大器，按照顺序放大器、程控滤波器以及AD采集电路依次连接，AD采集电路输出端连接至第二主控制器。
4.按照权利要求1所述的城市隐蔽管线的探测仪器，其特征在于：接收线圈按照2*4形成阵列。
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