CN111983562A - 一种地下非金属管线探测定位方法 - Google Patents

一种地下非金属管线探测定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地下非金属管线探测定位方法，将声波信号发生装置安装在近端非金属管线上，并在非金属管线远端设置拾音器，声波信号发生装置发出第一声波信号，拾音器接收非金属管线内传播的第一声波信号，确定非金属管线的水平位置；按照确定的非金属管线的水平位置，将拾音器布置在沿非金属管线延伸方向上，确定拾音器与声波信号发生装置水平直线距离；声波信号发生装置发出第二声波信号和第三声波信号，拾音器接收非金属管线内传播的第二声波信号；拾音器接收第三声波信号，通过计算得到非金属管线的埋深。并在拾音器探测到的非金属管线地面上标注标识和埋深信息。本发明方法简单高效，计算准确性高，误差较小，能应用于多种不同管线的探测。

Description

一种地下非金属管线探测定位方法
技术领域
本发明实施例涉及地下管线探测技术领域，具体涉及一种地下非金属管线探测定位方法。
背景技术
随着我国城市化建设的不断推进，为了更加有效的利用地下空间，开始在地下埋设更多的管道，这些管道按照材料可以分为金属管线和非金属管线，用于给排水管网建设、煤气管道建设等。为了能够在地下埋设更多的管线，节省地上占地空间，首先需要对管线埋设区域进行探测，确定各管线的埋设区域、水平分布定位、埋设深度等，更加方便有效的开展埋设工作。
现有技术中，针对金属和非金属管线的探测均有相应的技术开发，如探地雷达探测法、固定信标探测法、移动信标探测法等，不仅应用的设备较为精密复杂，且探测步骤繁琐，同时多用于金属管线的探测，能够实现较高精度的探测效果。而对于非金属管线的探测，则存在着诸多问题，如探测效果差，操作繁琐，精度差的问题。
因此，如何提供一种地下非金属管线探测定位方法，简化探测流程，提高检测精度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种地下非金属管线探测定位方法，以解决现有技术中存在的相关技术问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种地下非金属管线探测定位方法，包括以下步骤：
步骤一：将声波信号发生装置安装在近端非金属管线上，并在所述非金属管线远端设置拾音器，所述声波信号发生装置发出第一声波信号，第一声波信号沿非金属管线传播，拾音器接收非金属管线内传播的第一声波信号，同时，拾音器沿非金属管线截面方向移动，确定非金属管线的水平位置；
步骤二：按照步骤一确定的非金属管线的水平位置，将所述拾音器布置在沿所述非金属管线延伸方向上，且拾音器与声波信号发生装置水平直线距离为d1；
步骤三：所述声波信号发生装置发出第二声波信号和第三声波信号，第二声波信号沿非金属管线传播，拾音器接收非金属管线内传播的第二声波信号；第三声波信号以土地为介质传播，拾音器接收第三声波信号，第三声波信号在土地内的传播速度为v1，拾音器接收第三声波信号的时间为t1，确定拾音器与声波信号发生装置之间的直线距离为s1＝v1*t1；
步骤四：根据公式：s1 2＝d1 2+h1 2，其中h1为非金属管线的埋深；
步骤五：在拾音器探测到的非金属管线地面上标注标识和埋深信息。
进一步地，在步骤一中，确定非金属管线的水平位置包括以下步骤：
确定非金属管线截面方向的第一点A1，同时确定非金属管线截面方向的第二点A2，且A1和A2之间的连线横跨非金属管线；
拾音器从A1至A2移动，拾音器接收信号最强处确定为非金属管线的水平位置。
进一步地，在步骤四和步骤五之间，还包括比较判断步骤：
确定非金属管线的预埋深度范围H1，并比较测定的非金属管线的埋深h1和预埋深度范围H1；
当h1在H1范围内，则进行步骤五；当h1超出H1范围外，则不进行步骤五。
进一步地，还包括步骤六：
将步骤一中的拾音器放置在非金属管线拐角处，并设置另一个拾音器放置在拐角后的一点上，确定两个拾音器之间的水平距离为d2，两个拾音器接收第二声波信号的时间差为t2，声波在非金属管线内的传播速度为v2，从而确定两拾音器之间非金属管线之间的长度为s2＝t2*v2；
通过公式：s2 2＝h0 2+d2 2确定两个拾音器之间的高度差，其中h0为误差高度；
拐弯后拾音器处非金属管线的垂直高度为h2＝h1±h0；
确定非金属管线的预埋深度范围H2，并比较测定的非金属管线的埋深h2和预埋深度范围H2；
当h2在H2范围内，则进行步骤五；当h2超出H2范围外，则不进行步骤五。
进一步地，所述声波信号发生装置包括振荡器、功分器和信号放大器，所述振荡器输出端连接功分器，所述功分器输出端连接信号放大器。
本发明实施例具有如下优点：
本申请应用声波原理，在待测非金属管线的近端设置振荡器，通过同时向待测非金属管线和土地传播声波信号，通过拾音器确定待测非金属管线的水平位置，并进一步利用拾音器与声波信号发生装置之间的直线距离s和拾音器与声波信号发生装置距离d，计算得到非金属管线的埋深h，因此，最终确定非金属管线的具体埋设信息。本发明方法简单高效，计算准确性高，误差较小，能应用于多种不同管线的探测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例1提供的一种地下非金属管线截面图；
图2为本发明实施例1提供的声波信号发生装置安装在非金属管线的结构示意图；
图3为本发明实施例2提供的拐弯非金属管线的俯视图；
图4为本发明实施例2提供的拐弯非金属管线的一种设置结构示意图；
图5为本发明实施例2提供的拐弯非金属管线的另一种设置结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
为了解决现有技术中存在的相关技术问题，本申请实施例提供了一种地下非金属管线探测定位方法，旨在提供提供操作简单高效，准确率高的探测方法，具体包括以下步骤：
实施例1
现有技术中，一般非金属管线均是沿着城市主干道的方向进行埋设的，从而根据城市规划部门提供的信息(如管线的长度、走向、某点的预埋深度等)就能基本确定管线的埋设方向和大***置，进而确定与主干道相垂直的方向。本申请主要用于带有一定压力液体的非金属管线的探测，具体在使用时，将声波信号发生装置设置在非金属管线上，在非金属管线的埋设方向上设置拾音器，利用声波原理，拾音器通过检测声波在非金属管线内的传播来确定水平位置和埋深。具体的操作方式如下：
步骤一：如图1-2，将声波信号发生装置安装在近端非金属管线上，可在管道井内查找待测的非金属管线，并在所述非金属管线远端设置拾音器，所述声波信号发生装置发出第一声波信号，第一声波信号在非金属管线和其内的液体中传播，第一声波信号沿非金属管线传播，即从非金属管线的近端传向远端。将配套的拾音器放置在远端非金属管线的区域，拾音器接收非金属管线内传播的第一声波信号，从而确定第一声波信号能够在非金属管线内传播，同时第一声波信号能够从非金属管线向上传播到达地面并被拾音器所接收，进一步也确定了非金属管线所在的区域。同时，拾音器沿非金属管线截面方向移动，即拾音器在地面上沿着与非金属管线相垂直的方向移动，通过拾音器接收到的信号强弱来确定拾音器最接近非金属管线的位置，也就确定了非金属管线在地面上的水平位置。在此步骤中，确定非金属管线的水平位置包括以下步骤：
确定非金属管线截面方向的第一点A1，同时确定非金属管线截面方向的第二点A2，且A1和A2之间的连线横跨非金属管线，这样从一点到另一点进行拾音器的移动时，则能够更好的找准非金属管线与拾音器之间的最短距离。
拾音器从A1至A2移动，拾音器接收信号最强处确定为非金属管线的水平位置。但是，当拾音器在移动过程中，无法确定A1和A2之间连线是否横跨在非金属管线上时，则可从A1或A2的任意一点朝对向逐渐移动，直至拾音器接收信号最强处停止。经过上述步骤，可以准确的确定非金属管线的水平位置信息。
为了更准确的确定非金属管线的位置，特别是非金属管线的埋深位置，还包括以下步骤：
步骤二：按照步骤一确定的非金属管线的水平位置，将所述拾音器布置在沿所述非金属管线延伸方向上，即将拾音器设置在非金属管线的正上方的地面上，且拾音器与声波信号发生装置水平直线距离为d1，d1通过实地测量得到具体数值，此数值的确定需要确保地下非金属管线从近端到拾音器段也为直线设置。
步骤三：所述声波信号发生装置发出第二声波信号和第三声波信号，第二声波信号沿非金属管线传播，即第二声波信号沿非金属管线和其内的液体从非金属管线的近端到远端，拾音器接收非金属管线内传播的第二声波信号，第二声波信号的发出，是为了确保拾音器是设置在非金属管线的正上方位置，第二声波信号可与第一声波信号为同一信号。为了进行区分，可将第二声波信号和第三声波信号的频率设置不同，具体以实际需要进行选择。第三声波信号以土地为介质传播，拾音器接收第三声波信号，第三声波信号传送的为直线距离，同时，第三声波信号在土地内的传播速度为v1，v1为定值，拾音器接收第三声波信号的时间为t1，通过计时得到，确定拾音器与声波信号发生装置之间的直线距离为s1＝v1*t1；
基于上述测定方式，拾音器与待测非金属管线之间连线垂直于得测非金属管线，从而可建立如下的公式：
步骤四：根据公式：s1 2＝d1 2+h1 2，其中h1为非金属管线的埋深，通过这一公式，就能够直接的计算得到拾音器到非金属管线的垂直距离，这一距离即为非金属管线的埋深h1。
步骤五：在拾音器探测到的非金属管线地面上标注标识和埋深信息。
上述过程即为直接对待测非金属管线进行探测的方式，为了检验测定的准确性，可将非金属管线探测的埋深与管线铺设单位预定的深度范围进行比较，具体的，在上述步骤四和步骤五之间，还包括比较判断步骤：
确定非金属管线的预埋深度范围H1，并比较测定的非金属管线的埋深h1和预埋深度范围H1；
当h1在H1范围内，则进行步骤五，即非金属管线的测定准确；当h1超出H1范围外，则不进行步骤五。
本申请应用声波原理，在待测非金属管线的近端设置振荡器，通过同时向待测非金属管线和土地传播声波信号，通过拾音器确定待测非金属管线的水平位置，并进一步利用拾音器与声波信号发生装置之间的直线距离s和拾音器与声波信号发生装置距离d，计算得到非金属管线的埋深h，因此，最终确定非金属管线的具体埋设信息。本发明方法简单高效，计算准确性高，误差较小，能应用于多种不同管线的探测。
实施例2
现有技术中，管线的铺设可能会遇到拐弯，如在比较大的街口，非金属管线发生90度的拐弯，为了探测非金属管线在拐弯后的埋设信息，还需要以下的步骤：
具体的，如图3-5，基本步骤如实施例1中，还包括步骤六：
将步骤一中的拾音器(定义为拾音器A)放置在非金属管线拐角处，并设置另一个拾音器(定义为拾音器B)放置在拐角后的一点上，确定两个拾音器之间的水平距离为d2，两个拾音器接收第二声波信号的时间差为t2，声波在非金属管线内的传播速度为v2，从而确定两拾音器之间非金属管线之间的长度为s2＝t2*v2；
通过公式：s2 2＝h0 2+d2 2确定两个拾音器之间的高度差，其中h0为误差高度；
拐弯后拾音器处非金属管线的垂直高度为h2＝h1±h0；
确定非金属管线的预埋深度范围H2，并比较测定的非金属管线的埋深h2和预埋深度范围H2；
当h2在H2范围内，则进行步骤五；当h2超出H2范围外，则不进行步骤五。
进一步地，所述声波信号发生装置包括振荡器、功分器和信号放大器，所述振荡器输出端连接功分器，所述功分器输出端连接信号放大器。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种地下非金属管线探测定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将声波信号发生装置安装在近端非金属管线上，并在所述非金属管线远端设置拾音器，所述声波信号发生装置发出第一声波信号，第一声波信号沿非金属管线传播，拾音器接收非金属管线内传播的第一声波信号，同时，拾音器沿非金属管线截面方向移动，确定非金属管线的水平位置；
步骤二：按照步骤一确定的非金属管线的水平位置，将所述拾音器布置在沿所述非金属管线延伸方向上，且拾音器与声波信号发生装置水平直线距离为d1；
步骤三：所述声波信号发生装置发出第二声波信号和第三声波信号，第二声波信号沿非金属管线传播，拾音器接收非金属管线内传播的第二声波信号；第三声波信号以土地为介质传播，拾音器接收第三声波信号，第三声波信号在土地内的传播速度为v1，拾音器接收第三声波信号的时间为t1，确定拾音器与声波信号发生装置之间的直线距离为s1＝v1*t1；
步骤四：根据公式：s1 2＝d1 2+h1 2，其中h1为非金属管线的埋深；
步骤五：在拾音器探测到的非金属管线地面上标注标识和埋深信息。
2.如权利要求1所述的地下非金属管线探测定位方法，其特征在于，在步骤一中，确定非金属管线的水平位置包括以下步骤：
确定非金属管线截面方向的第一点A1，同时确定非金属管线截面方向的第二点A2，且A1和A2之间的连线横跨非金属管线；
拾音器从A1至A2移动，拾音器接收信号最强处确定为非金属管线的水平位置。
3.如权利要求2所述的地下非金属管线探测定位方法，其特征在于，在步骤四和步骤五之间，还包括比较判断步骤：
确定非金属管线的预埋深度范围H1，并比较测定的非金属管线的埋深h1和预埋深度范围H1；
当h1在H1范围内，则进行步骤五；当h1超出H1范围外，则不进行步骤五。
4.如权利要求3所述的地下非金属管线探测定位方法，其特征在于，还包括步骤六：
将步骤一中的拾音器放置在非金属管线拐角处，并设置另一个拾音器放置在拐角后的一点上，确定两个拾音器之间的水平距离为d2，两个拾音器接收第二声波信号的时间差为t2，声波在非金属管线内的传播速度为v2，从而确定两拾音器之间非金属管线之间的长度为s2＝t2*v2；
通过公式：s2 2＝h0 2+d2 2确定两个拾音器之间的高度差，其中h0为误差高度；
拐弯后拾音器处非金属管线的垂直高度为h2＝h1±h0；
确定非金属管线的预埋深度范围H2，并比较测定的非金属管线的埋深h2和预埋深度范围H2；
当h2在H2范围内，则进行步骤五；当h2超出H2范围外，则不进行步骤五。
5.如权利要求1所述的地下非金属管线探测定位方法，其特征在于，所述声波信号发生装置包括振荡器、功分器和信号放大器，所述振荡器输出端连接功分器，所述功分器输出端连接信号放大器。
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