專利名稱：金屬管線埋設(shè)長度的測量方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及埋設(shè)管線長度的測量方法及其裝置，特別涉及一種金屬管線埋設(shè)長度的測量方法及其裝置。
背景技術(shù)：
隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展，各種各樣的管道、線纜都要埋設(shè)在地下，如供水管道、天然氣管道、電力電纜等金屬管線。人們在對管線進(jìn)行管理維護(hù)過程中，往往要知曉管線中某一特定點的有關(guān)位置參數(shù)，特別是這一點距管線終端或始端的實際長度。在管線資料不全的情況下，要想獲得這一數(shù)據(jù)是相當(dāng)困難的?，F(xiàn)有技術(shù)一般采用公知的路徑儀先找地埋管線的走向，然后在地面用尺子順著管線的走向進(jìn)行丈量，但這種方法存在兩點不足一是對于長距離及地面環(huán)境復(fù)雜的管線，丈量管線長度時既費時又費力，很多情況下，因無法丈量而采用估算的辦法；二是由于管線在地埋時存在拐曲、盤圈(如電纜)等情況且不可能知曉，因此在地面丈量時就無法計算這一長度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬管線埋設(shè)長度的測量方法及其裝置，其特點是，它可精確丈量出金屬管線長距離埋設(shè)的一段實際長度。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的一種金屬管線埋設(shè)長度的測量方法，它按下述順序的步驟進(jìn)行a)將時鐘信號源的測量輸出端子連接被測金屬管線的任意一始端的管線上，時鐘信號源的接地端子連接金屬管線地或系統(tǒng)地；b)開啟時鐘信號源與同步接收器，通過信號發(fā)生電路和同步信號發(fā)生電路使它們的時鐘脈沖信號處于同步狀態(tài)；
c)在地面上將同步接收器沿著被測金屬管線的埋設(shè)方向移動至距始端的任一點；d)在該點上方，通過同步接收器的接收天線接收被測金屬管線輻射的電磁波，經(jīng)同步接收器記錄并自動分析信號，然后在顯示器顯示出同步接收器所在位置距離時鐘信號源所在始端埋設(shè)管線的實際長度。
上述方法中，所述步驟b)中的時鐘信號源與同步接收器的時鐘脈沖信號同步過程可利用現(xiàn)有的衛(wèi)星定位同步系統(tǒng)GPS，也可利用本發(fā)明的信號同步裝置，將時鐘信號源的同步輸出端子與同步接收器的同步輸入端子信號相連，使二者之時鐘脈沖信號同步，然后斷開同步接收器的同步輸入端，進(jìn)行下一步測量。所述步驟d)中，同步接收器根據(jù)控制器CPU對其信號輸入端、測量輸入端兩點得到的間隔時差信號，以及被測金屬管線固有的傳輸速度，根據(jù)距離公式自動計算出實際長度，然后在顯示器上以波形形式顯示出來。
本發(fā)明金屬管線埋設(shè)長度的測量裝置，包括時鐘信號源和同步接收器；時鐘信號源包括信號發(fā)生電路和與其輸出端子相連的測量輸出電路；同步接收器包括輸出端與顯示器連接的信號處理電路、與信號處理電路的信號輸入端、測量輸入端分別連接的同步信號發(fā)生電路和測量接收電路。信號發(fā)生電路可為衛(wèi)星定位發(fā)射電路；同步信號發(fā)生電路可為衛(wèi)星定位接收電路。
信號發(fā)生電路也可由振蕩器、與其輸出端連接的分頻器組成，分頻器的輸出連接至測量輸出電路并與同步輸出端子連接；同步信號發(fā)生電路則可由設(shè)置有同步輸入端子的同步振蕩器、與其輸出端連接的同步分頻器組成，同步分頻器的輸出連接至信號處理電路的信號輸入端。
上述裝置中，在時鐘脈沖信號同步時，同步接收器的同步輸入端子與時鐘信號源的同步輸出端子互連。
本發(fā)明的有益效果是，能精確丈量已埋設(shè)管線一特定點距某一始端或終端的實際長度，不受管線在地埋時存在拐曲、盤圈(如電纜)等情況的影響，特別對于長距離及地面環(huán)境復(fù)雜的管線長度的丈量，既省時又省力。在現(xiàn)代化城市及廠礦企業(yè)建設(shè)過程中，可為獲取地下管線原始布局的實際數(shù)據(jù)，城市地下管網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)改造及并網(wǎng)工程等，提供了一種實際的、具有積極意義的測量方法及裝置。


圖1是本發(fā)明的測量方法示意圖。
圖2本發(fā)明的時鐘信號源的電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是本發(fā)明的同步接收器的電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是圖2、圖3中同步信號裝置的另一種結(jié)構(gòu)圖，其中圖4(a)為信號發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)圖；圖4(b)為同步信號發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是使用圖2、圖3測量裝置的信號工作時序圖。圖中，II、III為時鐘信號源電路中相應(yīng)點的信號波形；P、Q、R為同步接收器電路中相應(yīng)點的信號波形；V、VI為同步接收器中LEC顯示器所顯示的波形圖6是使用圖4同步信號裝置的測量信號工作時序圖。圖中，I、II、III為時鐘信號源電路中相應(yīng)點的信號波形；O、P、Q、R為同步接收器電路中相應(yīng)各點的信號波形；V、VI為同步接收器中LEC顯示器所顯示的波形。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述實施例1如圖1、圖2、圖3所示，金屬管線埋設(shè)長度的一種測量方法，以電力電纜為例來描述本發(fā)明的測量方法a)將時鐘信號源1的輸出端子III連接被測電纜2的任意一始端G的芯線B上，時鐘信號源1的接地端子E連接電纜系統(tǒng)地；b)開啟時鐘信號源1與同步接收器3，利用其衛(wèi)星定位系統(tǒng)的GPS1、GPS2電路使兩者輸出的時鐘脈沖信號處于同步狀態(tài)；c)在地面上將同步接收器3沿著被測電纜2的埋設(shè)方向移動至距始端G的任一點k；d)在k點上方，通過同步接收器3的接收天線4接收被測電纜2輻射的電磁波，同步接收器3根據(jù)控制器CPU對信號輸入端P、測量輸入端R兩點記錄的間隔時差信號T，以及被測金屬管線2固有的傳輸速度υ，根據(jù)距離公式自動計算出同步接收器3所在位置k距離時鐘信號源1始端G埋設(shè)電纜2的實際長度S，然后在顯示器LEC以波形形式顯示出來。
上述金屬管線埋設(shè)長度的一種測量裝置，包括時鐘信號源1和同步接收器3；時鐘信號源1包括信號發(fā)生電路5和與其輸出端子II相連的測量輸出電路6；同步接收器3包括輸出與顯示器LEC連接的信號處理電路9，信號處理電路9的信號輸入端P、測量輸入端R分別連接同步信號發(fā)生電路7和測量接收電路8；所述的信號發(fā)生電路5、同步信號發(fā)生電路7可分別由衛(wèi)星定位發(fā)射電路GPS1、衛(wèi)星定位接收電路GPS2構(gòu)成。在時鐘信號源1中，測量輸出電路6包括與功率源電路輸出連接的控制電路，該控制電路連接功率放大電路至測量輸出端子III。在同步接收器3中，測量信號接收電路8包括與接收天線4連接的前置放大器與放大器；信號處理電路9包括與控制器CPU數(shù)據(jù)連接的存儲器、通信接口和工作鍵盤，控制器CPU的信號輸入端P、測量輸入端R分別與同步信號發(fā)生電路7、測量接收電路8的輸出連接。
實施例2金屬管線埋設(shè)長度的另一種測量方法及其裝置，在實施例1方法的步驟b)，可利用圖4所示同步信號裝置的時鐘信號源1和同步接收器3，將時鐘信號源1的同步輸出端子II與同步接收器3的同步輸入端子IV信號相連，使二者之時鐘脈沖信號同步，然后斷開同步接收器3的同步輸入端子IV，其它步驟與實施例1相同。
如圖4所示，本實施例測量方法的裝置，時鐘信號源1的信號發(fā)生電路5由振蕩器10、與其輸出端I連接的分頻器11組成，分頻器11的輸出連接至測量輸出電路6并與同步輸出端子II連接；同步接收器3的同步信號發(fā)生電路7由設(shè)置有同步輸入端子IV的同步振蕩器12、與其輸出端O連接的分頻器13構(gòu)成，分頻器13的輸出連接至信號處理電路9的信號輸入端P。所述的同步輸入端子IV在步驟b)中進(jìn)行時鐘脈沖信號同步時需與時鐘信號源1的同步輸出端子II互連。
如圖5、圖6所示，本發(fā)明方法的原理是，在實施例1中，時鐘信號源1的衛(wèi)星定位發(fā)射電路GPS1產(chǎn)生高頻信號(方波或其它波形)如圖5中II所示波形，經(jīng)天線發(fā)射，由衛(wèi)星至同步接收器3的衛(wèi)星定位接收電路GPS2，如圖5中P所示同步波形；時鐘信號源1產(chǎn)生的測量輸出功率信號如圖5中III所示，可為一方波信號，也可為斷續(xù)的正弦波等信號。當(dāng)加到電纜2始端G的芯線B上時便以速度υ向電纜的另一端傳輸，在電纜2的周圍空間便會產(chǎn)生電磁波，要想知道電纜中任一點k距始端G的長度，根據(jù)路程公式可得S＝υT (一)式中υ為電波在電纜中或金屬管線中2的傳輸速度，為一常量，如油浸紙介質(zhì)電力電纜υ≈160m/μs，交聯(lián)聚乙烯電力電纜υ＝170m/μs；T為從t1時刻發(fā)射起始點算起到信號III傳輸?shù)絢點時通過同步接收器3接收處理信號Q點后的起始點t2的間隔時差，即T＝|t2-t1|＝|t4-t3|＝|t5-t9|＝……；同步接收器3根據(jù)CPU處理系統(tǒng)對P、R兩點得到的t1、t2………信號，以及被測對象的固有傳輸速度υ，然后在顯示器LEC顯示出測試波形如圖5中V、IV所示，并通過公式(一)可自動計算出距離S(米)并顯示出來，從而即可得知同步接收器3所在位置距離時鐘信號源1始端G埋設(shè)電纜2的實際長度S。
時鐘信號源1按時間間隔Tm不斷發(fā)送信號，同步接收器3也以同樣時間間隔Tm不斷顯示所處位置管線的長度。
在實施例2中，時鐘信號源1的振蕩器10產(chǎn)生高頻信號(方波或其它波形)如圖中6中I所示波形，通過鐘信號源1的分頻器11后輸出如圖6II所示波形，其時間間隔為Tm；將時鐘信號源1的同步輸出端子II與同步接收器3的同步輸入端子IV信號相連，使二者的時鐘脈沖信號同步，以保證同步接收器3的同步振蕩器12及分頻器13輸出圖6中P所示波形的起始時間與圖2中II所示波形嚴(yán)格同步。
權(quán)利要求
1.金屬管線埋設(shè)長度的測量方法，其特征是，它按下述順序的步驟進(jìn)行a)將時鐘信號源(1)的測量輸出端子(III)連接被測金屬管線(2)的任意一始端(G)的管線(B)上，時鐘信號源(1)的接地端子(E)連接金屬管線地或系統(tǒng)地；b)開啟時鐘信號源(1)與同步接收器(3)，通過信號發(fā)生電路(5)和同步信號發(fā)生電路(7)使它們的時鐘脈沖信號處于同步狀態(tài)；c)在地面上將同步接收器(3)沿著被測金屬管線(2)的埋設(shè)方向移動至距始端(G)的任一點(k)；d)在(k)點上方，通過同步接收器(3)的接收天線(4)接收被測金屬管線(2)輻射的電磁波，經(jīng)同步接收器(3)記錄并自動分析信號，然后在顯示器(LEC)顯示出同步接收器(3)所在(k)點距離時鐘信號源(1)所在始端(G)埋設(shè)管線的實際長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管線埋設(shè)長度的測量方法，其特征是，所述步驟b)中，將時鐘信號源(1)的同步輸出端子(II)與同步接收器(3)的同步輸入端子(IV)相連，使二者之時鐘脈沖信號處于同步狀態(tài)，然后斷開同步接收器(3)的同步輸入端子(IV)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管線埋設(shè)長度的測量方法，其特征是，所述步驟d)中，同步接收器3根據(jù)控制器(CPU)對信號輸入端(P)、測量輸入端(R)兩點記錄的間隔時差信號T，以及被測金屬管線(2)固有的傳輸速度υ，根據(jù)距離公式自動計算出實際長度(S)，然后在顯示器(LEC)以波形形式顯示出來。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管線埋設(shè)長度的測量裝置，其特征是，包括時鐘信號源(1)和同步接收器(3)；所述的時鐘信號源(1)包括信號發(fā)生電路(5)和與其輸出端子(II)相連的測量輸出電路(6)；所述的同步接收器(3)包括輸出端與顯示器(LEC)連接的信號處理電路(9)、與信號處理電路(9)的信號輸入端(P)、測量輸入端(Q)分別連接的同步信號發(fā)生電路(7)和測量接收電路(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬管線埋設(shè)長度的測量裝置，其特征是，所述的信號發(fā)生電路(5)為衛(wèi)星定位發(fā)射電路(GPS1)；所述的同步信號發(fā)生電路(7)為衛(wèi)星定位接收電路(GPS2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬管線埋設(shè)長度的測量裝置，其特征是，所述的信號發(fā)生電路(5)由振蕩器(10)、與其輸出端(I)連接的分頻器(11)組成，所述的分頻器(11)的輸出連接至測量輸出電路(6)并與同步輸出端子(II)連接；所述的同步信號發(fā)生電路(7)由設(shè)置有同步輸入端子(IV)的同步振蕩器(12)、與其輸出端(O)連接的分頻器(13)組成，所述的分頻器(13)的輸出連接至信號處理電路(9)的信號輸入端(P)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬管線埋設(shè)長度的測量裝置，其特征是，所述的同步接收器(3)的同步輸入端子(IV)在時鐘脈沖信號同步時與時鐘信號源(1)的同步輸出端子(II)互連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬管線埋設(shè)長度的測量方法及其裝置，先將時鐘信號源的測量輸出端子連接被測金屬管線的任意一始端的管線上；開啟時鐘信號源與同步接收器，通過信號發(fā)生電路和同步信號發(fā)生電路使它們的時鐘脈沖信號處于同步狀態(tài)；在地面上將同步接收器沿著被測金屬管線的埋設(shè)方向移動至距始端的任一點；在該點上方，通過同步接收器的接收天線接收被測金屬管線輻射的電磁波，經(jīng)同步接收器記錄并自動分析信號，然后在顯示器顯示出同步接收器所在位置距離時鐘信號源所在始端埋設(shè)管線的實際長度。本發(fā)明能精確丈量已埋設(shè)管線一特定點距某一始端或終端的實際長度，特別對于長距離及地面環(huán)境復(fù)雜的管線長度的丈量，既省時又省力。
文檔編號G01V3/12GK1818547SQ20061004172
公開日2006年8月16日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月25日
發(fā)明者韓伯鋒 申請人:西安四方機(jī)電有限責(zé)任公司