[發(fā)明專利]金屬管道內(nèi)移動(dòng)載體全程示蹤定位裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810064196.5
• 申請(qǐng)日: 2008-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN101251588A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉華;齊海銘;陳宏鈞;孫東昌;孫永泰;鄧宗全;唐德威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S1/02
• 分類號(hào): G01S1/02;G01S5/02;F16L55/48;F16L101/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 徐愛萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種定位裝置，具體涉及一種金屬管道內(nèi)移動(dòng)載體的全程示蹤定位裝置。

背景技術(shù)

隨著我國石油化工與市政建設(shè)等部門所鋪設(shè)管線的急劇增長，對(duì)新鋪設(shè)管道的質(zhì)量檢測(cè)、舊管線存在的缺陷檢修、管內(nèi)污垢堵塞清理以及未知地下管線的分布測(cè)繪等方面有巨大需求。管內(nèi)移動(dòng)載體是一種專門應(yīng)用于管道工程中探測(cè)、清管與作業(yè)的裝置，它可以攜帶各類檢測(cè)儀器與作業(yè)設(shè)備在管內(nèi)運(yùn)行，完成管道探傷、管道補(bǔ)漏等作業(yè)。由于破損、缺陷、堵塞現(xiàn)象在管道工程中時(shí)有發(fā)生，管內(nèi)移動(dòng)載體也常因?yàn)殡娏Σ蛔慊蛟O(shè)備失靈而陷入癱瘓狀態(tài)，封閉的金屬管道環(huán)境屏蔽了管道內(nèi)的所有信息，地面工作人員無法得知管內(nèi)缺陷與移動(dòng)載體的準(zhǔn)確位置，所以迫切地需要研制一種管內(nèi)移動(dòng)載體的管外示蹤定位裝置，來輔助管內(nèi)移動(dòng)載體完成各類管道工程任務(wù)及管外工作人員在緊急情況下實(shí)施救援工作。目前管道工程中的示蹤定位技術(shù)主要包括視覺定位技術(shù)、射線定位技術(shù)、磁場(chǎng)定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、INS慣性導(dǎo)航和計(jì)程輪定位技術(shù)幾種。但是這些技術(shù)都存在或多或少的缺點(diǎn)，視覺定位技術(shù)僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)管道缺陷位置與移動(dòng)載體作業(yè)位置的管內(nèi)定位，位置信息無法傳輸?shù)焦芡猓瑫r(shí)其測(cè)量范圍較小，要求移動(dòng)載體以較低的速度運(yùn)行，不適合工程應(yīng)用；INS慣性導(dǎo)航定位技術(shù)及計(jì)程輪定位技術(shù)均非在線定位技術(shù)，只能提供離線位置數(shù)據(jù)分析；射線定位技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)管內(nèi)移動(dòng)載體的管外定位，但是其有較強(qiáng)的放射性對(duì)生物及周圍環(huán)境帶來較大的危害，尤其不適用于海底管道工程，此技術(shù)已被禁止使用；磁場(chǎng)定位技術(shù)主要用于檢測(cè)管內(nèi)移動(dòng)載體對(duì)管外設(shè)定基站的通過與否，可以確定移動(dòng)載體的運(yùn)行管段，但無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位；超聲波定位技術(shù)要求管道內(nèi)外的超聲頭必須緊貼管壁，且必須涂敷耦合液，此技術(shù)應(yīng)用的范圍較小，不能應(yīng)用于地下、海底管道工程；傳統(tǒng)移動(dòng)載體的有纜工作方式更無法實(shí)現(xiàn)在線長距離的管道作業(yè)要求。由此可見，現(xiàn)有的示蹤定位技術(shù)僅可以協(xié)助移動(dòng)載體完成管內(nèi)作業(yè)位置的搜尋、運(yùn)行軌跡的跟蹤記載、管道內(nèi)外作業(yè)裝置的同步運(yùn)行等任務(wù)，但是普遍存在應(yīng)用的局限性，由于金屬管道信號(hào)屏蔽以及電磁信號(hào)傳播距離受限，無法滿足50-1000km或更長距離油/氣管道對(duì)管內(nèi)移動(dòng)載體管外全程示蹤定位的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有示蹤定位技術(shù)存在的由于金屬管道信號(hào)屏蔽以及電磁信號(hào)傳播距離受限而無法實(shí)現(xiàn)長距離管外全程示蹤定位的缺點(diǎn)，提出了一種金屬管道內(nèi)移動(dòng)載體全程示蹤定位裝置。

金屬管道內(nèi)移動(dòng)載體全程示蹤定位裝置，它包括移動(dòng)載體2，它還包括：

甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)發(fā)射器3，它裝設(shè)在金屬管道1內(nèi)運(yùn)行的移動(dòng)載體2上，用于發(fā)射甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)；

移動(dòng)天線陣系統(tǒng)4，它裝設(shè)在移動(dòng)裝載裝置4-1上，用于接收甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)發(fā)射器3發(fā)射的甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)，通過計(jì)算來精確定位移動(dòng)載體2在金屬管道1內(nèi)的位置；

信號(hào)識(shí)別與GPS通訊模塊5，它裝設(shè)在地下或水中的各個(gè)檢測(cè)基站中，用于接收甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)發(fā)射器3發(fā)射的甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)，并通過信號(hào)識(shí)別算法確定移動(dòng)載體2相對(duì)于檢測(cè)基站的通過與否并把信號(hào)發(fā)送給通訊衛(wèi)星7。

本發(fā)明的有益效果在于金屬管外工作人員實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)載體2進(jìn)行遠(yuǎn)、近距離管外全程示蹤定位。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為具體實(shí)施方式三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為具體實(shí)施方式四的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為具體實(shí)施方式六的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為移動(dòng)載體通過基站時(shí)檢測(cè)到的信號(hào)波形示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括移動(dòng)載體2，甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)發(fā)射器3，它裝設(shè)在金屬管道1內(nèi)運(yùn)行的移動(dòng)載體2上，用于發(fā)射甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)；

移動(dòng)天線陣系統(tǒng)4，它裝設(shè)在移動(dòng)裝載裝置4-1上，用于接收甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)發(fā)射器3發(fā)射的甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)，通過計(jì)算來精確定位移動(dòng)載體2在金屬管道1內(nèi)的位置；

信號(hào)識(shí)別與GPS通訊模塊5，它裝設(shè)在地下或水中的各個(gè)檢測(cè)基站中，用于接收甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)發(fā)射器3發(fā)射的甚低頻功率電磁脈沖信號(hào)，并通過信號(hào)識(shí)別算法確定移動(dòng)載體2相對(duì)于檢測(cè)基站的通過與否并把信號(hào)發(fā)送給通訊衛(wèi)星7。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同點(diǎn)在于移動(dòng)天線陣系統(tǒng)4采用基于CAN總線結(jié)構(gòu)的集散五天線陣系統(tǒng)。其它組成與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二不同點(diǎn)在于移動(dòng)天線陣系統(tǒng)4包括以下幾個(gè)部分：