[發明專利]一種用于測量管道三維姿態及長度的設備

在審

• 申請號: 201711019623.3
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107607017A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 王義;鄧勇杰;楊富煒;周浩
• 申請（專利權）人: 廣州大鐵銳威科技有限公司
• 主分類號: G01B5/00
• 分類號: G01B5/00;G01B5/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 黃磊,陳宏升

技術領域

本發明涉及地下管線測繪領域，特別涉及一種用于測量管道三維姿態及長度的設備。

背景技術

地下管線是城市最重要基礎的設施，長期以來，它擔負著傳輸信息，傳送能量及排放廢液的工作。它是城市賴以生存與發展的基礎和保障，是保障城市功能正常發揮和人民安居樂業的神經和血管，因此被稱為城市的地下生命線。但是由于種種原因，我國許多城市的地下管網分布資料不全，管線檔案管理部規范。近年來，隨著城市建設飛速發展，在施工過程中因損壞管線而引起的停水、停電、人員傷亡等重大事故在許多城市屢見不鮮。因此探測地下管線對于城市的正常運營和擴建具有重要的意義。

目前國內通用的管線探測技術主要有：電磁感應法、探地雷達(GPR)，還有其他探測技術：聲學探測、紅外線成像、現有資料收集(管線調查)、釬探、充氣檢測法等。

電磁感應法的基本原理是利用交變電磁場對導電性或導磁性或介電性的物體有感應作用，從而產生二次電磁場，通過觀測分析所激發的二次電磁場來確定地下管線的位置。

探地雷達(GPR)是利用高頻電磁波以寬頻帶短脈沖形式由地面通過發射天線送入地下，由于周圍介質與管線的電導率和介電常數等物理性質存在明顯差異，使脈沖波在街面上產生反射和繞射回波，接收天線在收到這種回波后，通過光纜將信號傳輸到控制臺，經過計算機處理后，將雷達圖像顯示出來，并通過對雷達波形地分析、判斷，來確定地下管線的位置和埋深。

其他的一些方法基本原理，聲波法的基本工作原理是利用發射機發出一定頻率的聲波信號，該信號通過與管線露出部分連接的振動器傳輸到管道上，聲波信號在沿地下管道向兩端傳遞的同時，有部分聲波信號能傳遞到地面，接收機通過專用的探頭在地面接收該聲波信號，從而確定目標管線的位置。現有資料收集就是利用權屬單位的資料和圖紙包含許多有關管線的信息，在開始探測之前應該盡可能多地獲得有關的資料。還有其他的一些方法在目前實際工作中已經很少應用到了。

電磁感應法易受電磁干擾、可探測深度小、不能探測非金屬管線。

探地雷達(GPR)方法受深度限制、對土壤條件要求高、設備龐大、主要探測非金屬管線，影響探地雷達探測的三個重要的因素是：環境電導率、介電常數和探測頻率。

其他的一些檢測方法或多或少的受地形條件、環境、溫度、地下介質、管道材質、資料信息等等的影響。

通過MEMS慣性測量單元進行管道測繪，則能較好地解決上述問題，如申請號為201410448626.9、名稱為“一種基于MEMS慣性測量單元的管道測繪及缺陷定位裝置及其管道測繪及缺陷定位方法”的技術方案。但是現有技術中，利用MEMS慣性測量單元進行管道測繪的設備中依然存在以下不足：

1、只給出了利用MEMS慣性測量單元(在主機組件中)進行測繪這一思路，但對于機械機構如何去更好地實現，則沒有明確的技術方案提出，而我們知道測量方法的落實，最后都要依靠機械設備來實現，比如：如何實現整個設備在管道內的正常行走。二者是相輔相成，缺一不可。

2、現有的設備由于操作不當，或者在使用調節不當，常會出現以下現象：在操作出現反向張合，或者在使用過程中碰上管道內焊縫翻邊時導致支架臂反向張合，嚴重影響了使用體驗，甚至使設備卡在管道內無法進退。

綜上所述，需要設計一種新的設備來克服上述問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種用于測量管道三維姿態及長度的設備，該設備在測量過程中不受地形影響、不需要探測人員使用追蹤器、不受電磁場的影響、不受深度限制，可測各種材質的管道，并在現有相似測量技術基礎上有較大的改進，提高性能，現場作業簡化。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：