解决上述现有技术存在的缺陷,提供一种具有自适应能力的高精度地下pe管探测装置及方法,装置具有自爬行能力,能够非常迅速的识别地下非金属管线的具体位置、深度、多管交叉等,并且可以有效辨识地下的空腔影响等,具有很高的抗干扰能力和高精度判断地下非金属管线分布的能力;并且能够根据软地面发射500-900hz频率的声波、硬地面发射900-1500hz频率的声波,和拥有先右再上、先右再下、先左再上、先左再下的4种行进方式,具有非常高的频率自适应能力和测量自适应能力。
本发明采用如下技术方案:
一种具有自适应能力的高精度地下pe管探测装置,包括平板电脑、系统电源、dc/dc电源模块、数据采集模块、数据处理模块、自适应声波信号产生模块、声波发生传感器阵列、声波接收传感器阵列、自适应行走机构、地下pe管自动绘制模块、液压机构、弹性机构、d类功率放大器。
自适应行走机构内部安装自适应声波信号产生模块,自适应声波信号产生模块内部设有d类功率放大器,并且自适应声波信号产生模块信号需经d类功率放大器放大处理,再传送至自适应声波信号产生模块底部的声波发生传感器阵列,声波接收传感器阵列也安装在自适应声波信号产生模块的底部,自适应声波信号产生模块与自适应行走机构内壁之间还安装有液压机构以及弹性机构,声波接收传感器阵列用于接收回传的声波信号。
在自适应行走机构内部,自适应声波信号产生模块的上部还安装有,系统电源,dc/dc电源模块、数据采集模块,系统电源与dc/dc电源模块相连,实现分别供电给数据采集模块、自适应声波信号产生模块、阵列模块(声波发生传感器阵列以及声波接收传感器阵列)。
声波接收传感器阵列接收的声波信号通过数据采集模块采集后送入数据平板电脑处理,后送入处理模块,再经处理后的数据通过地下pe管自动绘制模块绘制后上传至平板电脑,经平板电脑由labview开发wince应用程序显示出来。
平板电脑不仅控制自适应行走机构的驱动模块,同时控制系统电源和液压机构和弹性机构的动作。
进一步的技术方案是,自适应声波信号产生模块的底部的声波发生传感器阵列与声波接收传感器阵列均为8×4组,它们交叉排列组成8×8的阵列悬浮探测装置,声波发生传感器阵列与声波接收传感器阵列分别采用各自同一型号的传感器。
进一步的技术方案是,自适应行走机构有4个轮子,每个轮子都均有转向和自动锁定功能,能帮助整个装置在测量时更好的进行固定。
进一步的技术方案是,自适应声波信号产生模块产生的频率范围是500hz-1500hz。
进一步的技术方案是:
阿斯卡防爆电磁阀L01SA4594G00061
ASCO防爆阀EF8551G301MO
阿斯卡气动阀EF8210G004
ASCO脉冲阀WSNF8551A321MO
ASCO气控阀WSNF8327B102
阿斯卡电磁阀J34BB452CG60S40
EF8210G095
HB8316D15VMB
SC8551A017MS+88122404
SCXE353.60
WT8511A1MS
EFG551H466
SCG531C001MS 24DC
7ATSC32000H5
8223G027 220/50
NFB307B05F
SCZ353A060
272614-155-D
K303-116EF8320G174
HB8316G16VMB
8262G80M0
7ATSC32000H5
平板电脑调用数据处理模块处理数据的处理方法包括以下步骤:
步骤1.测量开始前对测量路径进行设置;
步骤2.在应用程序界面调出对应的坐标系,接收数据采集模块采集来的数据;
步骤3.根据前期实验,输入评价参数,利用小波变换去除第一次回波,若二次回波达到评价参数的要求,将地下空心位置的点在坐标系中高亮显示,测量完成后对处于一条直线上的高亮点进行连线,没有在一条直线上的点为地下空腔位置,绘制出地下pe管的路径;
步骤4.在平板电脑的地下pe管自动绘制模块上显示地下pe管的jingque走向,深度、土壤性质、空腔数量等信息,能很大的提高施工的准确性。
一种具有自适应能力的高精度地下pe管探测装置的探测方法,包括以下内容:
当系统处于工作环境时,系统电源通过dc/dc电源模块分别给系统各个工作模块供所需类型的电源。
平板电脑驱动自适应行走机构按照预设的4种测量路径之一,进行运动,自适应声波信号产生模块包含自适应声波信号产生模块和d类功率放大器,可产生不同频率范围为500hz-1500hz连续声波,根据实验所得数据选择不同频率的声波信号,以适应不同被检测非金属管道的管径与埋深,提高测量的准确性。
驱动声波发生传感器发射声波,声波接收传感器阵列与高精度数据采集卡相连,采集到的数据送入到平板电脑,通过平板电脑已经下载的小波去噪程序,将信号中的噪声进行抑制,得到需要的特征信号,判断出地下非金属管线的深度、位置等信息,平板电脑再调用数据处理模块和地下pe管自动绘制模块在平板电脑界面显示目前这边区域的地下非金属管线的路径、深度、土壤性质等信息。
本发明的有益效果:
(1)本发明以声学手段探测埋地管道,不依赖示踪线,示踪线的断裂对本发明没有影响。
(2)本探测装置使用自适应行走机构,根据预设的4种坐标图选择其中之一,自动进行测量,相比较传统apl探测装置,本装置不需要手动描点,操作简单。
(3)采用阵列式发射探头和阵列式接收探头探测地下非金属管线路径,相比于单发射探头和单接收探头具有探测路径更加jingque,更容易辨识地下空腔、交叉管线等,且能更jingque判断地下非金属管线埋深。
(4)本装置采用基于labview和wince编写的程序进行信号数据处理。此模块由自主设计的地下pe管路径自动绘制软件mpapldraw1.0组成,其比同类软件aplrev209在绘制地下pe管路径上具有明显的优势,aplrev209每次测量只能绘制出一个点,需要多次测量才能绘制出地下pe管路径。
图中:1-探测装置,2-平板电脑,3-系统电源,4-dc/dc电源模块,5-数据采集模块,6-数据处理模块,7-自适应声波信号产生模块,8-声波发生传感器阵列,9-声波接收传感器阵列,10-自适应行走机构,11-地下pe管自动绘制模块,12-液压机构,13-弹性机构,14-d类功率放大器。