一種基于感應(yīng)原理的城市地下管道檢查孔定位系統(tǒng)

將一臺帶有PCMCIA A/D插卡的便攜計算機作為系統(tǒng)的主機[5]。應(yīng)用軟件中首先用中值濾波法將地下傳來的檢測信號進行數(shù)字濾波，再將按時間采樣得到的檢測信號與距離信號相對應(yīng)。結(jié)果可存為文件，同時也可以進行實時的圖形顯示。當(dāng)采樣數(shù)據(jù)發(fā)生滿足事先設(shè)定要求的突變時，將會有相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示在界面上。

3 實驗結(jié)果

3.1 實驗室實驗結(jié)果

實驗表明，系統(tǒng)分辨率隨線圈距離D1的增加而下降，綜合考慮系統(tǒng)的檢測靈敏度和信噪比等因素，實驗樣機的Dl確定為0.5m。在室內(nèi)環(huán)境下，樣機的相位分辨率為1。，幅值分辨率為0.5%。

由于直耦電動勢的值正比于ω，而渦流產(chǎn)生的二次電動勢正比于ω2，因此當(dāng)ω減小時，即使是在周圍介質(zhì)不變的情況下，檢測信號中的相位變化也會減小，因此會降低信號的信噪比。

用不同介質(zhì)對樣機進行測試，實驗表明，當(dāng)頻率低于5kHz時，信號輸出對空氣、干沙、濕沙等不同介質(zhì)響應(yīng)的區(qū)別已經(jīng)很不明顯。實驗也表明在頻率降低時，可以通過增加發(fā)射電路輸出功率的方法來改善測量結(jié)果。所以在確保靈敏度、同時使系統(tǒng)適應(yīng)大多數(shù)檢測環(huán)境的情況下，實驗樣機發(fā)射電路輸出信號的頻率取為20kHz，電流幅值取為lA。

3.2 現(xiàn)場實驗結(jié)果

現(xiàn)場實驗在某街道中的一段長約150m、直徑約8英寸的水泥下水管道中進行。管道在150m距離起始和結(jié)束處各有一處檢查孔A、C。已知在二者之間還有一處檢查孔B存在，但其準確位置已經(jīng)被街道覆蓋，無法確定。

在定位檢測前，先將一帶有掛鉤的高壓噴嘴由A孔打到C孔，同時也對管道進行了一次沖洗操作。由掛鉤拖拽探頭沿管道前進以進行檢測。由于距離檢測的方式特殊，探頭前進的速度不要求恒定。

現(xiàn)場實驗的結(jié)果如圖3所示。圖中曲線起始端和結(jié)束端的兩處低電平為兩已知檢查孔A和C。63m處的低電平則是需要被定位的檢查孔B的具體位置。另外，兩處的高電平表明該處有某種較高導(dǎo)電率的介質(zhì)存在。后來發(fā)現(xiàn)：在36m處有一段多年前因管道維修所更換的PVC管道，而52.5m處則是另一段因同樣原因所更換的鋼管。

現(xiàn)對全文總結(jié)如下：

(1)利用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)了對地下管道檢查孔的定位測量，系統(tǒng)使用方便快捷，設(shè)備簡單經(jīng)濟，測試結(jié)果可靠，可以大大減輕市政維修的工作量。

(2)定位測量只需要對介質(zhì)導(dǎo)電率的突變進行記錄，不需要根據(jù)導(dǎo)電率的具體數(shù)值進行分析，所以實際系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成十分簡單。

(3)采用同樣的手段可以對地下不同設(shè)備或者地上設(shè)施中工作人員難以進入?yún)^(qū)域的介質(zhì)變化方便地進行測量。

(4)定位中的距離測量是根據(jù)隨探頭放入地下的電纜長度來計算的。這樣就給走向不沿街道且非直線的地下管道的定位測量帶來一定困難。此時可以考慮在探頭中加入電子陀螺元件。

(5)如果對系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字化，可以使系統(tǒng)具有可變的發(fā)射頻率，從而大大提高系統(tǒng)對測試環(huán)境的適應(yīng)能力，同時也能提高信號傳輸?shù)目垢蓴_能力。