一种导线探测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种导线探测方法及系统，用于通电管道，包括信号采集装置移动到预设待测区域，其中，信号采集装置包括M个电流采集装置，且电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数；M个电流采集装置采集得到M个电流信号；依据M个电流信号分别对应得到M个磁场强度；依据M个磁场强度以及M个电流采集装置的位置计算得到导线的位置。该方法及系统能同时对多个方向同时进行多组磁场强度的探测，提高了确定导线位置的精确度，且不需要不断移动探测装置以及探测装置的方向来获取多组数据进行计算，大大地节省了时间，耗时短。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁探测
，特别是涉及一种导线探测方法。本专利技术还涉及一 种导线探测系统。
技术介绍
地下管道往往在电性、磁性、密度、波阻抗和导热性等方面于周围介质存在物性差 异，因此可以利用导电率、导磁率、介电常数和密度等物理参数，来选择不同的方法对地下 管道进行探测。地下管道的探测方法一般分两种，一种是井中调查与开挖样洞或简易触探 相结合的方法，该方法在某些管道复杂的地段和检查验收中仍需采用。另一种是仪器探测 与井中调查相结合的方法，目前应用较为广泛。在各种物理探测方法中，就其应用效果和适 用范围来看，依次为频率域电磁法、磁测、地震、探地雷达、直流电法和红外辐射法等。 其中，频率域电磁法为通过不断移动探测仪器来寻找最大磁场强度以及确定地下 管道的平面位置和埋深，从而得到地下管道的位置。但是该方法需要通过不断移动探测仪 器的位置以及改变探测仪器的方向，从而采集到多组数据后才能计算地下管道的位置，而 不能通过一次数据的采集直接的计算出地下管道的位置，耗时长且精确度低。因此，如何提供一种精确度高且耗时短的导线探测方法及系统是本领域技术人员 目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种导线探测方法，能同时对多个方向同时进行多组磁场强 度的探测，提高确定导线位置的精确度，且不需要不断移动探测装置以及探测装置的方向 来获取多组数据进行计算，大大地节省了时间，耗时短；本专利技术的另一目的是提供一种导线 探测系统。 为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种导线探测方法，用于通电管道，包括： 信号采集装置移动到预设待测区域，其中，所述信号采集装置包括Μ个电流采集 装置，且所述电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，Μ为不小于3的 整数； Μ个所述电流采集装置采集得到Μ个电流信号； 依据Μ个所述电流信号分别对应得到Μ个磁场强度； 依据Μ个所述磁场强度以及Μ个所述电流采集装置的位置计算得到导线的位置。 优选地，所述Μ个所述电流采集装置采集得到Μ个电流信号后还包括： 对Μ个所述电流信号进行放大处理、滤波处理和数字化处理。 优选地，所述依据Μ个所述磁场强度以及Μ个所述电流采集装置的位置计算得到 导线的位置过程具体为： 当所述导线为直线时，采用如下坐标式表示所述导线的位置： (x〇, y〇, Z0) +s (vx, vy, vz) 其中，（x。，y。，z。）为导线上的一个定点，s为距离参数，（vx,vy,vz)为所述导线的方 向向量，其中，取vz= 〇 ;根据Μ个所述电流采集装置中第i个所述电流采集装置的坐标（Xl，yi，Zl)以及所 述导线的位置得到第i个所述电流采集装置与所述导线之间的距离r1:υ, 、-， 以^为基准，根据Μ个所述磁场强度、第i个所述电流采集装置与所述导线之间 的所述距离~以及无限长直导线磁场强度计算式得到坐标计算式，其中所述坐标计算 式为： 其中，为在所述导线产生的磁场中，第i个所述电流采集装置所在位置处的磁场 强度； 依据Μ个所述磁场强度以及坐标计算式得到（X。，y。，z。）和（vx，vy，vz)，进而得到所 述导线的位置。 优选地，所述依据Μ个所述磁场强度以及坐标计算式得到（Χ(]，^，ζ。）和 (vx，vy，νζ)，进而得到所述导线的位置的过程为： 采用枚举法在所述预设待测区域内按预设间隔取Ν组X。，y。，ζ。的值； 采用最小二乘法分别依据每组X(]，y。，z。的值与所述坐标计算式得到与每组 X。，y。，Z。的值相对应的一组vx,vy,vz的值以及标准偏差； 选出N个所述标准偏差中最小的所述标准偏差以及与所述最小的所述标准偏差 相对应的一组X。,y。,Z。； 依据与所述最小的所述标准偏差相对应的一组X。,y。,z。以及其相对应的vx,vy,vz 确定所述导线的位置。 优选地，还包括： 判断所述最小的标准偏差是否小于预设阈值，如果是，则所述预设待测区域内具 有所述导线，否则，则所述预设待测区域内没有所述导线。 优选地，所述方法还包括： 对Μ个所述电流信号以及所述导线的位置进行显示。 为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种导线探测系统，用于通电管道，包括： 信号采集装置，所述信号采集装置包括Μ个电流采集装置，且所述电流采集装置 在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，Μ为不小于3的整数；用于当所述信号采集 装置移动到预设待测区域后，Μ个所述电流采集装置用于采集得到Μ个电流信号； 数据处理单元，用于依据Μ个所述电流信号分别对应得到Μ个磁场强度；还用于依 据Μ个所述磁场强度以及Μ个所述电流采集装置的位置计算得到导线的位置。 优选地，还包括信号采集卡以及Μ个信号调制单元，其中，每个信号调制单元包 括： 放大器，用于所述电流信号进行放大处理并将放大后的所述电流信号发送至滤波 器； 所述滤波器，用于对所述放大后的所述电流信号进行滤波处理，并将滤波后的所 述电流信号发送至信号采集卡； 所述信号采集卡，用于对所述滤波后的Μ个所述电流信号分别进行数字化处理， 生成Μ个数字信号并将其发送至所述数据处理单元。 优选地，还包括： 判断单元，用于判断所述最小的标准偏差是否小于预设阈值，如果是，则所述预设 待测区域内具有所述导线，否则，则所述预设待测区域内没有所述导线。 优选地，还包括： 显示单元，用于对Μ个所述电流信号以及所述导线的位置进行显示。 本专利技术提供了一种导线探测方法及系统，用于通电管道，该方法的信号采集装置 中包括Μ个电流采集装置，且电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个， Μ为不小于3的整数，即该方法能够同时对三个方向上Μ个位置处的磁场进行探测，同时，Μ 个电流采集装置的方向均为预先设定，而不需要人为移动电流采集装置的方向，可见，本发 明能同时对多个方向同时进行多组磁场强度的探测，提高了确定导线位置的精确度。 另外，该方法依据采集的Μ个电流信号所对应得到的Μ个磁场强度，以及Μ个电流 采集装置的位置进行计算，即可得到导线的位置，即该方法仅通过一次采集的数据即可计 算出导线的位置，而不需要不断移动探测装置，也不需要移动探测装置的方向来获取多组 数据进行计算，大大地节省了时间，耗时短。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。 图1为本专利技术提供的一种导线探测方法的过程的流程图； 图2为本专利技术提供的另一种导线探测方法的过程的流程图； 图3为本专利技术提供的一种导线探测方法中的电流采集装置的结构俯视图；图4为本专利技术提供的一种导线探测方法中的电流采集装置的结构前视图； 图5为本专利技术提供的一种导线探测方法中的电流采集装置的结构右视图；图6为本专利技术提供的一种导线探测系统的结构示意图。【具体实施方式】 本专利技术的核心是提供一种导线探测方法，能同时对多个方向同时进行多组磁场强 度的探测，提高确定导线位置的精确度，且不需要不断移动探测装置以及探测装置的方向 来获取多组数据进行计算，大大地节省了时间，耗时短；本专利技术的另一核心是提供一种导线 探测系统。 为使本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导线探测方法，用于通电管道，其特征在于，包括：信号采集装置移动到预设待测区域，其中，所述信号采集装置包括M个电流采集装置，且所述电流采集装置在三维空间的三个方向上均分别至少设置1个，M为不小于3的整数；M个所述电流采集装置采集得到M个电流信号；依据M个所述电流信号分别对应得到M个磁场强度；依据M个所述磁场强度以及M个所述电流采集装置的位置计算得到导线的位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈欢欢，胡云斌，周熙人，杨继伟，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34