地下電磁波發(fā)射的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種地下電磁波發(fā)射機(jī)，包括：電源，為該發(fā)射機(jī)的各組成部分供電；傳感器，測量地下管道信息，至少包括方位角、俯仰角、滾動(dòng)角、位移參數(shù)；波形轉(zhuǎn)換電路，將傳感器的測量結(jié)果由方波轉(zhuǎn)換為正弦波；無源晶振，生成甚低頻信號(hào)；混頻器，以波形轉(zhuǎn)換電路輸出的正弦波來調(diào)制無源晶振輸出的甚低頻信號(hào)，產(chǎn)生調(diào)制波；信號(hào)一級(jí)放大器，對(duì)調(diào)制波進(jìn)行一級(jí)放大；信號(hào)功率放大器，對(duì)一級(jí)放大后的調(diào)制波進(jìn)行功率放大；磁性天線，由磁棒和纏繞在磁棒上的線圈所組成，將功率放大后的調(diào)制波發(fā)射出去；所述磁棒的長度為30cm，直徑為10cm，線圈采用直徑為0.1cm銅線繞制，纏繞匝數(shù)為80匝。本申請?zhí)岣吡税l(fā)射功率，因此大大提升了發(fā)射距離及深度。
【專利說明】地下電磁波發(fā)射機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種非開挖式的地下管道測繪裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在城市及鄉(xiāng)村的地下，密布著電力、給水、排水、燃?xì)狻崃?、通訊等管道。這些地下管道分屬于不同單位建設(shè)和管理，建設(shè)時(shí)間有早有晚，有些仍在使用而有些已經(jīng)廢棄。出于建設(shè)城市地下空間的目的，有必要徹底了解各類地下管道的分布情況。
[0003]現(xiàn)有的非開挖式的地下管道測繪裝置包括水平定向鉆進(jìn)定位儀(也稱導(dǎo)向儀)、地質(zhì)雷達(dá)、基于電磁感應(yīng)的管線探測儀等。這些裝置容易受到被測管道埋深的影響，管道埋深越大，測量精度越低，因此不適合用于地下管道的精確測繪。
[0004]以現(xiàn)有的水平定向鉆進(jìn)導(dǎo)向儀為例，其主要包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。發(fā)射機(jī)在地下管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其上設(shè)有多種傳感器，將采集到的傾角、位置、溫度等測量結(jié)果以無線點(diǎn)播形式傳遞給地面上的接收機(jī)。接收機(jī)由此得以確定地下管道的軌跡。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種非開挖式的地下管道測繪裝置中的發(fā)射機(jī)，能夠采用最優(yōu)功率發(fā)射電磁波。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本申請地下電磁波發(fā)射機(jī)包括:
[0007]——電源，為該發(fā)射機(jī)的各組成部分供電；
[0008]——傳感器，測量地下管道信息，至少包括方位角、俯仰角、滾動(dòng)角、位移參數(shù)；
[0009]——波形轉(zhuǎn)換電路，將傳感器的測量結(jié)果由方波轉(zhuǎn)換為正弦波；
[0010]——無源晶振，生成甚低頻信號(hào)；
[0011]—混頻器，以波形轉(zhuǎn)換電路輸出的正弦波來調(diào)制無源晶振輸出的甚低頻信號(hào)，產(chǎn)生調(diào)制波；
[0012]—信號(hào)一級(jí)放大器，對(duì)調(diào)制波進(jìn)行一級(jí)放大；
[0013]-信號(hào)功率放大器,對(duì)一級(jí)放大后的調(diào)制波進(jìn)行功率放大；
[0014]——磁性天線，由磁棒和纏繞在磁棒上的線圈所組成,將功率放大后的調(diào)制波發(fā)射出去；
[0015]所述磁棒的長度為30cm,直徑為1cm,線圈采用直徑為0.1cm銅線繞制,纏繞阻數(shù)為80阻。
[0016]進(jìn)一步地，所述磁棒為鐵氧體磁棒。
[0017]與傳統(tǒng)的地下電磁波發(fā)射機(jī)相比，本申請通過對(duì)磁性天線采用經(jīng)過多次試驗(yàn)反復(fù)優(yōu)化的參數(shù)，使得其發(fā)射功率與現(xiàn)有產(chǎn)品相比提升了 3?5倍，因此大大提升了發(fā)射距離及深度。本申請采用甚低頻電磁波發(fā)射信號(hào)，穿透地層能力強(qiáng)，信號(hào)衰減小，對(duì)周圍信號(hào)的干擾小，適合對(duì)地下管道的測繪。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本申請的地下電磁波發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本申請的地下電磁波發(fā)射機(jī)的工作過程的示意圖。
[0020]圖中附圖標(biāo)記說明:
[0021]10為電源；11為傳感器；12為波形轉(zhuǎn)換電路；13為無源晶振；14為混頻器；15為信號(hào)一級(jí)放大器；16為信號(hào)功率放大器；17為磁性天線；171為磁棒；172為線圈。

【具體實(shí)施方式】
[0022]請參閱圖1，本申請的地下電磁波發(fā)射機(jī)包括電源10、傳感器11、波形轉(zhuǎn)換電路12、無源晶振13、混頻器14、信號(hào)一級(jí)放大器15、信號(hào)功率放大器16、磁性天線17。這些組成部分都被外殼(未圖示)所包圍，以進(jìn)行保護(hù)。為避免對(duì)電磁波產(chǎn)生干擾，所述外殼例如采用尼龍材料等。
[0023]所述電源10為發(fā)射機(jī)的各組成部分供電，例如采用可充電的鋰電池。所述傳感器11測量地下管道信息，例如方位角、俯仰角、滾動(dòng)角、位移等參數(shù)。
[0024]請參閱圖2，這是本申請的地下電磁波發(fā)射機(jī)的工作過程。所述傳感器11的測量結(jié)果通常為方波。所述波形轉(zhuǎn)換電路12采用電容和電感，將該方波轉(zhuǎn)換為正弦波，優(yōu)選轉(zhuǎn)換為對(duì)稱的正弦波(波峰與波谷的幅值相同方向相反)。所述波形轉(zhuǎn)換電路12已經(jīng)可以集成在一塊集成電路芯片上，稱為波形轉(zhuǎn)換芯片。所述無源晶振13產(chǎn)生一個(gè)甚低頻信號(hào)，SP頻率為3kHz?30kHz的信號(hào)。所述混頻器14以波形轉(zhuǎn)換電路12輸出的正弦波來調(diào)制無源晶振13輸出的甚低頻信號(hào)，所形成的調(diào)制波中就包含了傳感器11的測量信息。
[0025]調(diào)制波經(jīng)過信號(hào)一級(jí)放大器15進(jìn)行一級(jí)放大，再經(jīng)過信號(hào)功率放大器16進(jìn)行推挽放大，提高其負(fù)載能力以加大功率。功率放大后的調(diào)制波通過磁性天線17發(fā)射出去。所述磁性天線17由磁棒171、纏繞在磁棒171上的線圈172共兩部分組成。磁棒171例如采用鐵氧體磁棒。
[0026]通過調(diào)整中磁棒171的尺寸(長徑比)、線圈172的匝數(shù)以及組成線圈172的銅線直徑，可以達(dá)到甚低頻電磁波發(fā)射的最優(yōu)功率。在最優(yōu)功率下，甚低頻電磁波的發(fā)送距離最遠(yuǎn)。優(yōu)選地，所述磁棒171的長度為30cm，直徑為10cm，線圈172采用直徑為0.1cm銅線繞制，纏繞匝數(shù)為80匝，這些參數(shù)可以達(dá)到甚低頻電磁波發(fā)射的最優(yōu)功率。
[0027]本申請的地下電磁波發(fā)射機(jī)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，從被測地下管道的一端向另一端運(yùn)動(dòng)，例如通過繩索拉動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)的過程中，該發(fā)射機(jī)將傳感器的測量結(jié)果始終以最優(yōu)發(fā)射功率通過甚低頻電磁波的形式發(fā)射出去，地面上的接收機(jī)由此得知被測地下管道的三維結(jié)構(gòu)。
[0028]以上僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限定本申請。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種地下電磁波發(fā)射機(jī)，其特征是，包括: —電源，為該發(fā)射機(jī)的各組成部分供電； —傳感器，測量地下管道信息，至少包括方位角、俯仰角、滾動(dòng)角、位移參數(shù)； —波形轉(zhuǎn)換電路，將傳感器的測量結(jié)果由方波轉(zhuǎn)換為正弦波； —無源晶振，生成甚低頻信號(hào)； —混頻器，以波形轉(zhuǎn)換電路輸出的正弦波來調(diào)制無源晶振輸出的甚低頻信號(hào)，產(chǎn)生調(diào)制波； —信號(hào)一級(jí)放大器，對(duì)調(diào)制波進(jìn)行一級(jí)放大； -信號(hào)功率放大器，對(duì)一級(jí)放大后的調(diào)制波進(jìn)行功率放大； —磁性天線，由磁棒和纏繞在磁棒上的線圈所組成，將功率放大后的調(diào)制波發(fā)射出去; 所述磁棒的長度為30cm,直徑為1cm,線圈采用直徑為0.1cm銅線繞制,纏繞阻數(shù)為80匝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下電磁波發(fā)射機(jī)，其特征是，所述磁棒為鐵氧體磁棒。
【文檔編號(hào)】H04B1/02GK203951465SQ201420357427
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】鄭琪, 烏效鳴, 黃璐璐, 張峰, 盧海軍, 路桂英, 吳川 申請人:上海新能凱博實(shí)業(yè)有限公司, 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）