本申請(qǐng)涉及探測(cè)裝置，特別是涉及基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
1、隨著城市排水、燃?xì)馀c通信等管線體系的快速擴(kuò)張，塑料及復(fù)合材料管道因輕質(zhì)、耐腐蝕、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)正逐步取代傳統(tǒng)金屬管線。按照現(xiàn)行規(guī)范，非金屬管道在敷設(shè)時(shí)應(yīng)同步鋪設(shè)金屬示蹤線或路由標(biāo)識(shí)，然而受施工條件、后續(xù)開(kāi)挖及運(yùn)維缺失等因素影響，示蹤線常出現(xiàn)缺失或失效現(xiàn)象，致使大批地下非金屬管道“隱身”于地下。傳統(tǒng)的金屬管線探測(cè)器無(wú)法為幾乎絕緣的非金屬管材提供電磁激勵(lì)信號(hào)，給管網(wǎng)定位、運(yùn)維及安全巡檢帶來(lái)顯著難度。
2、現(xiàn)階段可同時(shí)探測(cè)金屬與非金屬目標(biāo)的主要手段是地質(zhì)雷達(dá)（gpr），其通過(guò)電磁波反射成像獲取地下對(duì)象的位置、深度與輪廓，通過(guò)將地質(zhì)雷達(dá)設(shè)置在推車(chē)或者車(chē)載設(shè)備等載具上，通過(guò)載具帶動(dòng)地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行移動(dòng)從而對(duì)地下管道進(jìn)行探測(cè)。
3、然而，上述的地質(zhì)雷達(dá)體積大，成本高，無(wú)法在管線集中、干擾信號(hào)強(qiáng)的區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)的探索。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、1.技術(shù)問(wèn)題：基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中地質(zhì)雷達(dá)體積大、成本高，無(wú)法在管線集中、干擾信號(hào)強(qiáng)的區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)的探索的問(wèn)題，提供基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置。
2、2.技術(shù)方案：本申請(qǐng)?zhí)峁┗谖⒉ㄏ辔徊畹谋銛y式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置，包括：所述基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置包括：手柄，所述手柄上設(shè)有探測(cè)主體，所述探測(cè)主體的一端設(shè)有延伸塊，所述延伸塊的內(nèi)部設(shè)有探測(cè)單元，所述探測(cè)單元包括二維線性天線陣模塊和相位差檢測(cè)模塊，所述二維線性天線陣模塊用于發(fā)射微波信號(hào)并接收反射的微波信號(hào)，所述相位差檢測(cè)模塊用于解析接收的微波信號(hào)；
3、所述探測(cè)主體遠(yuǎn)離延伸塊的一端設(shè)有顯示單元，所述顯示單元包括觸控彩屏、狀態(tài)指示燈和激光指向器，所述觸控彩屏用于顯示接收天線相位差對(duì)應(yīng)的電壓差和接收天線相位差對(duì)應(yīng)的陰影條，所述狀態(tài)指示燈用于與單片機(jī)電連接，當(dāng)所述接收天線識(shí)別到預(yù)設(shè)的特征目標(biāo)時(shí)，控制指示燈常亮，所述激光指向器用于指示探測(cè)方向。
4、在其中一個(gè)實(shí)施例中，二維線性天線陣模塊包括：發(fā)射天線和接收天線，所述發(fā)射天線和接收天線等間距設(shè)置，所述發(fā)射天線設(shè)置在中間位置，所述接收天線均勻分布在發(fā)射天線的兩側(cè)。
5、在其中一個(gè)實(shí)施例中，相位差檢測(cè)模塊包括：射頻前后端子模塊、相位差解算子模塊、io控制子模塊、主控芯片和電源子模塊；
6、所述射頻前后端子模塊用于產(chǎn)生、放大并濾波接收可調(diào)微波信號(hào)；
7、所述相位差解算子模塊與射頻前后端子模塊電性連接，所述相位差解算子模塊用于將兩端接收天線信號(hào)的相位差轉(zhuǎn)換為模擬電壓；
8、所述io控制子模塊用于將模擬電壓數(shù)字化并輸出至主控芯片并同步控制觸控彩屏、狀態(tài)指示燈和激光指向器；
9、所述主控芯片用于對(duì)數(shù)字化電壓進(jìn)行分析并將分析結(jié)果顯示在觸控彩屏上并基于分析結(jié)果控制狀態(tài)指示燈的亮滅；
10、所述電源子模塊用于將電壓轉(zhuǎn)換為探測(cè)單元和顯示單元對(duì)應(yīng)的電壓。
11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射天線包括可調(diào)壓控振蕩器，所述可調(diào)壓控振蕩器連接有低噪聲放大器，所述低噪聲放大器連接有帶通濾波器。
12、在其中一個(gè)實(shí)施例中，觸控彩屏還包括：數(shù)值控制模塊，所述數(shù)值控制模塊用于控制靈敏度，所述數(shù)值控制模塊設(shè)置在觸控彩屏上，當(dāng)接收到觸控彩屏對(duì)應(yīng)的數(shù)值控制模塊的區(qū)域的壓感信號(hào)時(shí)，匹配對(duì)應(yīng)區(qū)域的靈敏度。
13、在其中一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)主體與手柄設(shè)置為倒“l(fā)”型，所述延伸塊遠(yuǎn)離手柄的一端設(shè)有與發(fā)射天線和接收天線數(shù)量相匹配的延伸板，所述發(fā)射天線和接收天線嵌設(shè)在延伸板內(nèi)，所述延伸板之間的間距相同。
14、在其中一個(gè)實(shí)施例中，電源子模塊包括電池倉(cāng)，所述電池倉(cāng)設(shè)置在手柄背離凹槽的端面上，所述手柄上鉸接有用于封閉電池倉(cāng)的電池蓋。
15、在其中一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)主體為注塑成型的阻燃abs和玻纖材料混合的探測(cè)主體。
16、在其中一個(gè)實(shí)施例中，手柄朝向延伸塊的端面上開(kāi)設(shè)有凹槽。
17、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)方法，方法包括：當(dāng)工作人員啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，電源子模塊向各個(gè)模塊供電；
18、激光指向器啟動(dòng)發(fā)射紅色光線至探測(cè)處；
19、觸控彩屏亮起并基于觸控彩屏對(duì)應(yīng)的數(shù)值控制模塊的區(qū)域的壓感信號(hào)時(shí)，匹配對(duì)應(yīng)區(qū)域的靈敏度；
20、發(fā)射天線基于壓控振蕩器的輸入電壓輸出微波信號(hào)；
21、接收天線接收發(fā)射天線發(fā)射到達(dá)目標(biāo)后反射的微波信號(hào)并轉(zhuǎn)換為相位差輸入至相位差解算子模塊；
22、相位差解算子模塊將相位差轉(zhuǎn)換為模擬電壓并輸入至io控制子模塊；
23、io控制子模塊將模擬電壓數(shù)字化并輸出至主控芯片；
24、主控芯片對(duì)數(shù)字化電壓進(jìn)行分析并輸出至觸控彩屏的陰影條長(zhǎng)度上；
25、當(dāng)陰影條長(zhǎng)度超過(guò)預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，主控芯片控制接收天線對(duì)應(yīng)的狀態(tài)指示燈高亮。
26、3.技術(shù)效果：本申請(qǐng)可以通過(guò)集成探測(cè)單元中的二維線性天線陣模塊和相位差檢測(cè)模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地下金屬或非金屬管道的快速、非接觸、高精度定位；
27、采用左右對(duì)稱(chēng)的雙通道相位差比較方式，配合觸控彩屏和激光指示器，可實(shí)時(shí)反饋地下結(jié)構(gòu)信息，并精確標(biāo)定目標(biāo)位置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)直觀、便于攜帶等顯著優(yōu)勢(shì)。
1.一種基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置，其特征在于，所述基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置包括：手柄(1)，所述手柄(1)上設(shè)有探測(cè)主體(2)，所述探測(cè)主體(2)的一端設(shè)有延伸塊(3)，所述延伸塊(3)的內(nèi)部設(shè)有探測(cè)單元(5)，所述探測(cè)單元(5)包括二維線性天線陣模塊(52)和相位差檢測(cè)模塊，所述二維線性天線陣模塊(52)用于發(fā)射微波信號(hào)并接收反射的微波信號(hào)，所述相位差檢測(cè)模塊用于解析接收的微波信號(hào)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置，其特征在于，所述二維線性天線陣模塊(52)包括：發(fā)射天線(521)和接收天線(522)，所述發(fā)射天線(521)和接收天線(522)等間距設(shè)置，所述發(fā)射天線(521)設(shè)置在中間位置，所述接收天線(522)均勻分布在發(fā)射天線(521)的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置，其特征在于，所述相位差檢測(cè)模塊包括：射頻前后端子模塊、相位差解算子模塊、io控制子模塊、主控芯片和電源子模塊；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置，其特征在于，所述發(fā)射天線(521)包括可調(diào)壓控振蕩器，所述可調(diào)壓控振蕩器連接有低噪聲放大器，所述低噪聲放大器連接有帶通濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置，其特征在于，所述觸控彩屏(62)還包括：數(shù)值控制模塊，所述數(shù)值控制模塊用于控制靈敏度，所述數(shù)值控制模塊設(shè)置在觸控彩屏(62)上，當(dāng)接收到觸控彩屏(62)對(duì)應(yīng)的數(shù)值控制模塊的區(qū)域的壓感信號(hào)時(shí)，匹配對(duì)應(yīng)區(qū)域預(yù)設(shè)的靈敏度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置，其特征在于，所述探測(cè)主體(2)與手柄(1)設(shè)置為倒“l(fā)”型，所述延伸塊(3)遠(yuǎn)離手柄(1)的一端設(shè)有與發(fā)射天線(521)和接收天線(522)數(shù)量相匹配的延伸板，所述發(fā)射天線(521)和接收天線(522)嵌設(shè)在延伸板內(nèi)，所述延伸板之間的間距相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置，其特征在于，所述電源子模塊包括電池倉(cāng)，所述電池倉(cāng)設(shè)置在手柄(1)背離凹槽(12)的端面上，所述手柄(1)上鉸接有用于封閉電池倉(cāng)的電池蓋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置，其特征在于，所述探測(cè)主體(2)為注塑成型的阻燃abs和玻纖材料混合的探測(cè)主體(2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)裝置，其特征在于，所述手柄(1)朝向延伸塊(3)的端面上開(kāi)設(shè)有凹槽(12)。
10.一種基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)方法，其特征在于，基于微波相位差的便攜式地下管網(wǎng)探測(cè)方法包括：當(dāng)工作人員啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，電源子模塊向各個(gè)模塊供電；