1.本发明涉及燃气管道定位技术领域，具体涉及一种基于声波振动技术的燃气管道探测智能定位方法。
背景技术：2.目前国内外pe燃气管道探测主要采用基于声波振动技术的方法，这类方法相比传统的地质雷达法、apl声学探测法及钎探法等具有准确、高效、成本低等优点。该方法已经成为国内燃气公司和市政管线探测单位开展pe燃气管道探测必不可少的手段之一。
3.基本原理是通过信号发射机的声波振荡器向燃气管道内发射特定频率的声波信号，信号沿管道定向传播至远端，该声波信号在管道压力气体中定向传播的同时，通过管壁土壤传播至地面；此时接收机在地面上捕捉该声波信号，通过接受到的强音量区判断该管道的垂直扰动范围，再根据振动强度特征判断管道的平面走向，如图3所示。
4.实际探测过程中，从已知阀井连接好声源pe燃气管道探测仪后，垂直于已知管线大致走向呈s型路线沿着管线向前探测，如图4所示，测量点距根据信号值确定，未探测到最大值之前，点距可增大以快速查找信号最强的位置，再在信号强度集中的位置进行精测，每个探测点之间的距离约为15cm。相邻的垂直管道方向的测线距离一般在5米以上。
5.现有探测方法的缺点如下：
6.1、持续依赖人耳听音，长期佩戴耳机，对人耳有一定损伤。在马路上佩戴耳机进行探测比较危险；
7.2、通过判断管道切线上的最强点判断位管道的水平位置，通常判断一个最强点要1-2分钟，在复杂地表情况下，比较难分辨出音量最强点，效率比较低。
技术实现要素：8.为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种基于声波振动技术的燃气管道探测智能定位方法，配置智能波形分析数据库，对比分析实测点数据的有效性，不需要依赖人耳长时间听音判断最大值，减轻探测人员长期佩戴耳机的负担，节约了分析时间。
9.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种基于声波振动技术的燃气管道探测智能定位方法，包括以下步骤：
10.s1、通过在信号接收机上的振动传感器获取已知燃气管道正上方振动特征，通过经验模态分解算法分析各个固有模态下的频率成分和对应振幅特征，建立典型环境下实测点波形数据库一；
11.s2、在实际探测过程中，实测的波形与波形数据库一对比，对比实测数据与数据库一的近似程度，判定探测点的波形数据是否有效，若有效，通过微控制中心，发送指令给拾音探头上设置的北斗定位模块，记录振幅数值及空间位置信息，将有效探测点上的空间位置信息及振幅数值记录保存到实测数据库二，保存好后提示探测人员进入下一点探测；
12.s3、在信号接收机上配置智能绘图软件，通过插值计算，分析每条测线上的振幅最大值，并分析对应点的空间位置信息，将最大数值对应的坐标汇总，根据管道走向进行连接，生成管道平面位置图。
13.可选的，步骤s2中每条测线相距3～5米，每条测线上，相邻点探测距离10～15厘米。
14.与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
15.1.配置智能波形分析数据库，对比分析实测点数据的有效性。不需要依赖人耳长时间听音判断最大值，减轻探测人员长期佩戴耳机的负担，节约了分析时间。
16.2.通过配置高精度定位模块，实现探测与测绘同步，缩短了探测时间，提升探测效率。
17.3.信号接收机配置智能绘图软件，自动分析每一条测线上的最大数值，连接最大数值点即为管道线位。不需要人工判断，提升了探测位置的准确率。
18.4.记录探测中各点的振幅数值，也可以用于后期成图的分析，检验探测成果的真实性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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。
20.图1为本发明方法框图；
21.图2为本发明软件界面示意图；
22.图3为现有基于声波震动技术燃气管道探测原理图；
23.图4为现有技术直线管段探测方法示意图。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.一种基于声波振动技术的燃气管道探测智能定位方法，如图1所示，包括以下步骤：
26.首先，通过在信号接收机上的振动传感器获取已知燃气管道正上方振动特征，通过经验模态分解算法分析各个固有模态下的频率成分和对应振幅特征，建立典型环境下实测点波形数据库一；
27.其中，经验模态分解算法是将每一个实测点的信号都进行经验模态分解，分解成各个频率的固有模态分量。
28.需要说明的是，本发明所述的典型环境一般分为硬化路面(水泥、沥青路面、人行道)、土质路面(硬质土壤，草地)等，针对不同环境数据，首先和发射信号做相关处理，即经过高精度、高灵敏度传感器采集的振动信号转化为电信号，再通过ad1263模数转换器转为
数字信号，数字信号为一串离散的采样点，将离散数字信号进行傅里叶变换，即频谱分析，再与发射信号作相关处理，分析其相似程度，相关性好的再做频率范围对比，再通过谢尔伯特变换分析相位变化特征做相位分析。
29.然后，在实际探测过程中，实测的波形与波形数据库一对比，对比实测数据与数据库一的近似程度，判定探测点的波形数据是否有效；若有效，通过微控制中心，发送指令给拾音探头上设置的北斗定位模块(具体为定位模块安装在传感器手柄内部，这样保证测量的位置与保存数据的位置一致，不需要另外架设仪器进行测量)，记录振幅数值及空间位置信息；若无效，更换位置，重复测量；将有效探测点上的空间位置信息及振幅数值记录保存到实测数据库二；保存好后提示探测人员进入下一点探测；
30.其中，依据实际探测经验，为了较准确获得管线位置，又要兼顾工作效率，每条测线相距3～5米，每条测线上，相邻点探测距离10～15厘米。
31.最后，通过在信号接收机上配置智能绘图软件，通过插值计算，分析每条测线上的振幅最大值；并分析对应点的空间位置信息，将最大数值对应的坐标汇总，根据管道走向进行连接，生成管道平面位置图。
32.其中，绘图软件采用现有的cad软件，配置cad插件，将存贮的数据直接转化为平面图。
33.本发明中，供电系统给接收机系统(即信号接收机)供电，微控制中心通过触摸屏显示实测数据的波形，振幅最大数值。
34.实施例1。
35.如图2所示，探测步骤如下：
36.先通过管道上的阀门井及外露管道设施预判管道的大致走向；
37.探测时，垂直管道走向进行探测，记录每条测线方向的振幅数值及经纬度。每条测线相距3～5米，记录格式为x(x,y,h,a)，其中，x,y表示测线经纬度；h表示高程；a表示振幅数值；
38.需要说明的是，以下的x1、x2.......，为所获得的实测点数据与波形数据库一匹配确认合格后，再进行记录及编号；
39.第1条测线记录结果分别为x1(x1,y1,h1,a1),x1(x2,y2,h2,a2)......；
40.第2条测线记录结果分别为x2(x1,y1,h1,a1),x2(x2,y2,h2,a2)......；
41.第3条测线记录结果分别为x3(x1,y1,h1,a1),x3(x2,y2,h2,a2)......；
42.将测量结果按测线号进行归类，分别为x1,x2,x3......；
43.通过上位机绘图程序计算每条测线上振幅最大数值xn(x,y,h,amax),记录点
44.x1(x,y,h,amax)
45.x2(x,y,h,amax)
46.x3(x,y,h,amax)
47.......
48.连接最大数值对应点的坐标，即可形成被探测管道平面位置图。
49.以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种基于声波振动技术的燃气管道探测智能定位方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、通过在信号接收机上的振动传感器获取已知燃气管道正上方振动特征，通过经验模态分解算法分析各个固有模态下的频率成分和对应振幅特征，建立典型环境下实测点波形数据库一；s2、在实际探测过程中，实测的波形与波形数据库一对比，对比实测数据与数据库一的近似程度，判定探测点的波形数据是否有效，若有效，通过微控制中心，发送指令给拾音探头上设置的北斗定位模块，记录振幅数值及空间位置信息，将有效探测点上的空间位置信息及振幅数值记录保存到实测数据库二，保存好后提示探测人员进入下一点探测；s3、在信号接收机上配置智能绘图软件，通过插值计算，分析每条测线上的振幅最大值，并分析对应点的空间位置信息，将最大数值对应的坐标汇总，根据管道走向进行连接，生成管道平面位置图。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中每条测线相距3～5米，每条测线上，相邻点探测距离10～15厘米。
技术总结本发明公开了一种基于声波振动技术的燃气管道探测智能定位方法，包括：通过振动传感器获取已知燃气管道正上方振动特征，建立实测点波形数据库一；在实际探测过程中，实测的波形与波形数据库一对比，判定探测点的波形数据是否有效，若有效，发送指令给拾音探头上的北斗定位模块，将有效探测点上的空间位置信息及振幅数值记录保存到实测数据库二；在信号接收机上配置智能绘图软件，分析每条测线上的振幅最大值，将最大数值对应的坐标汇总，根据管道走向进行连接，生成管道平面位置图。本发明配置智能波形分析数据库，对比分析实测点数据的有效性，不需要依赖人耳长时间听音判断最大值，减轻探测人员长期佩戴耳机的负担，节约了分析时间。分析时间。分析时间。
技术研发人员：吴凯峰 叶辉 明洋 闫海涛 杨永龙 刘亚萍 陈迪
受保护的技术使用者：中交第二公路勘察设计研究院有限公司
技术研发日：2022.07.20
技术公布日：2022/11/1
