一种探头和探测装置的制作方法

1.本实用新型用于地下金属管线探测技术领域，特别是涉及一种探头和探测装置。


背景技术：

2.地下管线是城市基础设施的重要组成部分，城市地下管线包括给水、排水、燃气、热力、电信、电力、工业管道等几大类，其中以金属管线为主。部分管线由于采用非开挖施工、涉密、资料管理不善等原因，无法获取管线精确的位置信息，给地下工程的设计施工带来了极大的安全隐患。现有的管线探测设备虽能压入地下并利用电磁场探测来获取管线的位置，但管线探测设备的探头在碰到管线或其他未知的地下设施时不能及时地停止，从而对地下设施造成破坏。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种探头和探测装置，其能够探测金属管线，能够在贯入过程中测量锥尖阻力，有效避免贯入过程对地下设施造成破坏，提高探测过程的安全性和精确性。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.第一方面，一种探头，包括：
6.探头本体，包括第一连接筒、第二连接筒和锥尖，所述第二连接筒设于所述第一连接筒和所述锥尖之间，所述第二连接筒采用柔性材料制造；
7.感应线圈，位于所述第二连接筒中，所述感应线圈包括磁芯和绕设于所述磁芯的导线，所述磁芯与所述锥尖的后端相连；
8.锥尖阻力传感器，设于所述磁芯的后端，以测量所述锥尖受到的阻力；
9.电路板，设于所述第一连接筒中，所述锥尖阻力传感器和所述导线均与所述电路板电连接。
10.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一连接筒的前端设有隔板，所述锥尖阻力传感器连接于所述隔板和所述磁芯之间。
11.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述锥尖阻力传感器包括应变片。
12.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第二连接筒采用工程塑料制造。
13.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一连接筒和所述第二连接筒的外径大小相同。
14.第二方面，一种探测装置，包括采集仪、探杆和第一方面任一实现方式所述的探头，所述探杆与所述连接杆连接，所述探杆沿轴向设有第二电缆通道，所述第二电缆通道与所述第一电缆通道连通，所述电缆的第二端依次穿过所述第一电缆通道和所述第二电缆通道后连接于所述采集仪。
15.结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述探杆的前端设有与所述第二电缆通道连通的连接腔，所述连接杆伸入所述连接腔中，并与所述探杆连接。
16.结合第二方面和上述实现方式，在第二方面的某些实现方式中，所述连接杆与所述探杆螺纹连接。
17.结合第二方面和上述实现方式，在第二方面的某些实现方式中，所述锥尖和所述第一连接筒均采用刚性材料制造。
18.上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：使用时，锥尖指向土体，并采用静力触探贯入装置或其他贯入装置对探杆施加压力，以将探头压入地下。在贯入过程中，采集仪实时显示感应线圈和锥尖阻力传感器的数据，从而判断金属管线的位置以及土体抗力的变化，进而实时判断土体的类型，直至贯入到预定深度。在贯入过程中，如果锥尖阻力急剧增大，即可判断出锥尖碰到了既有的地下设施，即可停止加压，避免对既有地下设施造成破坏，提高探测过程的安全性和精确性。
附图说明
19.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
20.图1是本实用新型一个实施例探头与采集仪连接的结构示意图；
21.图2是本实用新型一个实施例探头的使用示意图。
具体实施方式
22.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
23.本实用新型中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本实用新型的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.本实用新型中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本实用新型的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
25.本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
26.参见图1，本实用新型的实施例提供了一种探头，包括探头本体、感应线圈2、锥尖阻力传感器3和电路板4。其中，探头本体包括第一连接筒11、第二连接筒12和锥尖13，锥尖13用于贯入地层，在贯入的过程中，土体作用在锥尖13的抗力理解为锥尖阻力。
27.第二连接筒12设于第一连接筒11和锥尖13之间，第二连接筒12采用柔性材料制造。感应线圈2位于第二连接筒12中，第二连接筒12能够透波，确保感应线圈2能够探测到电磁场。感应线圈2包括磁芯21和绕设于磁芯21的导线22，磁芯21用于增大感应线圈2的电感。通过感应线圈2的电流变化来判断电磁场的变化，进而判断金属管线的位置。
28.磁芯21与锥尖13的后端相连，锥尖阻力传感器3设于磁芯21的后端，以测量锥尖13受到的阻力。由于第二连接筒12采用柔性材料制造，使得锥尖13在贯入过程中能够将锥尖阻力传递给磁芯21，进而作用于锥尖阻力传感器3，从而测量出贯入过程中的锥尖阻力。
29.电路板4设于第一连接筒11中，锥尖阻力传感器3和导线22均与电路板4电连接。电路板4用于向外部传递感应线圈2的电流信号以及锥尖阻力的测量信号，实现信息采集。
30.进一步地，第一连接筒11的前端设有隔板14，锥尖阻力传感器3连接于隔板14和磁芯21之间，也即夹设在隔板14和磁芯21之间，确保磁芯21阻力能够作用于锥尖阻力传感器3。
31.在一些实施例中，锥尖阻力传感器3包括应变片。其中，锥尖阻力传感器3还可采用如压电式压力传感、陶瓷压力传感等方式，在此不做具体限制。
32.进一步地，探头还包括电缆5，第一连接筒11的后端设有连接杆6，通过连接杆6与其他设备连接，以带动探头整体贯入地层。连接杆6沿轴向设有第一电缆通道(图中未示出)，电缆5的第一端与电路板4电连接，电缆5的第二端穿过第一电缆通道。通过电缆5与外部的数据采集设备如采集仪7等电连接，以将锥尖阻力测量信号和感应线圈2的电流信号进行采集。
33.参见图1和图2，本实用新型还提供了一种探测装置包括采集仪7、探杆8和探头，探杆8与连接杆6连接。探杆8沿轴向设有第二电缆通道(图中未示出)，第二电缆通道与第一电缆通道连通，电缆5的第二端依次穿过第一电缆通道和第二电缆通道后连接于采集仪7。
34.使用时，锥尖13指向土体，并采用静力触探贯入装置或其他贯入装置对探杆8施加压力，以将探头压入地下。在贯入过程中，采集仪7实时显示感应线圈2和锥尖阻力传感器3的数据，从而判断金属管线的位置以及土体抗力的变化，进而实时判断土体的类型，直至贯入到预定深度。在贯入过程中，如果锥尖阻力急剧增大，即可判断出锥尖13碰到了既有的地下设施9如：浅层的非金属管道或待测的管道等，探测装置的控制系统则会报警并自动停止加压，避免对既有地下设施9造成破坏，提高探测过程的安全性和精确性。
35.在一些实施例中，探杆8的前端设有与第二电缆通道连通的连接腔(图中未示出)，连接杆6伸入连接腔中，并与探杆8连接，可较好地包裹住连接杆6，实现稳固连接。
36.进一步地，连接杆6与探杆8螺纹连接，方便拆装。可以理解的是，连接杆6与探杆8还可采用直接嵌套或卡扣等方式进行连接。
37.进一步地，第一连接筒11和第二连接筒12的外径大小相同，可有效减少贯入过程中与土体产生的摩擦。
38.具体地，锥尖13和第一连接筒11均采用刚性材料制造，保证探头整体的受力强度。
39.在一些实施例中，第二连接筒12采用工程塑料制造。
40.在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或
示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
41.当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。