[发明专利]一种基于永磁磁化场的地下金属管线探测装置及方法

权利要求书

1.一种基于永磁磁化场的地下金属管线探测装置，其特征在于，包括：

设置于水平面的永磁体，用于产生地下金属管线探测所需的静态磁场；

所述永磁体正上方依次设置有B点磁场传感器和A点磁场传感器，用于检测当前的三维磁场信息；

信号传输单元，与所述B点磁场传感器和A点磁场传感器相连，用于向信号处理单元、信号存储单元和信号显示单元传输所述三维磁场信息；

信号处理单元，与信号传输单元相连，用于将获取的三维磁场信息进行分析处理，探测地下金属管线水平方位和埋深；

信号存储单元，与信号处理单元相连，用于存储信号处理后的三维磁场信息以及地下金属管线水平方位和埋深；

信号显示单元，与信号处理单元相连，用于显示三维磁场信息以及管线水平方位和埋深。

2.根据权利要求1所述的基于永磁磁化场的地下金属管线探测装置，其特征在于，所述B点磁场传感器和A点磁场传感器均为三轴磁场传感器；所述B点磁场传感器位于永磁体之上的A点，所述A点磁场传感器位于永磁体之上的B点，所述A点位于B点之上。

3.根据权利要求2所述的基于永磁磁化场的地下金属管线探测装置，其特征在于，所述三维磁场信息包括：

地下金属管线探测装置位于无金属管线的探测区域中时，A点磁场传感器获取的三轴磁场分量B_x-A、B_y-A、B_z-A，以及B点磁场传感器获取的三轴磁场分量B_x-B、B_y-B、B_z-B；

地下金属管线探测装置位于有金属管线的探测区域中时，A点磁场传感器获取的磁场竖直分量B′_z-A，以及B点磁场传感器获取的磁场竖直分量B′_z-B；

地下金属管线探测装置位于磁场竖直分量差值为零的位置时，A点磁场传感器获取的磁场分量在x轴和y轴的投影分量B′_x-A、B′_y-A，以及B点磁场传感器获取的磁场分量在x轴和y轴的投影分量B′_x-B、B′_y-B。

4.根据权利要求3所述的基于永磁磁化场的地下金属管线探测装置，其特征在于，所述信号处理单元将获取的三维磁场信息进行分析处理的方法为：

根据B_z-A、B_z-B、B′_z-A、B′_z-B，计算地下金属管线产生的磁场竖直分量B″_z-A＝B′_z-A-B_z-A、B″_z-B＝B′_z-B-B_z-B；

当磁场竖直分量差值B″_z-A-B″_z-B过零时，判定金属管线在地下金属管线探测装置位置的正下方；

根据B_x-A、B_x-B、B_y-A、B_y-B、B′_x-A、B′_x-B、B′_y-A、B′_y-B，计算得到仅有地下金属管线时在A、B两点产生的磁场水平分量B″_h-A、B″_h-B；

根据三轴磁场传感器中心点A、B距永磁体上表面的距离r₁、r₂，以及永磁体的厚度d和其下表面距地面的高度h₁，以及B″_h-A、B″_h-B，利用磁场水平分量与管线埋深二次方成反比的关系，实现地下金属管线埋深的测量。