[发明专利]一种金属管道内无线中继通信系统

说明书

本发明公开一种金属管道内无线中继通信系统，包括探杆，所述探杆为分段探杆，所述分段探杆包括与探头依次连接的首段探杆、至少一个中间探杆和末段探杆，所述首段探杆内设置采集卡电路和第一无线发射模块，所述中间探杆内靠近首段探杆的一端设置第一无线接收模块，靠近末段探杆的一端设置第二无线发射模块，所述末段探杆内设置终端无线接收模块，其中采集卡与第一无线发射模块通过串口线连接，第一无线接收模块与第二无线发射模块通过串口线连接，终端无线接收模块通过串口线与上位机连接。本发明大大提高架设管道系统的效率，显著降低架设管道通信系统的时间和人力成本，使用无线中继，传输效率，稳定性和环境适应性大为提升。

技术领域

本发明涉及勘测行业的管内通信技术领域，尤其涉及一种金属管道内无线中继通信系统。

背景技术

管道系统存在于诸多行业之中，尤其在冶炼化工、石油开采、能源输送、地质勘探等领域。伴随着管道的还有大量的数据需要输送，如流量、管道温度、钻头状态、土壤性质等等。

目前静力触探普遍采用传统的有电缆式的静力触探设备。测量时,一方面通过多芯电缆从地面上为地下的探头测量电桥提供电压，另一方面也通过多芯电缆将电桥产生的微小模拟信号传输到地面。最终由地面上的微机完成模数转换并记录形成最终的静力触探勘探数据。

传统的有线方式在使用中存在很多不便。其一: 所有探杆都必须用一根线缆串联起来, 因此在探头压入过程中阻碍了套管的设置工作，进而显著降低了静力触探的勘探深度，最终大大限制了该勘探方法的使用范围。其二: 线缆的存在严重增加了续接探杆的难度,导致目前人工勘探作业时主要时间都耗费在连接探杆上,也导致无法实现续接探杆过程的自动化。其三: 过长的线缆会导致探头的信号在传过程中产生额外的衰减，使接收到的信号不能真实反映实际土层情况。

为了除去线缆, 国内外研究了许多新型方法。一类是存储式，即对勘探数据和深度数据通过相互独立的采集记录仪分别完成采集和存储，将采集土层数据的采集卡电路放在探头中，与探头一起进入土中采集并存储数据。待测试完成后通过时钟同步完成二者的匹配并形成最终的勘探结果。这种方式的主要缺点是不能实时监控数据，当探头遇到坚硬岩层,由于不能及时发现数据异常并终孔 容易造成探头受力超过其承受能力而报废，或者地基条件复杂且均匀性差、导致探头倾斜严重时，不能及时发现造成探杆因绕度过大而折断的严重事故。

另一类是非存储式的测量系统，即实时测量实时传输。最新发展起来的随钻测量系统是低频透地通信，即在地下设置一个电磁波发射装置，电磁波透过土层后由接收装置接收并解调得到数据。这种方式局限性仍然很大，受土层电阻率影响电磁波频率只能设置的很低，这导致传输速率极低, 最高只有200bit/s左右。不同电阻率的土层传输效果差距也很大。而且地下发射机功耗很大（在5W以上），难以长时间工作。探测深度不能过长，距离过长所需发射功率急剧增大。

发明内容

为解决上述问题，提供一种金属管道内无线中继通信系统。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种金属管道内无线中继通信系统，包括探杆，所述探杆为分段探杆，所述分段探杆包括与探头依次连接的首段探杆、至少一个中间探杆和末段探杆，所述首段探杆内设置采集卡电路和第一无线发射模块，所述中间探杆内靠近首段探杆的一端设置第一无线接收模块，靠近末段探杆的一端设置第二无线发射模块，所述末段探杆内设置终端无线接收模块，其中采集卡与第一无线发射模块通过串口线连接，第一无线接收模块与第二无线发射模块通过串口线连接，终端无线接收模块通过串口线与上位机连接。

所述分段探杆的各探杆之间采用对丝接头连接，所述对丝接头为中空的管结构，管的两端为外螺纹，所述外螺纹与分段管道的各管道端部的内螺纹相配合。

所述系统中的无线发射模块上还设有发射天线，无线接收模块上还设有接收天线。

所述发射天线为定向天线，接收天线采用陶瓷天线。