Способ обнаружения металлической крышки люка на трассе трубопровода и система для его осуществления

 

Использование: в измерительной технике. Сущность изобретения: способ обраружения металлической крышки люка на трассе трубопровода включает перемещение приемника над исследуемой поверхностью, при этом перемещение приемника производят при горизонтальном положении плоскости антенны трассоискателя до момента фиксации минимума уровня сигнала на выходе приемника трассоискателя соответствующего нахождению антенны трассоискателя над трассой трубопровода, вращают антенну трассоискателл вокруг вертикальной оси при вертикальном положении ее плоскости до момента фиксации минимума уровня сигнала на выходе приемника трассоискателя , соответствующего расположению плоскости антенны трассоискателя нормально к направлению трассы трубопровода, перемещают приемник в направлении , в котором сохраняется минимальный уровень сигнала на выходе приемника трассоискателя до момента фиксации максимума сигнала на выходе приемника металлоискателя, соответствующего нахождению антенны металлоискателя над металлической крышкой люка. Система для обнаружения металлической крышки люка на трассе трубопровода включает перестраиваемый генератор , содержащий петлевую антенну, опорный генератор , первый индикатор, смеситель, генератор сигналов , выход которого соединен с трубопроводом, приемник сигнала с рамочной антенной, второй индикатор . Изобретение обеспечивает повышение вероятности правильного обнаружения металлических крышек люков на трассе трубопровода, позволяет сократить трудозатраты и время обнаружения металлической крышки люка на трассе трубопровода 1 ил.

(19) RU (11) (51) 5 G 01 V 3 11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 50171 86/09 (22) 29.1191 (46) 30.10.93 Бюл. Йа 39-Ю (76) Вилин Юрий Геннадьевич (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ КРЫШКИ ЛЮКА НЛ ТРАССЕ ТРУБОПРОВОДА И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕ, НИЯ (57) Использование: в измерительной технике.

Сущность изобретения: способ обраружения металлической крышки люка на трассе трубопровода включает перемещение приемника над исследуемой поверхностью, при этом перемещение приемника производят при горизонтальном положении плоскости антенны трассоискателя до момента фиксации минимума уровня сигнала на выходе приемника трассоискателя, соответствующего нахождению антенны трассоискателя над трассой трубопровода, вращают антенну трассоискателя вокруг вертикальной оси при вертикальном положении ее плоскости до момента фиксации минимума уровня сигнала на выходе приемника трассоискателя, соответствующего расположению плоскости антенны трассоискателя нормально к направлению трассы трубопровода, перемещают приемник в направлении, в котором сохраняется минимальный уровень сигнала на выходе приемника трассоискателя до момента фиксации максимума сигнала на выходе приемника металлоискателя, соответствующего нахождению антенны металлоискателя над металлической крышкой люка. Система для обнаружения металлической крышки люка на трассе трубопровода включает перестраиваемый генера-. тор, содержащий петлевую антенну, опорный генератор, первый индикатор, смеситель, генератор сигналов, выход которого соединен с трубопроводом, приемник сигнала с рамочной антенной, второй индикатор. Изобретение обеспечивает повышение вероятности правильного обнаружения металлических крышек люков на трассе трубопровода, позволяет сократить трудозатраты и время обнаружения металлической крышки лкжа на трассе трубопровода. 1 ил.

2002280

3 де параллельного LC-контура и подключенного одним выводом к общей шине; последовательно соединенные усилитель и выходной каскад с индикацией, два конденсатора. В качестве усилителя используется дифференциальный усилитель, подключенныйй к общей шине, Второй вывод магнитной антенны подключен через первый конденсатор к неинвертирующему входу дифференциального усилителя, а через второй конденсатор — к инвертирующему входу дифференциального усилителя, Недостатком этого устройства является низкая вероятность правильного обнаружения металлических крышек люков на трассе подземных трубопроводов в связи с тем, что крышки люков имеют малые относительно трубопровода площади и массу. Кроме того, любые посторонние металлические предме5

15 гут вызвать ложные обнаружения, что увеличивает вероятность ложных обнаружений и соответственно увеличивает время обнаружения и трудозатраты, Известен металлоискатель (авт.св.

СССР ¹ 1327033, кл. G 01 V 3/11, 1986), выбранный в качестве прототипа, содержащий опорный и перестраиваемый генераторы, схему управления, индикатор, 30 последовательно соединенные коммутатор, первый счетчик импульсов, первое запоминающее устройство, схему коррекции и цифроаналоговый преобразователь, включенные между перестраиваемым генератором и индикатором; второй счетчик импульсов, включенный между опорным генератором и управляющим входом коммутатора, и второе запоминающее устройство, включенное между схемой управления и уп40

45 равляющим входом схемы коррекции показаний, причем выход второго счетчика импульсов соединен также с управляющим входом "àïîìèíàþùåãî устройства, Недостатком этого устройства является низкая вероятность правильного обнаружения металлических крышек люков, так как не решаются задачи классификации объекта, подле>кащего обнару>кению, а также уменьшения зоны поиска за счет получения до50 полнительных данных о местонахождении объекта поиска.

Изобретение направлено на решение задачи повышения вероятности правильного обнаружения металлических крышек люметаллических предметов, находящихся в зоне поиска. и соответственно на сокращеля подземных трубопроводов(авт.св. СССР ние времени обнаружения и трудозатрат

N. 1287989, кл, 6 01 Ч 3/08, 1985), содержа- при проведении работ на трубопроводах изщее магнитную антенну, выполненную в ви- за снижения вероятности ложных обнаруИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обнаружения крышек люков на трассе трубопровода, скрытых под слоем земли, асфальта, снега и льда.

Известен способ для поиска находящихся а земле обьектов (заявка Японии N..

1263584, кл. 0 01 S 13/88, опублик. 1989), заключающийся в излучении электромагнитных колебаний в зону контроля. Отраженные or объекта сигналы принимаются приемником, усиливаются и преобразуются в спектр частот, по которому судят о нали.чии или отсутствии скрыл ого обьекта.

Недостатком этого способа является низкая вероятность правильного обнаружения металлических крышек люков на трассе трубопровода, так как зоной поиска является большая площадь и все скрытые в ней объекты отражают сигналы, что увеличивает вероятность ложных обнаружений и увеличивает время обнаружения и трудозатраты.

Известен способ обнаружения подземных трубопроводов коммуникаций (авт.св.

СССР N 1462217, кл. 6 01 Ч 3/08, 1986), выбранный в качестве прототипа, заключающийся в перемещении приемника над исследуемой поверхностью и регистрации изменения электрической емкости конденсатора, одну из обкладок которого образуют трубопроводом, а другую — перемещаемым в горизонтальной плоскости зондом. При ориентации зонда в пространстве между обкладками образовавшегося конденсатора возникает электрическая емкость, максимальное значение которой достигается при совпадении оси трубопровода с направлением оси зонда. При отклонении оси зонда от оси трубопровода электрическая емкость уменьшается.

Недостатком этого способа является низкая вероятность правильного обнаружения металлических крышек люков на трассе трубопроводов в связи с тем, что крышки люков имеют незначительную площадь и массу относительно площади и массы трубопровода и мало влияет на изменение величины электрической емкости конденсатора. Кроме того, любые посторонние металлические предметы, находящиеся в зоне трубопровода, также влияют на изменение электрической емкости конденсатора и вызывают ее ложные изменения, что увеличивает вероятность ложного обнаружения и соответственно увеличивает время и трудозатраты.

Известно приемное устройство искате20 ты, находящиеся в зоне трубопровода, мо55 ков при наличии посторонних

2002280

50 сигнал, излучаемый трубопроводом, будет н минимален. При перемещении антенны жений посторонних металлических предметов.

В предложенном способе обнаружения металлической крышки люка на трассе трубопровода, как и в прототипе; производят перемещение приемника над исследуемой поверхностью. В отличие от прототипа, перемещение приемника производят при горизонтальном положении плоскости антенны трассоискателя до момента фиксации минимума уровня сигнала на выходе приемника трассоискателя, соответствующего нахождению антенны трассоискателя над трассой трубопровода, вращают антенну трассоискателя вокруг вертикальной оси при вертикальном положении ее плоскости до момента фиксации минимума уровня сигнала на выходе приемника трассоискателя, соответствующего расположению плоскости антенны трассоискателя нормально к направлению трассы трубопровода, перемещают приемник в направлении, в котором сохраняется минимальный уровень сигнала на выходе приемника трассоискателя до момента фиксации максимума сигнала на выходе приемника металлоискателя, соответствующего нахождению антенны металлоискателя над металлической крышкой люка.

Способ обнаружения металлической крышки люка на трассе трубопровода состоит из трех операций: определение местоположения трубопровода в зоне поиска; определение направления трассы трубопровода и глубины его залегания; режим поиска металлической крышки люка на трассе трубопровода;

При первой операции производят перемещение приемника трассоискателя в районе предполагаемого местонахождения трубопровода при горизонтальнол1 положении плоскости антенны трассоискателя до момента фиксации минимума уровня сигнала от излучающего трубопровода на выходе приемника трассоискателя, соответствующего нахождению антенны трассоискателя над трассой трубопровода, При горизонтальном положении плоскости антенны трассоискателя ее диаграмл1а направленности имеет два сходящихся в центре антенны основных лепестка, направленных в горизонтальной плоскости, и осуществляется пеленгация источника излучения сигналэтрубопровода по методу минимума диаграммы направленности антенны трассоискателя. B момент фиксации антенна трассоискателя максимально приближена к трубопроводу и наведенный в ней

40 трассоискателя в любую сторону от оси трубопровода уровень сигнала будет повышаться.

При второй операции вращают антенну трассоискателя вокруг вертикальной оси при вертикальном положении антенны до момента фиксации минимума уровня сигнала на выходе приемника трассоискателя, соответствующего расположению плоскости антенны трассоискателя нормально к направлению трассы трубопровода. При вертикальном положении плоскости антенны трассоискателя ее диаграмма направленности также имеет два сходящихся в центре антенны основных лепестка, направленных в горизонтальной плоскости, и осуществляется пеленгация источника излучения сигнала-трубопровода по методу минимума с использованием обоих лепестков диаграммы направленности антенны трассоискателя. В момент фиксации направление минимума, совпадающее с перпендикуляром к плоскости антенны трассоискателя, совпадает с направлением трасы излучающего трубопровода, так как трубопровод излучает по всему направлению своей трассы и представляет как бы излучающую линию.Это позволяет при дальнейшем поиске крышек производить непрерывное определение направления трассы трубопровода и перемещение антенны приемника металлоискателя в направлении трассы трубопровода.

При третьей операции перемещают приемник металлоискателя в направлении трассы трубопровода. постоянно сохраняя минимальный уровень сигнала нэ выходе приемника трассоискателя, до момента фиксации максимума сигнала на выходе приемника метэллоискателя, соответствующего нахождению антенны металлоискателя над металлической крышкой люка, Если в процессе перемещения антенны и приемника металлоискателя вдоль трассы трубопровода под антенной приемника метэллоискателя расположится крышка люка, то крышка люка изменит параметры электромагнитного поля в раскрыве антенны приемника металлоискателя, причем максимальные изменения произойдут при расположении крышки люка точно под антенной металлоискателя и изменения электромагнитного поля будут уменьшаться при отклонении антенны металлоискателя приемника от металлической крышки, В приемнике металлоискателя формируется сигнал, пропорциональный величине изменения электромагнитного поля 8 раскрыве антены, и поэтому в момент расположения аненны металлоискателя над крышкой люка

2002280

35

50 в приемнике металлоискателя будет сформирован максимальный сигнал, соответствующий максимальному изменению параметров электромагнитного поля в раскрыве антенны металлоискателя. При этой операции реализуетсл метод пеленгации по максимуму.

Технический результат, достигаемый ат использования заявляемого способа, заключаетсл в повышении вероятности правилb»ol обнару>кения металлических крышек люков на трассе трубопровода. Это обусловлено тем, что выполнение такой последовательности операций сужает зону поиска до трассы трубопровода и перемещение антенны металлоискателл происходит только над трассой трубопровода, где и находятсл искомые крышки люков, что повышает вероятность их правильна о обнаружения.

Дополнительный технический результат, достигаемый от использования заявляемого способа, заключается в сакра цении трудозатрат и времени обнаружения металли- вских крышке люков, так как снижается вероятность ложного обнаружения из-за посгоро»них металлических предметов, находящихся в зоне трубопровода и зоне поиска, Заявллемал система для обнаружения металлической крышки люка на трассе трубопровода содержит перестраиваемый генератар с петлевой антенной в качестве катушки индуктивности колебательного контура, опорный генератор и первый индикатар, В отличие от прототипа система содержит смеситель, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно перестраиваемого и опорного генератара, а выход — с входом первого индикатора, генератор сигналов, выход ко орога соединен с трубопроводом, прием»ик сигнала с рамочной антенной, выход которого подключен к входу второго индикатора, петлевал и рамочная антенны закреплены в параллельных плоскостях, На чертеже представлена функциональнал схема предложенной системы длл обнаружения металлической крышки люка на трассе трубопровода.

Она состоит из приемника металлоискателя. включающего перестраиваемый генератор 1 " петлевой антенной 2 в качестве катушки индуктивности, опорный генератор

3, смеситель 4, первый и второй входы которо -о соединены с выходами соответственно перестраиваемого генератора 1 и опорного генератора 3. а выход — с входом первого индикагора 5; генератора сигналов 6, падключенного к трубопроводу 7, и приемника сигналов 8 с рамочной антенной 9, выход которого подключен к входу второго индикатора 10. Петлевая антенна 2 и рамочная антенна 9 закреплены в параллельных плоскостях.

Генератор сигналов 6 подключается к трубопроводу 7 и в дальнейшем применяется для поиска трассы трубопровода 7. Сигнал этого генератора принимается рамочной антенной 9 приемника сигнала 8, При горизонтальном положении плоскости рамочной антенны 9 производится перемещение приемника сигнала 8 над поверхностью земли в районе предполагаемого расположения трубопровода 7 до момента фиксации минимума уровня сигнала генератора сигналов 6, излучаемого трубопроводом 7 в индикаторе 10 на выходе приемника сигнала 8. В этот момент фиксируется нахождение рамочной антенны 9 над трассой трубопровода 7. Затем поворачивают плоскость рамочной антенны 9 в вертикальное положение и вращают ее вокруг вертикальной оси до момента фиксации минимума уровня сигнала генератора сигналов 6 излучаемого трубопроводом 7 в индикаторе 10 на выходе приемника сигнала 8. При этом направление трассы трубопровода 7 будет располагаться нормально к плоскости рамочной антенны 9. Б дальнейшем перемещают приемник сигнала 8, поддерживая постоянным минимум си нала от генератора сигналов 6 на индикаторе 10. Эта соответствует перемещению приемника сигнала

8 вдоль трассы трубопровода 7 и соответственно уменьшению влияния посторонних металлических предметов, находящихся вне трассы трубопровода 7, на дальнейший процесс обнаружения металлических крышек люков этого трубопровода. Перемещаясь вдоль трубопровода 7, измеряют в индикаторе 5 сигнал на выходе смесителл 4.

На первый вход смесителя 4 поступает сиг»ал от перестраиваемого генератора 1 частотой f1, Значение частоты 11 определяется величиной индуктивности петлевой антенны 2, являющейся катушкой индуктивности колебательного контура перестраиваемого генератора 1. При расположении петлевой антенны 2 над металлической крышкой люка величина индуктивности петлевой антенны 2 изменяется вследствие изменения электромагнитного поля из-за наличия металлической крышки, и становится не рав»ой величине ее индуктивности, когда петлевая антенна 2 не расположена над металлической крышкой люка, Это приводит к различным значениям частоть, f1 перестраиваемаго генератора 1 при расположении

2002280

10 петлевой антенны 2 над металлической крышкой люка и вне ее.

На второй вход смесителя 4 от опорного генератора 3 поступает сигнал с опорной частотой fg . Частота перестраиваемого генератора f> подобрана так, что когда петлевая антенна 2 не расположена над металлической крышкой люка, сигнал разностной частоты f> перестраиваемого генератора 1 и частоты fî опорного генератора

3, выделяемый на выходе смесителя 4, выходит за пределы индикации в индикаторе

5, т.е. при этом в нем не отмечается появление разностной частоты f1 — fo. При расположении петлевой антенны 2 над металлической крышкой люка частота f< подобрана так, что сигнал разности частот f< и

4, выделяемый на выходе смесителя 4. попадает в область сигналов, индицируемых в индикаторе 5. Поэтому, когда в процессе перемещения вдоль трассы трубопровода петлевая антенна займет положение над металлической крышкой люка на трассе трубопровода 7, в индикаторе 5 появляется индикационный сигнал и s момент фиксации максимума этого сигнала перемещение петлевой антенны 2 останавливается и считается, что под петлевой антенной 2 находится металлическая крышка люка. Поэтому о проФормула изобретения

1. Способ обнаружения металлической крышки люка на трассе трубопровода, включающий перемещение приемника над исследуемой поверхностью, отличающийся тем, что перемещение приемника производят при горизонтальном положении плоскости антенны трассоискателя до момента фиксации минимума уровня сигнала на выходе приемника трассоискателя, соответствующего нахождению антенны трассоискателя над трассой трубопровода,вращают антенну трассоискателя вокруг вертикальной оси при вертикальном положении ее плоскости до момента фиксации минимума уровня сигнала на выходе приемника трассоискателя, соответствующего расположению плоскости антенны трассоискателя нормально к направлению трассы трубопровода, перемещают приемник в направлении, в котором сохраняется минимальный уровень сигнала на выходе цессе поиска системой фиксируются только те металлические предметы, которые расположены на трассе трубопровода и соответствуют металлическим крышкам люков

5 трубопровода. что повышает вероятность правильного обнаружения этих крышек люков.

Технический результат, достигаемый от использования изобретения, заключается в

10 повышении вероятности правильного обнаружения металлических крышек люков на трассе трубопровода, так как при этом сужается зона поиска до трассы трубопровода и перемещение антенны металлоискателя

15 происходит только над трассой трубопровода, где и находятся крышки люков.

Дополнительный технический результат заключается в сокращении трудозатрат и времени обнаружения металлической

20 крышки люка на трассе трубопровода, так как снижается вероятность ложного обнаружения из-за исключения влияния посторонних металлических предметов, находящихся вне оси трубопровода.

25 (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1462217. кл. G 01 V 3/08, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1327033, кл. 6 01 Ч 3/11, 1986.

30 приемника трассоискателя до момента фиксации максимума сигнала на выходе приемника металлоискателя, соответству35 ющего нахождению антенны металлоискателя над металлической крышкой люка.

2. Система для обнаружения металлической крышки люка на трассе трубопровода, включающая перестраиваемый генератор, содержащий петлевую антенну в качестве катушки индуктивности колебательного контура, опорный генератор и первый индикатор, отличающаяся тем, что в нее введены смеситель, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно перестраиваемого и опорного генераторов, а выход - с входом первого индикатора, генератор сигналов, выход которого соединен с трубопроводом, приемник сигнала с рамочной антенной, выход которого подключен к входу второго индикатора, петлевая и рамочная антенны закреплены в параллельных плоскостях.

2002280

Редактор Т.Юрчикова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Заказ 3173

Производственно-издательский комбинат "Пагент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Пвтлвваа аитенна

Рамочная антенна

Составитель Н.Менаков

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор B.Ïåòðàш