Способ определения расположения кабеля
О П И С А Н И Е (ii) 526838 ИЗОБР ЕТ ЕН И Я
К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетскик
Социалистических
Республик (61) дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.07.74 (21) 2044329/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 30.08,76. Бюллетень ¹ 32
Дата опубликования описания 14.10.76 (51) М. Кл."- G 017 3/10
Государствеиный комитет
Совета й1инистров СССР
Il0 делам изобретеиий и открытий (53) УДК 550 834(088 8) (72) Авторы изобретения Б. И. Блажкевич, Е. В. Ярошевский, В. Л. Ефремов и Б. Ф. Зиминский (71) Заявители Физико-механический институт AH Украинской ССР и Киевское отделение Центрального научно-исследовательского
Изобретение относится к технике поиска скрытых металлических масс, в частности электрокабелей, электромагнитными методами.
Известен способ, при котором используют несколько катушек, расположенных вдоль прямой, не пересекающей ось провода, вращаемых в плоскости, перпендикулярной оси провода. Поворачивая катушки, ищут направления, при которых выходные сигналы принимают максимальные значения, а по найденным направлениям косвенно определяют расположение провода 1).
Недостатком известного способа является сложность механических операций, выполняемых в процессе измерений, а также трудности, связанные с передачей информации об ориентации катушек в пространстве, возрастающие при отсутствии непосредственного доступа к приемному устройству, реализующему этот способ.
Известен способ определения расположения кабеля обтекаемого переменным током, основанный на индукционном методе измерения, т. е. на измерениях электродвижущих сил, индуктированных в кату.шках, расположенных вдоль вертикали, пересекающей ось провода, на разных расстояниях до него, при котором электродвижущую силу дальней катушки и разность элекгродвижущих сил обеих кату шек усиливают в идентичных усилителях с одинаково регулируемым коэффициентом усиления, велпчшту которого устанавливают таким образом, чтобы разность обеих электро5 движущих сил после усиления принимала заранее заданный фиксированный уровень (2).
Недостатком известного способа является сравнительно низкая точность результатов измерений из-за большего динамического диапа)0 зона значений промежуточ величин.
Целью изобретения является повышение точности результатов измерений за счет сужения динамического диапазона промежуточных величин и устранения поомежуточных преоб)5 разований информации при дистанционном измерении, а также расширения функциональных возможностей способа.
Поставленная цель достигается тем, что измеряют в двух точках пространства, распо20 ложенных на заданном расстоянии вдоль одной прямой, параллельной поверхности земли, вертикальные составляющие векторов напряженности магнитного поля и составляющие векторов напряженности магнитного поля в
25 направлении этой прямой, в каждой нз этих точек находят отношения вертикальных составляющих к составляющим векторов напряженности магнитного в направлении прямой, napaллельной поверхности земли, находят ал526838 гебраическую сумму измеренных отношений с учетом смещения фаз вертикальных составляющих векторов ?!Япряженности магнитного поля и по полу «c?IHbIM з,янным судят 0 1зясположении кабеля. 5
На фиг. 1 — 3 поясняется предлагаемый способ.
В плоскости, перпендикулярной оси провода, вдоль прямой, параллельной поверхности земли, па фиксированном расстоянии друг от друга, располагают две пары взаимно перпендикулярных идентичных индукционных катушек 1, 2, 3, 4 (фиг. 1), причем оси катушек
1 и 3 располагают вдоль указанной выше прямой. При протекании по проводу 5 перемен- )o ного тока в катушках ипдуцируются э.д.с., действующие значения которых опрсдсл?потся формулами (фиг. 1, 2, 3):
Кl я!и (1)
Кlcos, (2)
r, Е Klsl!I > . (3) г, 2о
Е laCOS 22
4 \ г, где К вЂ” коэффициент преобразования, одинаковый для всех катушек;
1 — действующее значение тока в проводе;
ri, г. — расстояние от точек пересечения осей катушек 1, 2 и 3, 4 до оси провода.
На основании формул (1) — (4) находим:
: tgu„ (5)
Е, Ез з
Е4
Используя фиг. 1, находим
tgz, =
h (7) l.
Е!
Е, Е! Ез
Е2
Если же трасса прове:;я находится !"o одну сторону от обеих «ар ка;ушек, тогда вертикальные составляющие 1:oI,Topÿ магнитной индукции, voçäol!oòâóioù?!o íа вертикальные ка10 .0 тушки., одного знака, а «пдуктированпые в них =. д. с. с?;«фаз«ы. В акой ситуации (фпг. 2):
E=l,— /„ (12) (13) (14) (4) 2
h где l — расстояние между обеими парами катушек;
h — глубина з: лсгапи» провод«".кя;
l!, E> — расстояние первой и второй пар катушек до трассы провода;
Если трасса провода расположена ме кду точкамп пересечеш!я осей обе !х пар катуше1; (фиг. 1), в этом случае:
l =!,+l„ (9) и вертикальные составляющие вектора магнитной индукции, воздействующие па вертикальные катушки, прот«воположны «о з«а<у, а индуктироваш?ые в и!х э. д. с. находятся
, 0 в противофазе. В такой ситуаци«, используя формулы (5) —: (9) находим:
E? = (10)
Ез т
Е, Е4 Я а глубина залегания и расстояш!я до трассы прогода определяются выражени»ми:
EI =
1
Е! Е, Ез Е, Е!
Е а
Е! Ез
Ез Е, Сущность изобретен!1» заключается в том, что д. 1я каждо?! п яры Рза«моперпепдику J!Нрных катушек> 1)асположсиных таким Оор язоы, чтобы точки «сресе?с««» Осей обеих катушек, принадлежащих одной паре катушек, находил !с! на фикс«рова«пом расстоянии вдоль одной прямой, «араллельной поверхности земли, в плоскости, перпендикулярной к трассе провода, причем оси двух катушек, принадлежащих разным пара;, ориентируют вдоль указанной прямой, преобразуют отношение действующего з«ачения сигнала вертикclëüío!I катушки к дейсгвующему значению
cH! íàëà горизонтальной катушки, принадлежащих одной и ?ОЙ же паре катушек, в сигнал пропорпиональньш этому отношению, затем определяют взаимоотношение фаз между сигналами обеих всрт«кальных катушек.
После этого глубину залегания провода определяют путем измерен«я отношения опорного сигнала, ьелич!ша которого устанавливается пропорциональной расстоянию между
-.Очками пересечения осей обеих пар катушек и сумме «ли разности сигналов, пропорц?ioí!I Il»1 Ix указанным выше отношениям сигнаЛОВ, В ЗЯБПСИ?!ОС! ?! О! ТОГО> НЯХОД?1ТСЯ ЛИ СИГпалы обе«х вертикялш?ыx катушек соответственно в «ро!Ивофа-е «ли в фазе. Расстояние трассы кабеля от точки пересечения осей первой пары катушек находят, измеряя отноше-!!Ие сигнала, пропорционального отношению действующего значения сигнала вертикальной катушки к действующему значению сигнала гор«зо«тальной катушки первой пары катушек, и указанной выше сумме пли разности сп! Пя !Ов, I!poiloplièo«s li ных от?гошениям действующих зпа! e!i!Il! Сигналов вертикальных катушек к действующим значениям сигналов горизонталь«ых катушек, принадлежащих од««м и тем же парам катушек.
526838
Предложенный способ позволяет повысить точность результатов и=мсрсний, так как рсзультать1 измерения глубины залегания провода нс заш:сят от расстояний обеих пар катуш"".ê до трассы провода и, при перпендикулярнo".ти осей вертикальных катушек к поверхн сти земли, некритичны от расположения плоскости, в которой находятся оси всех катушек строго перпендикулярно трассе провода.
Предл женньп1 способ расширяет функциональные ..o,.ìожности подобных способов, так как позволяет определять глубину залегания провода в случаях, при которых затруднен доступ к трассе провода, а также позволяет определять расстояние до трассы провода.
Предложенный способ позволяет исключить случаи повреждения действующих кабелей связи при параллельной механизированной прокладке новых кабельных трасс и автоматизировать работы по параллельной прокладке кабелей.
Предложенный способ особенно эффективен при подводном расположении кабелей. Он может применяться на междугородных и внутриобластных кабельных линиях связи.
Формула изобретения
Способ определения расположения кабеля, обтекаемого переменным током, основанный
2О на индукционном методе измерения, о т л ич ающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональнь1х возможностей способа, измеряют в двух точках пространства, расположенных на заданном расстоянии вдоль одной прямой, параллельной поверхности земли, вертикальные составляющие векторов напряженности магнитного поля и составляющие векторов напряженностей магнитного поля в направлении этой прямой, в каждой из этих точек находят отношения вертикальных составляющих к составляющим векторов напряженности магнитного поля в направлении прямой, параллельной поверхности земли, находят алгебраическую сумму измеренных отношений с учетом смещен .я фаз вертикальных составляющих векторов напряженности магнитного поля и по полученным данным судят о расположении кабеля.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Патент ФРГ ¹ 1064164, кл. 21g 30/10, 1956.
2. Авт. св. СССР № 389482, кл. G 01V 3/10, 19!3 (прототип).
526838
Фиг 1
Фиг 3
Корректор Л. Денискина
Редактор Н. Коляда
Заказ 2138/13 Изд. ¹ 1635 Тираж 690 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская . аб., д. 4, 5
Типография, пр. Сапунова, 2
Е, Е, 3
Фиz 2
Составитель В. Зверев
Текред 3. Таранеико
