Устройство для определения трассы прокладки протяженного проводника

 

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 6 06Х5 0

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.01,76 (21) 2312068/25 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05.78 Бюллетень № 17" (45) Дата опубликования описания I9. 03. 7Ь (51) М. Кл.

Ст 01 Y 3/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н OTXpblTMN (53) УДК 550.83 (088.8) (72) Авторы изобретения

B. И, Гордиенко, В. П, Убогий и Е. В. Ярошевский (71) Заявитель Физико-механический институт АН Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРАССЫ

ПРОКЛАДКИ ПРОТЯЖЕННОГО ПРОВОДНИКА

Изобретение относится к области электромагнитных исследований и может быть использовано при определении трасс прокладки протяженных проводников.

Известен неконтактный искатель металлических предметов и неоднородностей, позволяющий определять трассу подземных коммуникаций, содержащей генератор периодического сигнала, излучатель, приемный контур с дополнительными параллельно расположенными ферритовыми стержнями с приемными катушками, включенными в виде отдельных секций и соединенными последовательно-встречно (1).

Недостатком его является невысокая точность измерений и низкая производительность труда, обусловленные необходимостью обхода исследуемых объектов по контуру.

Известно устройство для определения глуби ны залегания металлических подводных трубопроводов, содержащее генератор переменного тока, измерительное устройство и две взаимно перпендикулярные рамки для ориентации измерительных устройств над трубопроводом (2).

Недостатком такого устройства является возможность определения трассы прокладки подводных металлических трубопроводов только в статике и необходимость изменения во времени ориентации приемных элементов.

Известно также устройство для обнаружения и определения местоположения и трасс прокладки подземных кабелей и металлических трубопроводов, содержащее генератор периодического напряжения, излучатель электромагнитного поля, пару магниточувствительных приемных элементов, усилители, датчик скорости, регулятор скорости движения, сравнивающее устройство, источник опорного сигнала, визуальный и акустический индикаторы (3). щ Недостатком устройства является невысокая точность измерений и низкая производительность работ, обусловленные необходимостью обхода объектов по контуру для получения нужной информации.

11ель изобретения — повышение быстродействия устройства и точности измерений.

Эта цель достигается тем, что предлагаемое устройство дополнительно содержит выделители экстремумов, ключи, счетчик импульсов, дешифратор, преобразователь «напряжение-частота», отсчетное устройство, триггеры, схему ИЛИ, расширитель импульсов, индикаторы знаков угла, причем излучатель электромагнитного поля и магнитоприемники расположены в горизонтальной плоскости так, что образуют равнобедренный треугольник с вершиной в точ25 ке расположения излучателя, оси чувствитель606150 ности каждого магнитоприемника параллельны высоте треугольника, опущенной с его вершины на отрезок, соединяющий магнитоприемники, выходы усилителей через выделители экстре мумов подключены одновременно к входам первого и второго ключей через схему ИЛИ ко входу третьего триггера, выход которого одновременно подсоединен ко входу управления третьего ключа и ко входу расширителя импульсов, к выходам первого и второго ключей подсоединены входы первого и второго триггеров, выходы которых соединены с индикаторами знаков угла и одновременно с управляюгцими входами соответственно второго и первого ключей, а к выходу датчика скорости подключен вход преобразователя «напряжение-частота», выход которого через ключ подсоединен к счетчику импульсов, выходы последнего через дешифратор подключены ко входам отсчетного устройства, а выход расширителя импульсов одновременно подключен ко входам установки на нуль первого, второго и третьего триггеров и счетчика импульсов.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 — схема определения трассы прокладки протяженного проводи и ха; и а фиг. 3 — график временной зависимости ЭДС приемников поля. 25

Устройство для определения трассы прокладки протяженного проводника содержит генератор 1 периодических колебаний; излучатель 2 электромагнитного поля; приемники поля 3, 4, усилители 5, 6, выделители экстремумов 7, 8, датчик скорости 9 (преобразователь «скорость30 напряжение»; преобразователь 10 «напряжение-частота», регулятор 11 скорости движения, сравниваюшее устройство 12, источник опорного сигнала 13, ключ 14, счетчик импульсов 15, дешифратор 16, счетное устройство 17, триг - 35 гер 18, схему ИЛИ 19, расширитель 20 импульсов, ключи 21, 22, триггеры 23, 24, индикатор 25 знака угла «+» и индикатор 26 знака угла « — ».

Устройство работает следующим образом.

Дипольный излучатель 2 электромагнитного 40 поля, подключенный к выходу генератора периодических колебаний, облучает линейный проводник 5 (фиг. 2) . Момент тока излучателя перпендикулярен направлению движения поисковой установки, содержашей два жестко закрепленных на носителе приемника 3, 4 поля, разнесенных на расстояние L друг от друга в горизонтальной плоскости перпендикулярно и симметрично прямой, проходяшей через центр излучателя параллельно направлению движения. Вторичное поле протяженного проводни- 50 ка 5 индуцирует в приемниках 3, 4 сигналы.

Как известно, вторичное электромагнитное поле протяженного проводника характеризуется наличием азимутальной составляющей вектора напряженности магнитного поля.

Экстремумы ЭДС, наводимой в приемнике поля этой составляющей при выбранной ориентации осей чувствительности магниточувствительных приемников 3, 4 соответствуют моменту нахождения приемника поля точно над протяженным проводником. В случае расположе- 60 ния оси линейного проводника перпендикулярно направлению движения поисковой установки, экстремумы ЭДС в каждом из приемников 3, 4 появятся одновременно, т. е. сдвиг между ними равен нулю (а = О, фиг. За), что соответствует равенству нулю угла между трас сой прокладки и прямой, соединяющей приемные элементы (P =О). В случае, если направление оси протяженного проводника не перпендикулярно направлению движения поисковой установки, экстремумы ЭДС в приемниках 3, 4 появятся в разное время, т. е. между ними возникает сдвиг (а w О). На фиг. 3, б кривые построены для случая, когда и )0, (3 )О (знак выбирается произвольно). При постоянной скорости движения поисковой установки (V-const) и постоянн м во времени расстоянии

L между приемниками 3 и 4 время (, между появлением экстремумов аномального сигнала в приемниках 3, 4 будет равно

1 = у „. «д а/3, (1) где V — скорость движения поисковой установки;

L — расстояние между приемниками поля;

<,,К»-коэффициенты передачи датчика скорости 9 и преобразователя «напряжение-частота» 10.

В предлагаемом устройстве датчик скорости 9 измеряет скорость движения поисковой установки. При этом выполняется равенство

Uàö = Кq (2) где U<„, — выходной сигнал датчика скорости 9. К выходу датчика скорости 9 подключены вход преобразователя 10 и один из входов сравнивающего устройства 12, к другому входу которого подключен вход источника 13. Выход сравнивающего устройства 12 подсоединен ко входу управления регулятора 11, который управляет скоростью движения поисковой установки до тех пор, пока не выполнится равенство

Б„„, = Кд v = U,,, = const, (3) где U» выходной сигнал источника опорного сигнала.

При пересечении приемниками поля трассы скрытого протяженного проводника их выходные ЭДС усиливаются усилителями 5; 6 и через выделители экстремумов, схему ИЛИ 19 подаются на счетный вход триггера 18, открывающего на время ti нахождения проводника между приемниками 3, 4 ключ 14. При этом с выхода преобразователя 10 на вход счетчика 15 через ключ 14, поступают импульсы.

После прохождения второго приемника над трассой протяженного проводника триггер 18 прекращает подачу импульсов с выхода преобразователя «напряжение-частота» 10 на вход счет чика импульсов 15, при этом количество импульсов п. прошедшее на счетчик импульсов 15 при выполнении условия, (3) будет равно и = f ti = K9 Кiе ti = Кц Кiс L tgP,(4) где f — частота импульсов на выходе преобразователя 10, т. е. п пропорционально тан606150 генсу угла между направлением трассы 1HIIc éного проводника и прямой, соединяющей приемники 3 и 4.

Количество импульсов, накопленное в счетчике 15, дешифрируется дешифратором 16, а значение угла /3 регистрируется счетным устройством 17.

Одновременно выходные сигналы приемников 3 и 4 через усилители 5, 6 и выделители экстремумов 7, 8 подаются на входы ключей 21, 22, которые через триггеры 23, 24 подсоединены ко входам индикаторов 25 и 26, а выходы триггеров 23, 24 одновременно подсоединены соответственно к управляющим входам ключей 22 и 21.

Первый во времени выходной сигнал приемников поля (например, приемника 3, как изображено на фиг. З,б) через ключ 21, триггер 23 засвечивает индикатор знака угла «+»

25, а передним фронтом этого же импульса с выхода 23 через ключ 22 запирается вход триггера 24, запрещая при этом засветку индикатора знака угла «-» 26 при пересечении трассы протяженного проводника приемником 3.

После прихода второго импульса от приемника 4 (фиг. З,б) задним фронтом импульса триггера 18 запускается расширитель импульсов 20, который через некоторое время сбрасывает на нуль показания счетчика импульсов 15 и переводит в нулевое положение триггеры 23, 24 и 18 до следующего цикла измерен ия.

Предложенное устройство позволяет определить трассы прокладки скрытых протяженных проводников непосредственно во время движения поисковой установки, без изменения во времени ориентации приемников поля, без остановки поисковой установки, что обеспечивает резкое повышение производительности труда. . Изобретение обладает повышенным быстродействием, обеспечивает высокую точность измерений, исключает необходимость выполнения ряда механических операций и связанные с ними дополнительные погрешности.

Предложенное устройство может быть особенно эффективным в случае поиска подводных металлических трубопроводов.

Формула изобретения

Устройство для определения трассы иро«ладки протяженного проводника, содержащее генератор периодического напряжения, излучатель электромагнитного поля, пару магниточувствительных приемных элементов, ус ил,IToли. датчик скорости, регулятор скорости движения, сравнивающее устройство, источник опорного сигнала, отличающееся тем, что, с целью

yg повышения быстродействия устройства и точности измерений, оно дополнительно содержит выделители экстремумов, ключи. счетчик импульсов, дешифратор, преобразователь «Ildfl!IHжение-частота», отсчетное устройство, трип еры, схему ИЛИ, расширитель импульсов, ии15 дикаторы знаков угла, причем излучатель электромагнитного поля и магнитоприемники расположены в горизонтальной плоскости так, что образуют равнобедренный треугольник с вершиной в точке расположения излучателя, оси чувствительности каждого магнитоприем ни ка параллельны высоте треугольника, опущенной с его вершины на отрезок, соединяющий магнитоприемники, а выходы усилителей через выделители экстремумов подключены одновременно ко входам первого и второго ключей и через схему ИЛИ ко входу третьего триггера. выход которого одновременно подсоединен ко входу управления 1ретьего ключа и «о вхо,,у расширителя импульсов, к выходам первого II второго ключей подсоединены входы перво о и второго триггеров, выходы которы, сосди цны с индикаторами знаков угла и одновременно с управляющими входами соответсTIIOIIIIo второго и третьего ключей, а к выходу датчика скорости подключен вход преобразователя

«напряжение-частота», выход которого чс рез

35 ключ подсоединен к счетчику ими „ ьсов, выходы которого через дешифратор иод«лючсиы ко входам отсчетного устройства. а выход расширителя импульсов одиовремеllllo иод«гиочеи ко входам установки на нуль первого. второго

40 и третьего триггеров и счетчика импульсов.

Источники информации, принятые E30 IIIIII— мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР .!х<2 171843, кл. G О! V 3/ОО, 1963.

2. Авторское свидетс IbcTIIo СССР .!хо 31800:3, 4g кл. G 01 V 3/00, 1971.

3. Бахмутский В. Ф. и др. Индукциоини е кабелеискатели, М., «Связь», 1970, с. 3 — 2 .

606150

П © аиг!

Л аиг.z

Составитель Г. Зверев

Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица

Тираж 702 Подписное

Редактор В. Фельдман

Заказ 2466/43

llHHHПИ Государственного комитета Совета Министров (ССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж-35, Рауи|ская паб., д. 4/5

Филиал ППП «Патспг», г Ужгород, ул. Проскгная, 4