Устройство для определения местоположения протяженного проводника с переменным током

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2301.78 (21) 2572409/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 15.0б80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 150680

<„> 741219 (51)М. Кл.2

01 Ч 3/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550. 83 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.И. Гордиенко, В.П. Убогий и Е.В. Ярошевский

Физико-механический институт AH Украинской ССР. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ IIPOTHEEHHOI O

ПРОВОДНИКА С ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ

Изобретение относится к технике поиска скрытых металлических масс, в частности протяженных проводников (кабелей, трубопроводов и т. п.) электромагнитными методами.

Известно устройство для определения глубины залегания провода, в ко тором для определения трассы и измерения глубины залегания используется перенос приемной индукционной катушки, ось которой перпендикулярна поверхности, вдоль прямой, параллельной поверхности земли и расположенной в плоскости, перпендикулярной оси провода (1). 15

Недостаток устройства — низкая точность измерейий и невозможность непрерывного определения трассы и глубины залегания провода.

Известно устройство, основанное 20 на определении направления вектора напряженности магнитного поля протяженного проводника, обтекаемого переменным током, в котором используются две или более поворотные катушки, укрепленные на фиксированном расстоянии друг от друга вдоль прямой, параллельной поверхности почвы и расположенной в плоскости, перпендикулярной оси протяженного проводника (2). ЗО

Недостаток известного устройства необходимость точной ориентировки приемных катушек, что обусловливает значительные погрешности измерений, и невозможность непрерывного измерения глубины залегания проводника с током.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, основанное на фиксации характерных точек кривой изменения напряженности магнитного поля проводника вдоль прямой, параллельной поверхности земли и перпендикулярной оси проводника, содержащее катушки поиска трассы протяженного проводника и приемные катушки, оси которых наклонены к поверхности земли (3).i

Недостаток этого устройства - сравнительно невысокая точность измерений.иэ-эа ошибок ориентации осей катушек, при их переносе, а также невозможность выполнения непрерывного определения трассы и глубины залега-. ния протяженного проводника, обтекаемого переменным током, .из-за необходимости механического переноса катушек в плоскости перпендикулярной оси проводника.

Целью изобретения является повы- шение точности измерения и обеспече"

741219 ния непрерывности определения трассы . прокладки и глубины залегания протяженного проводника, обтекаемого переменным током

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит коммутатор сигналов приемных катушек, коммутатор сигналов катушек поиска трассы проводника, схему управления коммутатором приемных катушек, схему управления коммутатором катушек поиска трассы .проводника, делитель частоты, генератор импульсов, первый и второй индикаторы фазы, дещифратор канала измерения глубины, дешифратор канала поиска трассы проводника, индикатор трассы и индикатор глубины залегания, причем выходы приемных катушек подсоединены к сигнальным входам коммутатора сигналов катушек, а выходы катушек поиска трассы проводника подсоединены к сигнальным входам коммутато- 20 ра сигналов катушек поиска трассы,оба выхода коммутатора сигналов приемных катушек подключены к входам первого индикатора фазы, а оба выхода .коммутатора сигналов катушек поиска 25 трассы проводника — ко входам второ- го индикатора фазы, входы управления коммутатора сигналов приемных катушек и коммутатора сигналов катушек поиска трассы подсоединены соответственно к выходам схемы управления коммутатором приемных катушек и схемы управления коммутатором катушек поиска трассы протяженного проводника, вход управления схемы управления:. коммутатором приемных катушек подсое-: динен к выходу генератора импульсов, вход угравления схемы управления ком мутатором катушек поиска трассы — к выходу делителя частоты, вход которого подключен к выходу генератора 40 импульсов, выходы схемы управления коммутатором катушек поиска трассы и выход второго индикатора фазы подсоединены к входам дешифратора канала поиска трассы протяженного проводки- 4$ ка,выходы которого одновременно подклю-. чены к индикатору трассы проводника и к входам дешифратора канала измерения глубины, к другим входам которого подсоединены выход первого инди- 50 катора фазы и выходы схемы управления коммутатором приемных катушек, а выходы дешифратора канала измерения глубины подключены ко входам индикатора глубины залегания.

На чертеже изображена блок-схема устррйства. устройство содержит носитель 1, на котором неподвижно закреплены индукционные катушки, катушки 2-7 поиска трассы протяженного проводника, оси 60 чувствительности которых перпендикулярны поверхности земли, приемные катушки 8-13, оси чувствительности которых наклонены к поверхности земли, коммутатор 14 сигналов катушек 65 поиска трассы проводника, коммутагор 15 сигналов наклоненных приемных катушек, первый 16 и второй 17 индикаторы фазы, генератор 18 импульсов, делитель 19 частоты, схема 20 управления коммутатором приемных катушек, схема 21 управления коммутатором катушек поиска трассы проводника, дешифратор 22 канала поиска трассы проводника, дешифратор 23 канала измерения глубины залегания, индикатор 24 трассы протяженного проводника, индикатор 25 глубины залегания.

Устройство работает следующим образом.

В устройстве на носителе .1 неподвижно закреплены через определенные, фиксированные расстояния катушки поиска трассы и наклоненные к поверхности земли приемные катушки. Удобнее всего применять угол наклона равным

45 а

Генератор импульсов 18 управляет работой схемы управления коммутатором приемных катушек 20 таким образом, что на входы индикатора 16 фазы через коммутатор сигналов наклоненных приемных катушек 15 в каждом такте работы устройства подсоединяются выходы двух близрасположенных приемных катушек вдоль носителя 1. В свою очередь, выходные импульсы генератора 18 через делитель 19 частоты управляют работой схемы управления коммутатором катушек поиска трассы протяженного йроводника 21 таким образом, что на выходы второго индикатора 17 фазы через коммутатор сигналов катушек поиска трассы 14 в каждом такте работы устройства поступают сигналы двух катушек поиска трассы, находящихся наиболее близко друг от друга на носителе. Коэффициент деления частоты делителя 19 выбран так, чтобы на время подключения одной пары катушек поиска трассы через коммутатор 14 сигналов катушек поиска трассы ко входу второго индикатора 17 фазы, ко входам первого индикатора 16 фазы схема 20 управления коммутатором приемных катушек через коммутатор 15 сигналов приемных катушек последовательно подсоедио . нила все пары приемных катушек, расположенных на носителе рядом.

Сигналы двух находящихся рядом катушек поиска, трассы протяженного проводника в случае расположения их по одну сторону от трассы проводника синфаэны. Если зти катушки (3 и 4) размещены по обе стороны от трассы проводника, то сигналы, наводимые в них, находятся в противофазе. Дешифратор канала поиска трассы проводника 22, работающий по признаку совпадения во времени сигнала с выхода второго индикатора 17 фазы с сигналом на том выходе схемы 21 управления коммутатором катушек поиска трассы, 741219,который подсоединяет ко входу индикатора 17 фазы две рядом находящиеся катушки поиска трассы проводника, расположенные по обе стороны от трассы, засвечивает индикатор 24 трассы протяженного проводника. Последний

I показывая пару катушек, расположенных по обе стороны проводника, определяет тем самым и расстояние между трассой протяженного проводника и концом но-, сителя 1. Выходные сигналы схемы управления коммутатором приемных катушек 20 и выходной сигнал индикатора 16 фазы .поступают на первую группу входов дешифратора 23 канала измерения глубины, на другую группу входов которого поступают сигналы с дешифратора 22 канала поиска трассы. По признаку совпадения во времени сигналов на том выходе схемы 20 управления коммутатором приемных катушек, который подсоединил через коммутатор 15 сигналов приемных катушек ко. входу первого индикатора 16 фазы приемных катушек, выходные сигналов которых находятся в противофазе, с сигналом на выходе дешифратора 22 поиска трассы проводника который индицирует трассу в данный момент времени, дешифратор 23 канала измерения глубины засвечивают индикатор 25 измерения глубины, показывающий глубину залегания проводника.

Точность измерения расстояния до трассы протяженного проводника и глубины его залегания зависит от количества пар приемных катушек и от расстояния между катушками одной парыв

Изобретение может быть применено для определения трассы прокладки и. измерения глубины залегания протяженного проводника, обтекаемого переменным током, непосредственного во время -движения носителя,. а также в системах автоматического вождения .движущихся аппаратов по токоведущему кабелю.

Формула изобретения

Устройство для определения местоположения протяженного проводника с переменным током, содержащее катушки поиска трассы проводника и приемные катушки, оси чувствительности которых наклонены к поверхности эемлй, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и обеспечения непрерывности определения трассы прокладки и глубины залегания протяженного проводника, оно дополнительно содержит коммутатор

Индукционные кабелеискатели. М., Связь, 1970 (прототип). сигналов приемных катушек, коммутатор сигналов поиска трассы проводника, схему управления коммутатором приемных катушек, схему управления коммутатором катушек поиска трассы провод5 ника, делитель частоты, генератор импульсов, первый и второй индикаторы фазы, дешифратор канала измерения глубины, дешифратор канала поиска трассы проводника, индикатор трассы и индикатор глубины залегания, причем выходы приемных катушек под, сбединены к сигнальным входам коммутатора сигналов приемных катушек, а выходы катушек поиска трассы проводника подсоединены к сигнальным входам коммутатора сигналов катушек поиска трассы, оба выхода коммутатора сигналов приемных катушек подключены к входам первого индикатора фазы, а оба выхода коммутатора сигналов катушек поиска трассы проводника — ко входам второго индикатора фазы, входы управления коммутатора сигналов приемных катушек и коммутатора сигналов катушек поиска трассы подсоединены соответственно к выходам схемы управления коммутатором приемных катушек и схемы управления коммутатором катушек поиска трассы протяженного проводника, вход управления

3G схемы управления коммутатором приемных катушек подсоединен к выходу генератора импульсов, вход управления схемы управления коммутатором катушек поиска трассы — к выходу

Я делителя частоты, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выходы схемы управления коммутатором катушек поиска трассы и выход второго индикатора фазы подсоедиgg невы к входам дешифратора канала поиска трассы протяженного проводни,ка, выходы которого одновременно подключены к индикатору трассы проводника и к входам дешифратора канала измерения глубины, к другим входам которого подсоединены выход первого индикатора фазы и выходы схемы управления коммутатором приемных катушек, а выходы дешифратора кана-ла измерения глубины подключены к входам индикатора глубины залегания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руководство по электрическим измерениям линий магистральной и зо новой систем связи. М., Связь, 1973, 2. Патент ФРГ 9 1064164, кл. 21 Я 30/10, 1960.

3. Бахмутский В.Ф., Зуенко В.Г.

741219! „1 .I.,!

1 ,,! !

I X с, I x !,,, I x sl

Оаьвободника 1 ч

Составитель Э,Волконский

Редактор Ю.Петрушко Техред Я, Бирчак

Корректор М. Шароши

Заказ 3324/б Тираж 649

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4