Устройство для определения расположения протяженного проводника, обтекаемого переменным током

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 15.08.77 (21) 2519078/18-25 Л. с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Ч 310 сударственныи комите СССР о делам изобретений и открытий(088.8) 72) Авторы изобретения И. Гордиенко, В,П. Убогий и Е,В. Ярошевский изико-механический институт АН Украинской СС 71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПОЛОЖЕНИ ПРОТЯЖЕННОГО ПРОВОДНИКА, ОБТЕКАЕМОГО ПЕРЕМЕННЬМ ТОКОМйства яв -измерений, и операцияем ориента- приемных Изобретение относится к техникепоиска металлических масс электромагнитными методами и может быть применено для определения трасс прокладкии измерения глубины залегания протяженных проводников (кабелей, трубопроводов и т,п.), обтекаемых переменным током,Известно устройство для определения глубины залегания протяженногопроводника и определения трассы прокладки, содержащее переносную приемную катушку, ось которой устанавливают перпендикулярно к границе разделавоздух-среда , а катушку перемещают вдоль прямой, параллельнойгранице раздела и лежащей в плоскости, перпендикулярной оси проводника 1 .Недостатками известного устройства являются низкая точность измерений, обусловленная погрешностямиориентации приемной катушки при ее переносе, а также невозможность непрерывных измерений глубины залегания проводника.Известно устройство, определяющее расположение проводника по направлению вектора напряженности магнитного поля, создаваемого протяженным проводником. В устройстве используютсядве (или более) поворотные приемныекатушки, расположенные на фиксированныхных ра сс тоя ниях друг от друга 5 вдоль прямой, параллельно поверхности почвы и расположенной в перпендикулярной к оси проводника плоскости (2) .Недостатком этого устро 0 ляются большие погрешностиобусловленные механическимми, связанными с изменениции осей чувствительностикатушек,5 Наиболее близким к предложенномутехническому решению является устройство, позволяющее фиксировать характерные точки кривой изменения напряженности магнитного поля протяженно го проводника вдоль прямой, параллельной границе раздела воздухсреда и расположенной в перпендикулярной к оси проводника плоскости.Для поиска трассы прокладки проводника вдоль указанной прямой переносятприемную катушку, ось которой перпендикулярна к границе разделавоэдухсреда, а для измерения глубины залегания - вдоль этой же прямой пере носят приемную катушку с осью чувстнит.:явности, наклоненной к границе раздала (3)Недостатками известного устройства янляются сравнительно невысокая точность измерений из-эа погрешностей ориентации приемных ка;ушек при их переносе, невозможность непрерывного измерения глубины залегания и определения трассы прокладки протяженного пронодника, обусловленная необходимостью механического переноса приемных катушек, а также сложность и низкая проиэнодительпость процесса иэ - мерения., Цель изобретения - повышение точности измерений и обеспечение непрерывного определения трассы и глубинызалегания протяженного проводникапри движении вдоль его трассы,Поставленная цель достигается тем,что предлагаемое устройство для определения расположения протяженногопроводника, обтекаемого переменнымтоком, содержащее приемные катушкипоиска трассы проводника и приемныекатушки с наклоненными к земле осями, дополнительно содержит нуль-органы, индикатор трассы, индикаторглубины залегания и дешифратор, причем для каждого разряда измеряемыхглубин необходима одна приемная катушка поиска трассы и одна приемнаякатуш 1(а с наклоненной к поверхностиземли осью. Выходы всех приемных катушек подсоединены к входам нуль-органов, причем выходы нуль-органов,соединенных с приемными катушкамипоиска трассы, одновременно подключены к входам индикатора трассы ик первым входам дешифратора, вторыенходы которого соединены с выходамитех нуль-органов, ко входам которыхподключены наклоненные к земле приемные катушки, а выходы дешифраторасоединены с входами индикатора измерения глубины,С трук турна я схема предлага емогоустройства представлена на чертеже.На носителе 1 закреплены приемныекатушки 2-7 для поиска трассы проводника, оси чувствительности которых перпендикулярны поверхности земли, и приемные катушки 8-13 с наклоненными к поверхности земли осямичувствительности, Выходы катушек подключены к нуль-органам 14-25, выходы нуль-органов - к дешифратору 26,Выходы нуль-органов 14-19 подключены также к индикатору 27 трассы проводника, а выходы дешифратора - киндикатору 28 глубины залегания протяженного проводника,Принцип действия устройства следующийПри протекании по протяженномупроводнику приемного тока звуковойчастоты н вертикальных и наклоненныхприемных катушках индуцируются ЭДС,действующие значения которых равны(4) получим:45 (5)При этом справедливо равенствох. тджх= й, (6)в котором Ед 9 = сопят. Приняв Ч: 45получим,5 Ох (7)Выходной сигнал нуль-органа, включенного на выход приемной катушки,для которой справедливы равенства(4) - (б), поступает на один из входов 55 дешифратора 26, На дешифратор одно"временно поступает выходной сигналнуль-органа, включенного на выходтой вертикальной приемной катушкипоиска трассы, ось которой совпадаетс пРямой, проходящей через центр катушки перпендикулярно оси пронодника(на чертеже катушка 5 и нуль-орган17). При этом выходным сигналом дешифратора 26 засвечивается индикатор28 глубины залегания, показывающий ноклгде В веРт,Е с- ЭЛС, наводимые соответств ен но н н ертик аль ных инаклоненных катушках;10 - коэффициент, зависящий отэлектродинамических иконструктивных параметровприемных к атушек;- действующее значение тока,15 протекающего через протяженный проводник;х - горизонтальное расстояниемежду вертикальной приемной катушкой и трассойпроводника;глубина залеГания протяженного проводника;о(, - угол наклона к поверхности земли, перпендикулярной оси проводника и про 25ходящей через центр наклоненной приемной катушки;Ч - угол наклона оси приемной катушки к поверхности земли30 При нахождении одной из вертикальных катушек поиска трассы точно надосью (трассой). проводника х = О, идействующее значение ЭДС на ее выходе будет равно;35 Е Берт (3)При этом выходным сигналом нуль -органа, включенного на выход этойкатушки э асв ечив аетс я индик атортрассы протяженного проводника, указын ающий место его прокладк и,В случае выполнения для одной изнаклоненных к поверхности земли приемных катушек условия.Ч= с(.708277 к 3 8479,40Подписное ИИИПИраж 64 глубину залегания протяженного проводника. Для обеспечения непрерывного определения всех значений глубины залегания и трассы прокладки протяженного проводника, перекрываемого носителем приемных катушек, можно применить возвратно-поступательное перемещение носителя вдоль его продольной оси на расстояния, не превышающие длины отрезка, равного расстоянию между двумя соседними катушками поиска трассы протяженного проводника. Количество приемных катушек зависит от диапазона измерения глубины и определения трассы прокладки и от требуемой точности измеренийИзобретение с успехом может быть применено как устройство дляопределения трассы прокладки и измерения глубины залегания протяженного проводника, обтекаемого переменным током, непосредственно во время движения носителя, а также в системах автоматического вождения движущихся аппаратов по токоведущему кабелю. Формула изобретенияУстройство для определения расположения протяженного проводника, обтекаемого переменным током, содержащее приемные катушки поиска трассы проводника и приемные катушки, оси которых наклонены к поверхности земли,отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерений и обеспечения непрерывностиопределения трассы и глубины залега 5 ния протяженного проводника при движении вдоль его трассы, оно дополнительно содержит нуль-органы, индикатор трассы, индикатор глубины зале-гания и дешифратор, причем выходыО всех приемных катушек подсоединенык входам нуль-органов, выходы нульорганов, соединенных с приемными катушками поиска трассы, одновременноподключены ко входам индикатора трассы и к первым входам дешифратора,вторые входы которого соединены свыходами тех нуль-органов, ко входамкоторых подключены наклоненные к земле приемные катушки, а выходы дешифратора соединены с входами индикатора глубины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Руководство по электрическимизмерениям линий магистральной изоновой систем связи, М.,Связь,1973.2. Патент ФРГ Р 1064164,кл. 21 д 30/10, опублик. 1961,3, Бахмутский В,Ф., Зуенко Г,И.Индукционные кабелеискатели. М.,Связь, 1970 (прототип),Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4