Устройство для определения местоположения скрытых металлопроводов

Союз Советских Сецналистическнк Республик(22) Заявлено 19,1279 (21) 2854511/18-25 (51)М. Кл. с присоединением заявки йо(23) Приоритет -а 01 Ч 3/И Государственный комитет СССР но дедам изобретениИ и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПО СКРЫТЫХ МЕТАЛЛОПРОВОДОВ Я елить гания ересе" транс- становя йства явния глубила только воый асин- возврата измеритель Изобретение относится к поисковой геофизике и может быть использовано для поиска скрытого металлопровода.5Известно устройство для измеренияглубины залегани металлопроводов инаправления их трассы, содержащеегенератор переменного тока, возбуждающую и приемные катушки, а такжеизмерительный блок 1.Такое устройство позволяет определять глубину залегания металлопровода по отдельным точкам,Наиболее близким к предлагаемомуизобретению по технической сущностиявляется устройство для определенияместоположения проводящего тела,содержащее генератор переменного напряжения, возбуждающую катушку, подключенную к генератору, две индукционные приемные катушки, усилитель,подключенный к приемным катушкам,датчик скорости с регулятором скорости движения, сравнивающее устройство,источник опорного сигнала, выделители;экстремумов, ключи, счетчик импульсов, дешифратор, поеобразователь напряжение - частота, отсчетное УСтройство, триггеры, схему ИЛИ, расширитель импульсов и индикаторы знаков угла, которые позволяместоположение и глуб лепротяженного проводки ичении его трассы движ япортными средствами б оки 2Недостатком такого устроляется возможность определекы залегания проводящего тепо отдельным точкам.Цель изобретения - повышение точности измерения путем непрерывногоизмерения глубины и направления залегания металлопровода.Поставленная цель достигается темчто в устройство для определения местоположения скрытых металлопроводов,содержащее генератор переменного напряжения, возбуждающую катушку, подключенную к генератору, яве индукционные приемные катушки, усиЛитель,подключенный к приемным катушкам,триггер, индикатор и регистратор,введены поворотная платформа, двевертикальные устаковны 6"катушки икатушка поиска трассы, закрепленныевместе с приемными катушками на поротной платформе; двухфаэнхронный двигатель, датчикии угла поворота платформы,поворотной платформы, датчиков возврата и угла поворота, вторая обмотка асинхронного двигателя подключена к выходу генератора через фазовращатель, выход генератора подключен через трансформатор, датчик возврата и контакты реле установки поворотной платформы - к входу первой обмотки асинхронного двигателя, катушка поиска трассы через усилительдетектор подключена к реле установки 20 859981угла поворота, элемент памяти, дифференциатор, релеустановки поворотной платформы, реле включения измерений, амплитудно-фазовый детектор, первый и второй дополнительные усилители, усилитель-детектор, фазовращатель, трансформатор и переключатель с тремя парами контактов, причем одна из приемных катушек расположенагоризонтально, а другая - вертикально,установочные катушки включены встре" чно и расположены так, что плоскость, проходящая через их оси, перпенцикулярна к оси горизонтальной приемной катушки, и подключены через первый дополнительный усилитель и нормально замкнутые контакты реле 15 установки с первой обмоткой двухФазного асинхронного двигателя, оськоторого механически связана с осями гер 19, реле 20 включения измерений,контакты 21 и 22 этого реле, усилитель 23, элемент 24 памяти, регистра-тор 25, второй дополнительный усилитель 26, амплитудно-фазовый детектор 27, индикатор 28, трансформатор29, измеритель 30 угла поворота, переключатель 31, контакты 32-34 этого переключателя,Устройство работает следующим образом,При подходе транспортного средства с расположенным на нем устройством для определения местоположенияскрытых металлопроводов к пересекаемой трассе электромагнитное полевозбуждающей катушки 2 облучает металлопровод и наводит на нем ток,обуславливающий вторичное электромагнитное поле.Это поле наводит ЭДС на приемныхиндукционных катушках 3 и 4, вертикальных установочных катушках 5 и б, и катушке 7 поиска трассы. Напряжение с выхода катушкипоиска трассы поступает на вход усилителя-детектора 8, а с его выхода - на обмоткуреле 9 установки поворотной платформы 9. Реле срабатывает, замыкает контакты 10 и размыкает контакты 11,Если трасса металлопровода не перпендиЗО 35 поворотной платформы и входу дифференциатора, выход которого подключен к входу триггера, подключенного выходом к реле включения измерений, измерительный вход амплитудно-фазового детектора подключен через втоорой дополнительный усилитель и первую пару контактов переключателя к выходу катушки поиска трассы, опорный вход амплитудно-фазового детектора подключен через фазовращатель к выходу генератора, а его выход - к индикатору, выход усилителя подключен через нормально разомкнутые контакты реле включения измерений и параллельно им включенную вторую пару контактов переключателя к входу элемента памяти, выход которого подключен через нормально замкнутые контакты этого реле и параллельно им включенную третью пару контактов переключателя к регистратору.На Фиг.1 показана блок-схема устройства; на Фиг.2 - схема измерений,Устройство содержит генератор 1 переменного напряжения, возбуждающую катушку 2, горизонтальную приемную катушку 3, вертикальную приемную катушку 4, две вертикальные установочные катушки 5 и б, катушку 7 поиска трассы, усилитель-детектор 8, реле 9 установки поворотной платформы, . контакты 10 и 11 этого реле, первый дополнительный усилитель 12, двухфазный асинхронный двигатель 3 3, Фазовращатель 14, поворотную платформу 15, датчик 16 возврата, датчик 17 угла поворота, дифферейциатор 18, тригкулярна курсу транспортного средства, то на выходе катушек 5 и 6 появляется разностное напряжение, фаза которого будет равна О, или 7 Г в зависимости от того, какая катушка ближе к металлопроводу. Это напряжение усилено первым дополнительным усилителем 12 через замкнутые контакты 10, вобмотку которого поступает напряжениз генератора через фазовращатель 14. Двигатель, вращаясь, поворачивает поворотную платформу 15 так, что вертикальные катушки 5 и 6 устанавливаются на одинаковом расстоянии от металлопровода, т,е, параллельно ему. Разностный сигнал на их выходе отсутствует и двигатель останавливается.При своем вращении двигатель поворачивает на тот же угол датчик 16 возврата и датчик 17 угла поворота и измеритель 30 угла поворота показывает угол пересечения трассы металлопровода. При дальнейшем приближении транспортного средства к трассе напряжениена катушке поиска трассы будет медленно возрастать, а затем быстро убывать и при положении катушки поиска над осью металлопровода будет равно нулю, а затем быстро возрастает.В момент быстрого падения напряжения на выходе дифференциатора 18 по- является отрицательное напряжение, которое перебрасывает триггер 19 во второе устойчивое состояние, реле 20 включения измерений срабатывает, замыкает свои контакты 21, размыкает контакты 22, подключает к выходу уси.лителя 23 элемент 24 памяти и отключает регистратор 25, Усилитель, 23 усиливает выходные напряжения горизонтальной 3 и вертикальной 4 приемных катушек, имеющих общий геометрический центр и отстоящих в горизонтальной плоскости от катушки 7 поиска трассы на фиксированном расстоянии 6 фиг.2). Выходной сигнал усилителя пропорционален отношению амплитуд напряжений горизонтальной 3 и ц вертикальной 4 приемных катушек.В момент быстрого возрастания напряжения на катушке 7 поиска трассы на выходе дифференциатора 18 появляется положительное напряжение, которое возвращает триггер 19 в первоначальное состояние. Реле 20 включения измерений размыкает контакты 21 и замыкает контакты 22, отключив от усилителя 23 элемент 24 памяти и подключив его к регистратору 25.Таким образом, измерение глубины залегания металлопроводов осуществляется в момент нахождения катушки 7 поиска трассы над металлопроводом. При этом ЭДС, наводимые вторичным 25 магнитным полем металлопровода в горизонтальной и вертикальной приемных катушках 3 и 4, пропорциональны соответственно синусу и косинусу угла с (фиг.2), а их отношение, опре деляемое усилителем 23 - тангенсу этого угла, т.еЪ 1 Для непрерывного измерения глуби" ны залегания металлопровода по всей его трассе транспортное средство устанавливают вдоль трассы, В этом случае угол поворота поворотной платформы будет составлять О или 180, Катушку 7 поиска трассы устанавливают так, чтобы на ее входе был нуль, 40 Для этого переключают переключатель 31 так, чтобы его контакты 32-34 были замкнуты, В этом случае выход катушки поиска трассы будет постоянно соединен с входом второго дополнительного увеличителя 2 б, а выход усилителя 23 через элемент 24 памяти соединен с регистратором 25, На входе амплитудно-фазового детектора 27, если ось катушки 7 поиска трас- у сы будет смещена с трассы металло- провода, появляется напряжение. Для движения по трассе перемещением .транспортного средства добиваются нулевого напряжения на выходе амплитудно-фазового детектора 27 и сохраня. ют это положение. Вход элемента 24 памяти постоянно подключен к выходу усилителя 23, а выход егопостоянно подключен к регистратору 25, Таким образом, на регистраторе 25 непре рывно записывается значение глубины залегания металлопровода при движении транспортного средства по его трассе. При этом целесообразно синхронизировать скорость движени." регистрирующего устройства 25 со скоростью движения транспортного средства. При движении параллельно трассе металлопровода необходимо установить транспортное средство на фиксированном расстоянии от трассы метал" лопровода, изменением направления оси транспортного средства добиться нулевого напряжения на выходе амплитудно-фазового дзтектора 27 и двигаться, сохраняя это нулевое положение.Положительный эффект предлагаемого устройства состоит в том, что глубину залегания и угол, под которым пересекается трасса металлопровода, измеряют в процессе движения транспортного средства без егоостановки, что значительно повышает скорость и точность измерения и рекогносцировки трассы.Кроме того, устройство позволяет непрерывно определять глубину залегания металлопровода на всем его протяжении с движущегося по его трассе транспортного средства, обеспечивает прокладку подземных магистралей параллельно ранее проложенному металлопроводу. Формула изобретенияУстройство для определения местоположения скрытых металлопровс.: .в,содержащее генератор переменного напряжения, возбуждающую катушку, подключенную к генератору, две индукционные приемные катушки, усилитель,подключенный к приемным катушкам,триггер, индикатор и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерения путем непрерывного измерения глубины и направления залегания металлопровода, в него дополнительно введены поворотная платформа, две вертикальные установочные катушки и катушка поиска трассы, закрепленные вместе с приемными катушками на поворотной платформе, двухфазный асинхронный двигатель, датчики возврата и угла поворота платформы, измеритель угла поворота, элемент памяти, дифференциатор, реле установки поворотной платформы, реле включения измерений, амплитудно-Фазовый детектор, первый и второй дополнительные усилители, усилитель-детектор, фазовращатель, трансформатор и переключатель с тремя парами контактов, причем одна из приемных катушек расположена горизонтально, а другая - вертикально, установочные катушки включены встречно и расположены так, что плоскость, проходящая через их оси, перпендикулярна к осн горизонтальной приемной катушки, и подключены через первый дополнительный усилитель859981 иг. ВНИИПИ Э Тираж 732 аэ 7542/70Подписное атент",л. Проектная, 4 Филиал ПППг. Ужгород и нормально замкнутые контакты релеустановки с первой обмоткой двухфазного асинхронного двигателя, ось которога механически связана с осямиповоротной платформы, датчиков возврата и угла поворота, вторая обмотка асинхронного двигателя подключена к выходу генератора через фазовращатель, выход генератора подключенчерез трансформатор, датчик возврата и контакты реле установки поворотной платформы - к входу первой обмотки асинхронного двигателя, катушка поиска трассы через усилитель-детектор подключена к реле установкиповоротной платформы и входу дифференциатора, выход которого подключенк входу триггера, подключенного выходом к реле включения измерений, измерительный вход амплитудно-фазовогодетектора подключен через второй дополнительный усилитель и первую пару контактов переключателя к выходу катушки поиска трассы, опорный входамплитудно-Фазового детектора подключен через фазовращатель к выходугенератора, а его выход - к индикатору выход усилителя подключенчерез нормально разомкнутые контакты реле, включения измерений и параллельно им включенную вторую паруконтактов переключателя к входу элео мента памяти, выход которого подклю"чен через нормально замкнутые контакты этого реле и параллельно им включенную третью пару контактов переключателя к регистратору.Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 232405, кл. 6 01 Ч 3/20, 19 бб.2. Авторское свидетельство СССР9 б 06150, кл. С 01 Ч 3/08, 1976 (прототип) .