СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПРОХОЖДЕНИЯ КОММУНИКАЦИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК G01V3/11 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поиска места прохождения по крайней мере двух подземных коммуникаций: кабельных линий, трубопроводов водоснабжения и теплосети, газо- и нефтепроводов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ и устройство определения места прохождения подземных коммуникаций, раскрытый в книге Шалыт Г.М. Определение места повреждения в электрических сетях. М. - 1982. Способ с применением устройства заключается в генерировании переменного испытательного сигнала с использованием передающей антенны, встроенной в генератор или вынесенной за его пределы, подачи его в искомую коммуникацию, измерение напряженности магнитного поля, излучаемого искомой коммуникацией за счет протекающего по ней генерируемого испытательного сигнала, с помощью одноэлементного линейного датчика магнитного поля в электрический сигнал. При этом датчик с помощью оператора перемещается поперек трассы и вначале угол наклона преобразователя равен нулю. По индикатору измерительного устройства определяют максимальное значение сигнала. Фиксируют место максимального значения, которое соответствует месту прохождения коммуникации.

Недостатком раскрытого выше способа и устройства является низкая точность определения места расположения коммуникаций из-за возникновения погрешности при выделении сигнала электромагнитного поля от одной из по крайней мере двух коммуникаций.

Кроме того, из уровня техники известен способ и устройство определения места прохождения подземных коммуникаций, раскрытый в US 5764127 А, опубл. 09.06.1998, прототип. Способ с применением устройства осуществляют следующим образом: в размещении опорного элемента, на котором закреплены две катушки индуктивности, оси излучения которых размещены горизонтально или вертикально (предпочтительно) относительно оси прохождения коммуникации, при этом катушки индуктивности подключены к генератору электромагнитного излучения. Затем на катушки от генератора подается переменный электрический ток, в результате чего катушки излучают электромагнитное поле. Место расположение коммуникации определяют на основе минимального сигнала электромагнитного поля (при подключении катушек по фазе), либо на основе максимального сигнала электромагнитного поля (при подключении катушек в противофазе) при перемещении опорного элемента над предполагаемым местом прохождения первой коммуникации.

Недостатком раскрытого выше способа и устройства является сложность и трудоемкость определения места прохождения коммуникации, при наличии двух коммуникаций, отсутствие возможности исключения влияния излучения одной из коммуникаций на поле другой коммуникации, отсутствие индикации наличия максимального или минимального сигнала от коммуникаций, сложность фиксирования положения катушки генератора под углом к поверхности грунта, следовательно, низкая точность определения места прохождения коммуникации из-за сложности установки катушек индуктивности строго над коммуникацией, большая трудоемкость и сложности определения места прохождения коммуникации при нахождении катушек индуктивности не над коммуникацией.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленного изобретения является разработка эффективного способа и устройства определения места прохождения по крайней мере двух коммуникаций.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения места прохождения коммуникаций.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ определения места прохождения коммуникаций (первый вариант осуществления заявленного способа), характеризующийся тем, что при наличии по крайней мере двух коммуникаций, определяют примерную трассу прокладки коммуникаций, после чего:

a) устанавливают генератор с передающей антенной над предполагаемым местом прохождения второй коммуникации;

b) над предполагаемым местом прохождения первой коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора устанавливают приемник электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик электромагнитного поля;

c) осуществляют формирование наведенного тока в первой коммуникации при помощи передающей антенны генератора путем изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны генератора до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля минимальной величины сигнала электромагнитного излучения с первой коммуникации;

d) фиксируют положение пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора;

e) осуществляют определение места прохождения второй коммуникации путем перемещения приемника электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения второй коммуникации до момента фиксации по крайней мере одним датчиком, электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от второй коммуникации, соответствующей месту прохождения второй коммуникации;

f) осуществляют перемещение приемник в новую точку вдоль предполагаемого места прохождения коммуникации, определение места прохождения второй коммуникации в новой точке осуществляют в соответствии с п. е);

g) пункт f) выполняют в заданном количестве точек над трассой;

h) устанавливают генератор с передающей антенной над предполагаемым местом прохождения первой коммуникации;

i) над предполагаемым местом прохождения второй коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора устанавливают приемник электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик электромагнитного поля;

j) осуществляют формирование наведенного тока во второй коммуникации при помощи передающей антенны генератора путем изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны генератора до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля минимальной величины сигнала электромагнитного излучения со второй коммуникации;

k) фиксируют положение пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора;

l) осуществляют определение места прохождения первой коммуникации путем перемещения приемника электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения первой коммуникации до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от первой коммуникации, соответствующей месту прохождения первой коммуникации;

m) осуществляют перемещение приемник в новую точку вдоль предполагаемого места прохождения коммуникации, определение места прохождения первой коммуникации в новой точке осуществляют в соответствии с п. I);

n) пункт m) выполняют в заданном количестве точек над трассой.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что способ определения места прохождения коммуникаций (второй вариант осуществления заявленного способа), характеризующийся тем, что при наличии по крайней мере двух коммуникаций, определяют примерную трассу прокладки коммуникаций, после чего:

a) устанавливают генератор с передающей антенной над предполагаемым местом прохождения первой коммуникации;

b) над предполагаемым местом прохождения первой коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора устанавливают приемник электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик электромагнитного поля;

c) осуществляют формирование наведенного тока в первой коммуникации при помощи передающей антенны генератора путем изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения с первой коммуникации;

d) фиксируют положение пространственного распределения поля электромагнитной индукции;

e) осуществляют определение места прохождения первой коммуникации путем перемещения приемника электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения первой коммуникации до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от первой коммуникации, соответствующей месту прохождения первой коммуникации;

f) осуществляют перемещение приемник в новую точку вдоль предполагаемого места прохождения коммуникации, определение места прохождения первой коммуникации в новой точке осуществляют в соответствии с п. е);

g) пункт f) выполняют в заданном количестве точек над трассой;

h) устанавливают генератор с передающей антенной над предполагаемым местом прохождения второй коммуникации;

i) над предполагаемым местом прохождения второй коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора устанавливают приемник электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик электромагнитного поля;

j) осуществляют формирование наведенного тока во второй коммуникации при помощи передающей антенны генератора путем изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны генератора до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения со второй коммуникации;

k) фиксируют положение пространственного распределения поля электромагнитной индукции;

l) осуществляют определение места прохождения второй коммуникации путем перемещения приемника электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения второй коммуникации до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от второй коммуникации, соответствующей месту прохождения второй коммуникации;

m) осуществляют перемещение приемник в новую точку вдоль предполагаемого места прохождения коммуникации, определение места прохождения второй коммуникации в новой точке осуществляют в соответствии с п. I);

n) пункт m) выполняют в заданном количестве точек над трассой.

Изменение величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора, выполненной в виде одной катушки индуктивности, осуществляют путем механического вращения оси антенны в плоскости, перпендикулярной оси коммуникации.

Изменение величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора осуществляют путем изменения величин силы тока и его фазы в по крайней мере двух катушках индуктивности не вращающейся антенны генератора, причем оси катушек индуктивности пересекаются.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что устройство определения места прохождения коммуникаций для осуществления вышеуказанных способов содержит генератор электромагнитного излучения с передающей антенной и приемник электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик электромагнитного поля.

Передающая антенна генератора выполнена в виде одной катушки индуктивности с возможностью вращения оси антенны.

Передающая антенна генератора выполнена в виде по крайней мере двух катушек индуктивности, оси которых пересекаются с возможностью вращения вокруг оси, ортогональной осям катушек индуктивности антенны.

Передающая антенна генератора выполнена не вращающейся в виде по крайней мере двух катушек индуктивности, оси которых пересекаются.

Вращение предающей антенны генератора осуществлено при помощи ручного поворотного механизма.

Вращение передающей антенны генератора осуществлено при помощи электромеханического поворотного механизма.

В качестве электромеханического поворотного механизма применен электродвигатель.

В качестве электромеханического поворотного механизма выступает серводвигатель.

В генераторе и в приемнике выполнено приемное и передающее устройства.

Катушка индуктивности выполнена с ферромагнитным сердечником.

Катушка индуктивности выполнена без сердечника.

Передающая антенна выполнена в виде трех катушек индуктивности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет более понятным из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

Фиг. 1 - Расположение заявленного устройства в соответствии с первым вариантом осуществления заявленного способа: а) при расположении генератора над второй коммуникацией, а приемника - над первой коммуникацией; б) при расположении генератора над первой коммуникацией, а приемника - над второй коммуникацией;

Фиг. 2 - Расположение одной катушки индуктивности антенны генератора относительно коммуникации: а) ось катушки ортогональна к нормали к оси коммуникации; б) ось катушки находится под углом к нормали к оси коммуникации; в) ось катушки перпендикулярна оси прохождения коммуникации;

Фиг. 3 - Направление оси излучения при наличии двух катушек: а) при наличии тока только в одной из катушек; б) при наличии тока в двух катушках;

Фиг. 4 - Передающая антенна, состоящая из трех катушек индуктивности;

Фиг. 5 - Схема заявленного устройства;

Фиг. 6 - Расположение заявленного устройства при наличии трех коммуникаций.

1 - поверхность грунта; 2 - первая коммуникация; 3 - вторая коммуникация; 4 - передающая антенна; 5 - генератор; 7 - приемник; 9 - первая катушка индуктивности передающей антенны; 10 - вторая катушка индуктивности передающей антенны; 11 - третья катушка индуктивности передающей антенны; 12 - блок управления; 13 - поворотный механизм; 14 - индикатор; 15 - приемное устройство генератора; 16 - передающее устройство генератора; 17 - передающее устройство приемника; 18 - приемное устройство генератора; 19 - датчик электромагнитного поля; 20 - третья коммуникация.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство определения места прохождения коммуникаций (фиг. 5) для осуществления вышеуказанных способов содержит генератор (5) электромагнитного излучения генерируемый сигнал с которого поступает на одну, две или три катушки передающей антенны (4), причем на каждую катушку со своей величиной амплитуды и фазы, и приемник (7) электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик (19) электромагнитного поля. Передающая антенна (4) может быть встроена в корпус генератор (5) или передающая антенна (4) может быть расположена вне корпуса генератора (5), т.е. выполнена выносной.

Передающая антенна (4) генератора (5) выполнена в виде одной (9) или двух (9, 10) катушек индуктивности с возможностью вращения оси антенны (4). Передающая антенна (4) генератора (5) выполнена не вращающейся в виде двух (9, 10) или трех (9, 10, 11) катушек индуктивности, оси которых пересекаются. Катушки индуктивности антенны, состоящей из одной, двух или трех катушек (9, 10, 11) выполнены с ферромагнитным сердечником или без сердечника.

Вращение предающей антенны (4) генератора (5) осуществлено при помощи ручного поворотного механизма (13). Вращение передающей антенны (4) генератора (5) осуществлено при помощи электромеханического поворотного механизма (13). В качестве электромеханического поворотного механизма (13) применен электродвигатель. В качестве электромеханического поворотного механизма (13) выступает серводвигатель.

В генераторе (5) (фиг. 5) выполнено приемное (15) и передающее (16) устройства. В приемнике (7) выполнено приемное (18) и передающее (17) устройства, в генератор может быть встроен индикатор (14).

Способ определения места прохождения коммуникаций (в соответствии с первым вариантом осуществления заявленного способа) осуществляют следующим образом.

Сначала определяют примерную трассу прокладки двух коммуникаций (2, 3) либо на основе имеющихся схем прокладки коммуникаций, либо с использованием приемника электромагнитного излучения и генератора с неподвижной антенной. В связи с наличием излучения от нескольких коммуникаций определенное место прохождения коммуникаций будет выполнено с большой погрешностью. Затем устанавливают генератор (5) с передающей антенной (4) в виде одной катушки (9) индуктивности над предполагаемым местом прохождения второй (3) коммуникации. Передающую антенну (4) устанавливают таким образом, чтобы ось катушки индуктивности (9) вращалась в плоскости, перпендикулярной оси трассы первой (2) коммуникации.

После чего над предполагаемым местом прохождения первой (2) коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора (5) устанавливают приемник (7) электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик (19) электромагнитного поля (обычно на расстоянии не менее 10 метров).

Затем включают генератор (5), который подает на катушку (9) индуктивности переменный электрический ток и в первой (2) коммуникации формируют наведенный электрический ток за счет излучения передающей антенны (4). Путем изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны (4) генератора (5) достигают момента фиксации по крайней мере одним датчиком (19) электромагнитного поля минимальной величины сигнала электромагнитного излучения с первой (2) коммуникации. Изменение величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны (4) осуществляют либо при вращении антенны, т.е. вращении оси излучения одной (9) или двух (9, 10) катушек индуктивности, либо путем изменения величин силы тока и его фазы в двух (9, 10) или трех (9, 10, 11) катушках индуктивности не вращающейся передающей антенны генератора, причем оси катушек (9, 10, 11) индуктивности пересекаются.

Изменение величины пространственного распределения поля электромагнитной индукции (см. фиг. 2) передающей антенны (4) генератора (5) наиболее наглядно можно продемонстрировать на примере одной (9) катушки индуктивности и одной коммуникации (2). После установки плоскости вращения оси катушки индуктивности (9) над коммуникацией (2) по нормали к оси трассы коммуникации (2) (см. фиг. 2а), осуществляют вращение катушки (9) вокруг оси АА (см. фиг. 2б), при этом в коммуникации (2) наводится электрический ток за счет пересечения ее переменным электромагнитным полем катушки. При пересечении осью катушки (9) оси коммуникации (2) (см. фиг. 2в) в ней наводится ток с минимальной амплитудой, при этом излучение от коммуникации минимально, и в идеале, стремится к нулю (ось катушки перпендикулярна оси коммуникации (2)). При повороте оси катушки (9) на угол α (см. фиг. 2б), в коммуникации (2) возникает ток, максимальная амплитуда которого достигает максимума, когда ось катушки перпендикулярна нормали к оси коммуникации, проходящей через центр катушки (см. фиг. 2а). Максимальная амплитуды наведенного сигнала возникает при угле поворота антенны 90°, 270°, а минимальная амплитуда - при угле поворота антенны 0°, 180° и 360°.

При использовании двух катушек (9, 10) индуктивности неподвижной передающей антенне (4) (см. фиг. 3) над коммуникацией, ось электромагнитного поля ББ, создаваемое излучением от двух катушек, оси которых пересекаются, может вращаться только в одной плоскости. Располагая данную плоскость перпендикулярно оси трассы коммуникации и изменяя угол наклона оси электромагнитного поля, за счет изменения амплитуды и фазы тока в каждой их катушек, до направления, когда ось электромагнитного поля ББ направлена на ось коммуникации, получаем, как и в случае с одинарной катушкой, минимальное значение амплитуды наведенного тока на коммуникацию. При повороте оси электромагнитного поля ББ на 90 град, относительно предыдущего положения, получаем ток с максимальной амплитудой в коммуникации. Расположение катушек ортогонально друг другу упрощает управление конфигурацией поля.

При использовании двух катушек (9, 10) индуктивности во вращающейся передающей антенне (4) над коммуникацией, ось электромагнитного поля ББ, создаваемое излучением от двух катушек, оси которых пересекаются, может вращаться только в одной плоскости, а механическое вращение осуществляют по оси, перпендикулярной осям каждой из двух катушек. Таким образом получаем возможность вращения оси электромагнитного поля в трех плоскостях. Это позволяет не устанавливать антенну генератора (4) перпендикулярно оси трассы, а создать максимальный или минимальный наведенный сигнал в коммуникации благодаря одновременному механическому вращению катушек и изменения величины тока и фазы в катушках. Когда ось электромагнитного поля ББ направлена на ось коммуникации, получаем, как и в случае с одинарной катушкой, минимальное значение амплитуды наведенного тока на коммуникацию. При повороте оси электромагнитного поля ББ на 90 град, относительно предыдущего положения, получаем ток с максимальной амплитудой в коммуникации. Расположение катушек ортогонально друг другу упрощает управление конфигурацией поля.

В случае применения не вращающейся антенны (4) генератора (5) в виде двух (9, 10) или трех (9, 10, 11) катушек индуктивности над одной коммуникацией (2), центры которых пересекаются в одной точке, за счет изменения силы тока на каждой из катушек и его фаз, изменяется конфигурация поля. Например, для двух катушек индуктивности (9, 10) при наличии тока только в одной катушке (9) индуктивности конфигурация электромагнитного поля соответствует электромагнитному полю излучаемую от одной катушки (9) (см. фиг. 3а), причем ось электромагнитного поля ББ направленна под некоторым углом к оси коммуникации (2). При подаче генератором (5) тока во вторую катушку (10) индуктивности происходит изменение направления оси электромагнитного поля ББ относительно оси коммуникации (2) (см. фиг. 3б). Таким образом, управляя уровнем сигнала и фазой сигнала, можно создать поле с разным направлением оси электромагнитного поля ББ.

При использовании трех катушек (9, 10, 11) индуктивности в неподвижной передающей антенне (4) над коммуникацией, изменяя ток в каждой из катушек получаем возможность изменять ось электромагнитного поля ББ в пространстве в трех плоскостях. Это позволяет не устанавливать антенну генератора (4) перпендикулярно оси трассы, а создать максимальный или минимальный наведенный сигнал в коммуникации благодаря изменению величины тока и фазы в катушках. Когда ось электромагнитного поля ББ направлена на ось коммуникации, получаем, как и в случае с одинарной катушкой, минимальное значение амплитуды наведенного тока на коммуникацию. При повороте оси электромагнитного поля ББ на 90 град, относительно предыдущего положения, получаем ток с максимальной амплитудой в коммуникации. Расположение катушек ортогонально друг другу упрощает управление конфигурацией поля.

Изменение величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны (4) генератора (5) в виде одной катушки (9) индуктивности при наличии двух коммуникаций (2, 3) осуществляют следующим образом. С помощью поворотного механизма (13) поворачивают корпус передающей антенны (4) в виде катушки (9) индуктивности в плоскости, перпендикулярной оси первой (2) коммуникации (см. фиг. 1а). Когда ось излучения катушки (9) индуктивности не направлена на оси коммуникаций (2, 3), в обоих коммуникациях (2, 3) наводится электрический ток, который создает вокруг проводников электромагнитное поле, которое принимается датчиком (19) электромагнитного поля приемника (7), с последующим измерением напряженности электромагнитного поля, причем значение напряженности электромагнитного поля выведено на экран приемника (7) и считано оператором. По мере вращения оси катушки (9) индуктивности, ось излучения катушки (9) индуктивности пересекает ось первой (2) коммуникации. В этот момент на первую (2) коммуникацию не наводится электрический ток с передающей антенны (4) и амплитуда тока в ней равна нулю, а на вторую коммуникацию (3) наводится электрический ток и приемник (7) принимает сигнал электромагнитного поля только со второй (3) коммуникации. Первая (2) коммуникация находится ближе к приемнику (7), а вторая (3) коммуникация дальше (фиг 1а), при этом, так как падение уровня сигнала обратно пропорционально величине расстояния до коммуникации, уровень сигнал электромагнитного поля на приемнике (7) будет минимальный. Дальнейший поворот передающей антенны (4) генератора (5) приведет к наведению электрического тока на первую (2) коммуникацию и росту амплитуды электромагнитного излучения от первой (2) коммуникации. Поэтому, минимальное значение уровня сигнала электромагнитного поля на приемнике (7) будет свидетельствовать о нахождении искомой конфигурации электромагнитного поля передающей антенны (4) генератора (5).

После фиксации приемником (7) минимального значения уровня сигнала электромагнитного поля с первой (2) коммуникации осуществляют фиксацию положения пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора. Для этого останавливают вращение передающей антенны (4) и фиксируют положение передающей антенны (4), например, при помощи управляющих сигналов с блока управления (12) в случае электромеханического поворотного механизма. При применении ручного поворотного механизма оператор вручную фиксирует положение передающей антенны (4).

Для повышения скорости работы при поиске коммуникаций (2, 3, 20) в генератор (5) встраивается приемное устройство (15), которое принимает сигнал с передающего устройства приемника (17). В качестве сигнала могут выступать: уровень принимаемого сигнала электромагнитного поля, фаза, сигнал о наличии помех, о несферичности поля и др. При ручном управлении генератором, сигналы выводятся на индикатор (14) генератора (5). Анализируя полученные сигналы, оператор принимает решение о фиксации пространственного распределения электромагнитного поля. Так же сигналы могут анализироваться автоматически, по заданному алгоритму, например, по его минимальному уровню, заноситься в память генератора и автоматически задавать искомую конфигурацию поля.

Для информирования оператора приемника о готовности к измерениям, о параметрах задаваемых в генераторе сигналах, частоте, амплитуде, углу наклона антенны в генератор встраивается передающее устройство (16), а в приемник - принимающее устройство (18) (Фиг. 5).

Передающее и принимающие устройства могут служить для удаленного управления генератором оператором приемника. Например, для смены частоты и изменении уровня сигнала в генераторе.

После фиксации положения пространственного распределения поля электромагнитной индукции, осуществляют перемещение приемника (7) по точкам измерения сигналов электромагнитного поля, проходящие на заранее заданном расстоянии вдоль предполагаемого места прохождения второй (3) коммуникации, с последующим определением места прохождения второй (3) коммуникации путем перемещения приемника (7) электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик (19) электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения второй (3) коммуникации в каждой точке измерения сигналов электромагнитного поля до момента фиксации по крайней мере одним датчиком (19) электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от второй (3) коммуникации, соответствующей месту прохождения второй (3) коммуникации. При необходимости осуществляют измерение глубины залегания второй (3) коммуникации известными методами.

После определения места прохождения второй (3) коммуникации, генератор с передающей антенной (4) в виде одной катушки (9) индуктивности выключают и устанавливают над предполагаемым местом прохождения первой (2) коммуникации (фиг. 1б).

После чего над предполагаемым местом прохождения второй (3) коммуникации на заранее заданном расстоянии (обычно около 10 м) от генератора (5) устанавливают приемник (7) электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик (19) электромагнитного поля.

Затем включают генератор (5), который подает на катушку (9) индуктивности переменный электрический ток и во второй (3) коммуникации формируют наведенный электрический ток, за счет излучения передающей антенны (4) и изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора, до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля минимальной величины сигнала электромагнитного излучения со второй (3) коммуникации.

После фиксации приемником (7) минимального значения уровня сигнала электромагнитного поля со второй (3) коммуникации осуществляют фиксацию положения пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны (4) генератора (5). Для этого останавливают вращение передающей антенны (4) и фиксируют положение передающей антенны (4), при помощи управляющих сигналов с блока управления (12).

Затем осуществляют перемещение приемника (7) по точкам измерения сигналов электромагнитного поля, проходящие на заранее заданном расстоянии вдоль предполагаемого места прохождения первой (2) коммуникации, с последующим определением места прохождения первой (2) коммуникации путем перемещения приемника (7) электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик (19) электромагнитного поля поперек предполагаемого места прохождения первой (2) коммуникации в каждой точке измерения сигналов электромагнитного поля до момента фиксации максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от первой (2) коммуникации, соответствующей месту прохождения первой (2) коммуникации. При необходимости осуществляют измерение глубины залегания второй (3) коммуникации известными методами.

Способ определения места прохождения коммуникаций (в соответствии со вторым вариантом осуществления заявленного способа) осуществляют следующим образом.

Сначала определяют примерную трассу прокладки двух коммуникаций (2, 3). Затем устанавливают генератор (5) с передающей антенной (4) в виде одной катушки (9) индуктивности над предполагаемым местом прохождения первой (2) коммуникации. Передающую антенну (4) устанавливают таким образом, чтобы ось катушки индуктивности (9) вращалась в плоскости, перпендикулярной оси трассы первой (2) коммуникации.

После чего над предполагаемым местом прохождения первой (2) коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора (5) устанавливают приемник (7) электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик (19) электромагнитного поля.

Затем включают генератор (5), который подает на катушку (9) индуктивности переменный электрический ток и в первой (2) коммуникации формируют наведенный электрический ток за счет излучения передающей антенны (4) и изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны (4) генератора (5) до момента фиксации по крайней мере одним датчиком (19) электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения с первой (2) коммуникации. Когда ось ББ катушки (9) индуктивности не направлена на оси коммуникаций (2, 3), в обоих коммуникациях (9, 10) наводится электрический ток, который создает вокруг проводников электромагнитное поле, которое принимается датчиком (19) электромагнитного поля приемника (7), с последующим измерением напряженности электромагнитного поля, причем значение напряженности электромагнитного поля выведено на экран приемника (7) и считано оператором. По мере вращения оси излучения катушки (9) индуктивности, ось катушки (9) индуктивности достигает положения, при котором ось излучения ББ катушки (9) индуктивности перпендикулярна нормали к оси первой (2) коммуникации. В этот момент на первую коммуникацию (2) наводится электрический ток, при этом амплитуда тока в первой (2) коммуникации имеет максимальное значение и приемник (7) принимает сигнал электромагнитного поля с первой (2) коммуникации. На вторую коммуникацию тоже может наводиться незначительный уровень сигнала, так как антенна генератора находится на большем удалении от второй (3) коммуникации чем от первой (2). Это внесет свои погрешности в точность определения места прохождения первой (2) коммуникации, но они будут существенно меньше, чем при установке оси антенны генератора под произвольным углом, как это происходит при использовании генераторов с неподвижной антенной в настоящее время.

После фиксации приемником (7) максимального значение уровня сигнала электромагнитного поля с первой (2) коммуникации осуществляют фиксацию положения пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны (4) генератора (5). Для этого останавливают вращение передающей антенны (4) и фиксируют положение передающей антенны (4), при помощи управляющих сигналов с блока управления (12).

После фиксации положения пространственного распределения поля электромагнитной индукции, осуществляют перемещения приемника (7) по точкам измерения сигналов электромагнитного поля, проходящие на заранее заданном расстоянии вдоль предполагаемого места прохождения первой (2) коммуникации, с последующим определением места прохождения первой (2) коммуникации путем перемещения приемника (7) электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик (19) электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения первой (2) коммуникации в каждой точке измерения сигналов электромагнитного поля до момента фиксации по крайней мере одним датчиком (19) электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от первой (2) коммуникации, соответствующей месту прохождения первой (2) коммуникации. При необходимости осуществляют измерение глубины залегания первой (2) коммуникации известными методами.

После определения места прохождения первой (2) коммуникации, генератор с передающей антенной (4) в виде одной катушки (9) индуктивности отключают и устанавливают над предполагаемым местом прохождения второй (3) коммуникации.

После чего над предполагаемым местом прохождения второй (3) коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора (5) устанавливают приемник (7) электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик (19) электромагнитного поля.

Затем включают генератор (5), который подает на катушку (9) индуктивности переменный электрический ток и во второй (3) коммуникации формируют наведенный электрический ток за счет излучения передающей антенны (4) и изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны (4) генератора (5) до момента фиксации по крайней мере одним датчиком (19) электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения со второй (3) коммуникации.

После фиксации приемником (7) максимального значение уровня сигнала электромагнитного поля со второй (3) коммуникации осуществляют фиксацию положения пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны (4) генератора (5). Для этого останавливают вращение передающей антенны (4) и фиксируют положение передающей антенны (4), при помощи управляющих сигналов с блока управления (12).

Затем осуществляют перемещение приемника (7) по точкам измерения сигналов электромагнитного поля, проходящие на заранее заданном расстоянии вдоль предполагаемого места прохождения второй (3) коммуникации, с последующим определением места прохождения второй (3) коммуникации путем перемещения приемника (7) электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик (19) электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения второй (3) коммуникации в каждой точке измерения сигналов электромагнитного поля до момента фиксации по крайней мере одним датчиком (19) электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от второй (3) коммуникации, соответствующей месту прохождения второй (3) коммуникации. При необходимости осуществляют измерение глубины залегания второй (3) коммуникации известными методами.

Способ определения места прохождения трех (2, 3, 20) коммуникаций (в соответствии со вторым вариантом осуществления заявленного способа) при использовании не вращающейся передающей антенны (4) в виде трех катушек (9, 10, 11) индуктивности осуществляют следующим образом.

Сначала определяют примерную трассу прокладки трех коммуникаций (2, 3, 20). Затем устанавливают генератор (5) с передающей антенной (4), в виде трех (9, 10, 11) катушек индуктивности оси которых пересекаются, над предполагаемым местом прохождения первой (2) коммуникации.

После чего над предполагаемым местом прохождения первой (2) коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора (5) устанавливают приемник (7) электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик (19) электромагнитного поля.

Затем включают генератор (5), который подает на катушки (9, 10, 11) индуктивности переменный электрический ток и в первой (2) коммуникации формируют наведенный электрический ток за счет излучения передающей антенны (4) и изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны (4) генератора (5) до момента фиксации по крайней мере одним датчиком (19) электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения с первой (2) коммуникации. Когда ось электромагнитного поля СС не направлена на оси коммуникации (2, 3), в трех коммуникациях (9, 10, 11) наводится электрический ток, который создает вокруг проводников электромагнитное поле, которое принимается датчиком (19) электромагнитного поля приемника (7), с последующим измерением напряженности электромагнитного поля, причем значение напряженности электромагнитного поля выведено на экран приемника (7) и считано оператором. За счет изменения силы тока на каждой из катушек и его фаз, изменяется конфигурация поля, ось электромагнитного поля становится перпендикулярна нормали коси первой (2) коммуникации. В этот момент на вторую (3) и третью (20) коммуникации наводится электрический ток с передающей антенны (4) и амплитуда тока в них имеет минимальное значение, а на первую коммуникацию (2) наводится электрический ток, имеющий максимальное значение и приемник (7) принимает сигнал электромагнитного поля преимущественно с первой (2) коммуникации, влияние на измерение электромагнитного поля с первой (2) коммуникации от электромагнитных полей с коммуникаций (3, 20) минимально.

После фиксации приемником (7) максимального значение уровня сигнала электромагнитного поля с первой (2) коммуникации осуществляют фиксацию положения пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны (4) генератора (5) за счет фиксации в памяти генератора значений силы тока и его фаз на каждой из катушек (9, 10, 11) индуктивности и подачи зафиксированных значений силы тока и его фаз на катушки (9, 10, 11) индуктивности.

После фиксации положения пространственного распределения поля электромагнитной индукции, осуществляют перемещения приемника (7) по точкам измерения сигналов электромагнитного поля, проходящие на заранее заданном расстоянии вдоль предполагаемого места прохождения первой (2) коммуникации, с последующим определением места прохождения первой (2) коммуникации путем перемещения приемника (7) электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик (19) электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения первой (2) коммуникации в каждой точке измерения сигналов электромагнитного поля до момента фиксации по крайней мере одним датчиком (19) электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от первой (2) коммуникации, соответствующей месту прохождения первой (2) коммуникации. При необходимости осуществляют измерение глубины залегания первой (2) коммуникации известными методами.

После определением места прохождения первой (2) коммуникации, генератор с передающей антенной (4) в виде трех катушек (9, 10, 11) индуктивности отключают и устанавливают над предполагаемым местом прохождения второй (3) коммуникации (Фиг. 6) и осуществляют определение места прохождения второй (3) коммуникации в соответствии с последовательностью операций, аналогично последовательности при определения места прохождения первой (2) коммуникации, за исключением того, что генератор (5) с передающей антенной (4) устанавливают над предполагаемым местом прохождения второй (3) коммуникации и на вторую (3) коммуникацию наводится электрический ток, имеющий максимальное значение.

После определением места прохождения второй (3) коммуникации, генератор с передающей антенной (4) в виде трех катушек (9, 10, 11) индуктивности отключают и устанавливают над предполагаемым местом прохождения третьей (20) коммуникации и осуществляют определение места прохождения третьей (20) коммуникации в соответствии с последовательностью операций, аналогично последовательности при определения места прохождения первой (2) коммуникации, за исключением того, что генератор (5) с передающей антенной (4) устанавливают над предполагаемым местом прохождения третьей (20) коммуникации и на третью (20) коммуникацию наводится электрический ток, имеющий максимальное значение.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет повысить точность определения места прохождения коммуникаций, за счет исключения или минимального влияния излучения электромагнитного поля от одной из двух коммуникаций.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поиска места прохождения по крайней мере двух подземных коммуникаций: кабельных линий, трубопроводов водоснабжения и теплосети, газо- и нефтепроводов. Технический результат: повышение точности определения места прохождения коммуникаций. Сущность: способ определения места прохождения коммуникаций, характеризующийся тем, что при наличии по крайней мере двух коммуникаций определяют примерную трассу прокладки коммуникаций, после чего устанавливают генератор с передающей антенной над предполагаемым местом прохождения второй коммуникации, над предполагаемым местом прохождения первой коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора устанавливают приемник электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик электромагнитного поля. Осуществляют формирование наведенного тока в первой коммуникации при помощи передающей антенны генератора путем изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны генератора до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля минимальной величины сигнала электромагнитного излучения с первой коммуникации. Фиксируют положение пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора. Осуществляют перемещения приемника по точкам измерения сигналов электромагнитного поля, проходящих на заранее заданном расстоянии вдоль предполагаемого места прохождения второй коммуникации, с последующим определением места прохождения второй коммуникации путем перемещения приемника электромагнитного излучения поперек предполагаемого места прохождения второй коммуникации в каждой точке измерения сигналов электромагнитного поля до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от второй коммуникации, соответствующей месту прохождения второй коммуникации. Устанавливают генератор с передающей антенной над предполагаемым местом прохождения первой коммуникации. Над предполагаемым местом прохождения второй коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора устанавливают приемник электромагнитного излучения. Осуществляют формирование наведенного тока во второй коммуникации при помощи передающей антенны генератора путем изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны генератора до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля минимальной величины сигнала электромагнитного излучения со второй коммуникации. Фиксируют положение пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора. Осуществляют перемещения приемника по точкам измерения сигналов электромагнитного поля, проходящих на заранее заданном расстоянии вдоль предполагаемого места прохождения первой коммуникации, с последующим определением места прохождения первой коммуникации путем перемещения приемника электромагнитного излучения поперек предполагаемого места прохождения первой коммуникации в каждой точке измерения сигналов электромагнитного поля до момента фиксации максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от первой коммуникации, соответствующей месту прохождения первой коммуникации. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ определения места прохождения коммуникаций, характеризующийся тем, что при наличии по крайней мере двух коммуникаций определяют примерную трассу прокладки коммуникаций, после чего:

a) устанавливают генератор с передающей антенной над предполагаемым местом прохождения второй коммуникации;

b) над предполагаемым местом прохождения первой коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора устанавливают приемник электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик электромагнитного поля;

c) осуществляют формирование наведенного тока в первой коммуникации при помощи передающей антенны генератора путем изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны генератора до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля минимальной величины сигнала электромагнитного излучения с первой коммуникации;

d) фиксируют положение пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора;

e) осуществляют определение места прохождения второй коммуникации путем перемещения приемника электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения второй коммуникации до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от второй коммуникации, соответствующей месту прохождения второй коммуникации;

f) осуществляют перемещение приемника в новую точку вдоль предполагаемого места прохождения коммуникации, определение места прохождения второй коммуникации в новой точке осуществляют в соответствии с п. е);

g) пункт f) выполняют в заданном количестве точек над трассой;

h) устанавливают генератор с передающей антенной над предполагаемым местом прохождения первой коммуникации;

i) над предполагаемым местом прохождения второй коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора устанавливают приемник электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик электромагнитного поля;

j) осуществляют формирование наведенного тока во второй коммуникации при помощи передающей антенны генератора путем изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны генератора до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля минимальной величины сигнала электромагнитного излучения со второй коммуникации;

k) фиксируют положение пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора;

l) осуществляют определение места прохождения первой коммуникации путем перемещения приемника электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения первой коммуникации до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от первой коммуникации, соответствующей месту прохождения первой коммуникации;

m) осуществляют перемещение приемника в новую точку вдоль предполагаемого места прохождения коммуникации, определение места прохождения первой коммуникации в новой точке осуществляют в соответствии с п. l);

n) пункт m) выполняют в заданном количестве точек над трассой.

2. Способ определения места прохождения коммуникаций, характеризующийся тем, что при наличии по крайней мере двух коммуникаций определяют примерную трассу прокладки коммуникаций, после чего:

a) устанавливают генератор с передающей антенной над предполагаемым местом прохождения первой коммуникации;

b) над предполагаемым местом прохождения первой коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора устанавливают приемник электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик электромагнитного поля;

c) осуществляют формирование наведенного тока в первой коммуникации при помощи передающей антенны генератора путем изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения с первой коммуникации;

d) фиксируют положение пространственного распределения поля электромагнитной индукции;

e) осуществляют определение места прохождения первой коммуникации путем перемещения приемника электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения первой коммуникации до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от первой коммуникации, соответствующей месту прохождения первой коммуникации;

f) осуществляют перемещение приемника в новую точку вдоль предполагаемого места прохождения коммуникации, определение места прохождения первой коммуникации в новой точке осуществляют в соответствии с п. е);

g) пункт f) выполняют в заданном количестве точек над трассой;

h) устанавливают генератор с передающей антенной над предполагаемым местом прохождения второй коммуникации;

i) над предполагаемым местом прохождения второй коммуникации на заранее заданном расстоянии от генератора устанавливают приемник электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик электромагнитного поля;

j) осуществляют формирование наведенного тока во второй коммуникации при помощи передающей антенны генератора путем изменения величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции передающей антенны генератора до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения со второй коммуникации;

k) фиксируют положение пространственного распределения поля электромагнитной индукции;

l) осуществляют определение места прохождения второй коммуникации путем перемещения приемника электромагнитного излучения, содержащего по крайней мере один датчик электромагнитного поля, поперек предполагаемого места прохождения второй коммуникации до момента фиксации по крайней мере одним датчиком электромагнитного поля максимальной величины сигнала электромагнитного излучения от второй коммуникации, соответствующей месту прохождения второй коммуникации;

m) осуществляют перемещение приемника в новую точку вдоль предполагаемого места прохождения коммуникации, определение места прохождения второй коммуникации в новой точке осуществляют в соответствии с п. l);

n) пункт m) выполняют в заданном количестве точек над трассой.

3. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что изменение величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора, выполненной в виде по крайней мере одной катушки индуктивности, осуществляют путем механического вращения оси антенны в плоскости, перпендикулярной оси коммуникации.

4. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что изменение величины и пространственного распределения поля электромагнитной индукции антенны генератора осуществляют путем изменения величин силы тока и его фазы в по крайней мере двух катушках индуктивности невращающейся антенны генератора, причем оси катушек индуктивности пересекаются.

5. Устройство определения места прохождения коммуникаций для осуществления способа по п. 1 или 2, содержащее генератор электромагнитного излучения с передающей антенной, содержащей по крайней мере одну катушку индуктивности, и приемник электромагнитного излучения, содержащий по крайней мере один датчик электромагнитного поля, при этом в генераторе выполнено приемное устройство, принимающее сигнал с передающего устройства приемника, а в приемнике выполнено приемное устройство, принимающее сигнал с передающего устройства генератора.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что передающая антенна генератора выполнена в виде одной катушки индуктивности с возможностью вращения оси излучения катушки в плоскости вращения, расположенной по нормали к оси трассы коммуникации, вокруг оси, пересекающей ось излучения катушки.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что передающая антенна генератора выполнена в виде по крайней мере двух катушек индуктивности, оси которых пересекаются с возможностью вращения вокруг оси, ортогональной осям катушек индуктивности антенны.

8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что передающая антенна генератора выполнена невращающейся в виде по крайней мере двух катушек индуктивности, оси которых пересекаются.

9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что вращение предающей антенны генератора осуществлено при помощи ручного поворотного механизма.

10. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что вращение передающей антенны генератора осуществлено при помощи электромеханического поворотного механизма.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что в качестве электромеханического поворотного механизма применен электродвигатель.

12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что в качестве электромеханического поворотного механизма выступает серводвигатель.

13. Устройство по любому из пп. 6, 7 или 8, отличающееся тем, что катушка индуктивности выполнена с ферромагнитным сердечником или без сердечника.

14. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что передающая антенна выполнена в виде трех катушек индуктивности.