Устройство регистрации трассы прокладки кабеля в грунте Российский патент 2024 года по МПК G01B5/00 H02G9/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации трассы прокладки и глубины залегания кабеля.

Известны способы определения трассы прокладки кабелей, которые можно разделить на две группы - поиска электрических и поиска волоконно-оптических кабелей.

Согласно «Устройство для определения глубины залегания электрического кабеля» [1], определение глубины залегания кабеля осуществляется с помощью кабелеискателя. Это устройство применимо только для электрических кабелей.

Известен «Способ определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля» [2]. Его сущность: по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал. На устройстве, способном перемещаться по поверхности только по прямой и в одном направлении, закрепляют датчики компонент магнитного поля и курвиметр. С помощью датчиков магнитного поля измеряют уровни компонент магнитного поля на высотах h и Н при выполнении условия H-h>0.5 м. по поверхности над кабелем, а с помощью курвиметра - расстояние, которое прошло устройство. По результатам измерений определят трассы прокладки и локализацию места повреждения кабеля. Этот способ применим только для электрических кабелей.

Известны способы поиска местоположения подземных коммуникаций и определения их поперечного размера и глубины залегания в грунте [3, 4]. Их сущность заключается в том, что на одном конце подземной коммуникации к ее цепи «проводник-земля» подключают генератор низких частот, а устройство (устройства) с датчиками компонент магнитного поля, установленные на беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), перемещают над поверхностью земли над участком, в пределах которого предположительно проложена подземная коммуникация.

Общим недостатком этих способов [3, 4] является узость области использования, заключающееся в том, что они применимы только для электрических кабелей (коммуникаций).

Известны способы определения трассы прохождения и глубины залегания подземных коммуникаций [5, 6, 7]. Их сущность: по электрической коммуникации передают низкочастотный электромагнитный сигнал, а по трассе прохождения коммуникации используются перемещаемые магнитные датчики (приемники электромагнитного сигнала). Глубина залегания определяется на основе обработки информации, поступающей от магнитных датчиков. Эти способы применимы только для электрических коммуникаций.

Известен «Способ поиска трассы и определения места повреждения оптического кабеля» [8]. Согласно этому способу, в оптическое волокно вводят модулированный зондирующий сигнал, а над кабелем продольно-поперечно относительно предполагаемой трассы кабеля перемещают источник направленного вибрационного воздействия. По отдельному каналу связи управляют перемещениями источника направленного вибрационного воздействия и уровнем вибрационного воздействия.

С помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра измеряют характеристику обратного рассеяния того же волокна до начала вибрационного воздействия и при вибрационном воздействии. На основе обработки характеристик обратного рассеяния определяют трассу прокладки кабеля.

Недостаток способа [8] - узость области использования, заключающаяся в том, что данный способ применим только для оптического кабеля, и не позволяет определять глубину его залегания.

Известен «Способ определения глубины прокладки подводного кабеля» [9]. Сущность этого способа состоит в следующем. По кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал. Вблизи дна водоема перемещают над кабелем поперек его трассы прокладки расположенные одна над другой на фиксированном расстоянии друг от друга две идентичные одинаково ориентированные системы настроенных на эту же частоту магнитных датчиков. На основе сигналов, поступающих от магнитных датчиков, датчика положения и ультразвукового датчика, в блок обработки, определяют глубину прокладки подводного кабеля. Этот способ применим только для электрических кабелей.

Известно изобретение «Способ контроля глубины прокладки оптического кабеля» [10]. Согласно этому способу по трассе прокладки на поверхности над оптическим кабелем создают на него направленное акустическое воздействие и с помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра измеряют характеристики обратного рассеяния оптического волокна, по которой определяют оценку уровня воздействующего акустического сигнала в месте воздействия е_}. Затем, сохраняя неизменным положение источника в горизонтальной плоскости, поднимают его над поверхностью на известное расстояние Н, после чего измеряют характеристику обратного рассеяния оптического волокна с помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра, по которой определяют оценку уровня воздействующего акустического сигнала в месте воздействия e₂, и оценивают глубину прокладки оптического кабеля по расстоянию от кабеля до поверхности над кабелем h, которое рассчитывают по формуле. Недостатки устройства-прототипа: узость области использования, заключающееся в том, что применимо только для оптического кабеля, невысокая точность получаемых результатов.

В качестве прототипа принято изобретение «Способ регистрации кабельной трассы в грунте» [11], согласно которому при прокладке кабеля кабелеукладчиком одновременно осуществляются определение координат местоположения движущегося кабелеукладчика посредством системы спутниковой навигации, глубина залегания кабеля и анализ особенностей грунта, полученные данные отражаются на графической модели трассы прокладки кабеля и сохраняются в базе данных электронной вычислительной системы кабелеукладчика.

Недостатком изобретения, используемого в качестве прототипа, является то, что в нем содержится только идея регистрации трассы прокладки кабеля в грунте без изложения варианта его практической реализации, т.е. узость функциональных возможностей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем предложения варианта технической реализации устройства регистрации трассы прокладки кабеля в грунте.

Поставленная цель достигается тем, что предлагается устройство, состоящее из кабелеукладчика, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно введены устройство определения координат местоположения кабелеукладчика посредством системы спутниковой навигации, датчик глубины залегания кабеля, устройство анализа грунта, устройство обработки информации и блок памяти электронной вычислительной системы кабелеукладчика, при этом выходы устройства определения координат местоположения кабелеукладчика посредством системы спутниковой навигации, датчика глубины залегания кабеля и устройства анализа грунта подключены к соответствующим входам устройства обработки информации, выход которого подключен ко входу блока памяти электронной вычислительной системы кабелеукладчика.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием дополнительных элементов при соответствующем схемном решении.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критериям изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого устройства с другими аналогичными решениями показывает, что наличие кабелеукладчика в подобных устройствах известно.

Однако, благодаря дополнительному введению в состав кабелеукладчика устройства определения координат местоположения посредством системы спутниковой навигации, датчика глубины залегания кабеля, устройства анализа грунта, устройства обработки информации и блока памяти электронной вычислительной системы кабелеукладчика при соответствующем соединении их между собой появляются новые свойства заявляемого устройства, проявляющееся расширением его функциональных возможностей.

Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства и его технического решения критерию «существенные отличия».

На фигуре изображена структурная схема устройства регистрации кабельной трассы в грунте, на которой обозначены:

1 - кабелеукладчик,

2 - устройство определения координат местоположения посредством системы спутниковой навигации,

3 - датчик глубины залегания кабеля,

4 - устройство анализа грунта,

5 - устройство обработки информации,

6 - блок памяти электронной вычислительной системы кабелеукладчика.

Элементы, входящие в состав устройства фиксации трассы прокладки и глубины залегания кабеля, соединены между собой следующим образом.

Выходы устройства определения координат местоположения посредством системы спутниковой навигации 2, датчика глубины залегания кабеля 3 и устройства анализа грунта 4 подключены к соответствующим входам устройства обработки информации 5, выход которого подключен ко входу блока памяти электронной вычислительной системы кабелеукладчика 6.

Работает устройство регистрации кабельной трассы в грунте следующим образом.

При движении кабелеукладчика 1 в процессе прокладки кабеля устройство определения координат местоположения посредством системы спутниковой навигации 2, датчик глубины залегания кабеля 3 и устройство анализа грунта 4 постоянно передают результаты измерений в устройство обработки информации 5, из которого обработанные данные поступают в блок памяти электронной вычислительной системы 6, где и заносятся в базу данных.

Положительным результатом заявленного технического устройства является возможность в автоматическом режиме фиксирования трассы прокладки кабеля, особенностей грунта и глубины залегания любого кабеля (силового или связи - электрического или оптико-волоконного), т.е. расширение его функциональных возможностей.

При этом обеспечивается высокая точность фиксируемых результатов, поскольку они регистрируются непосредственно во время прокладки кабеля.

Само устройство регистрации кабельной трассы в грунте благодаря наличию небольшого количества используемых составных частей характеризуется простотой конструкции.

Следовательно, можно сделать вывод, что цель, поставленная перед данным изобретением - расширение функциональных возможностей - достигнута.

Несомненным достоинством предложенного устройства регистрации трассы прокладки кабеля в грунте является простота его реализации, основанная на использовании широко известных и применяемых электронных элементов и составных частей.

Предложенное устройство регистрации трассы прокладки кабеля в грунте может найти широкое применение при прокладке всевозможных кабельных линий - силовых и связи, постоянных и временных, электрических и оптико-волоконных.

Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенного устройства регистрации кабельной трассы в грунте, заключается в высокой точности фиксируемых результатов, а также хранении их в электронном виде, что упрощает поиск кабеля при восстановлении и демонтаже, а также способствует автоматизации регистрации его при кадастровом учете.

Количественная величина ожидаемого технико-экономического эффекта от использования предложенного устройства регистрации трассы прокладки кабеля в грунте зависит в первую очередь от области его применения и конкретных вариантов исполнения, - ее определение возможно только после его практической реализации.

Источники информации

1. А.с. СССР №98345 на изобретение «Устройство для определения глубины залегания электрического кабеля».

2. Патент РФ №2656283 на изобретение «Способ определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля».

3. Патент РФ №2656281 на изобретение «Способ применения роя беспилотных летательных аппаратов для дистанционного определения местоположения подземных коммуникаций, их поперечного размера и глубины залегания в грунте».

4. Патент РФ №2664253 на изобретение «Способ дистанционного поиска местоположения подземных коммуникаций и определение их поперечного размера и глубины залегания в грунте».

5. Патент РФ №2635402 на изобретение «Способ определения глубины залегания и расстояния до места прохождения коммуникаций и устройство для его осуществления».

6. Патент РФ №2699379 на изобретение «Способ определения глубины залегания и расстояния до места прохождения коммуникаций».

7. Патент РФ №2713104 на изобретение «Способ определения глубины залегания и расстояния до места прохождения коммуникаций и устройство для его осуществления».

8. Патент РФ №2656295 на изобретение «Способ поиска трассы и определения места повреждения оптического кабеля».

9. Патент РФ №2326343 на изобретение «Способ определения глубины прокладки подводного кабеля».

10. Патент РФ №2743888 на изобретение «Способ контроля глубины прокладки оптического кабеля».

11. Патент РФ №2786685 на изобретение «Способ регистрации кабельной трассы в грунте».

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации трассы прокладки и глубины залегания кабеля. Устройство регистрации трассы прокладки кабеля в грунте состоит из кабелеукладчика, причем в состав устройства дополнительно введены устройство определения координат местоположения кабелеукладчика посредством системы спутниковой навигации, датчик глубины залегания кабеля, устройство анализа грунта, устройство обработки информации и блок памяти электронной вычислительной системы кабелеукладчика. Технический результат – обеспечение возможности регистрации трассы кабеля во время его прокладки в грунте. 1 ил.

Устройство регистрации трассы прокладки кабеля в грунте, состоящее из кабелеукладчика, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно введены устройство определения координат местоположения кабелеукладчика посредством системы спутниковой навигации, датчик глубины залегания кабеля, устройство анализа грунта, устройство обработки информации и блок памяти электронной вычислительной системы кабелеукладчика, при этом выходы устройства определения координат местоположения кабелеукладчика посредством системы спутниковой навигации, датчика глубины залегания кабеля и устройства анализа грунта подключены к соответствующим входам устройства обработки информации, выход которого подключен ко входу блока памяти электронной вычислительной системы кабелеукладчика.