Лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля Российский патент 2024 года по МПК G01B11/22 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения глубины залегания кабеля в земле.

Известен индукционный искатель повреждений в подземных кабельных линиях ИП-7, содержащий статический генератор звуковой частоты 1020 Гц, приемно-усилительное устройство в составе приемной ферритовой антенны, низкочастотного резонансного усилителя, настроенного на резонансную частоту 1020 Гц, батареи питания и головных телефонов. Конструктивно усилитель выполнен в виде переносной трости, к нижнему концу которой крепится под углом 45° ферритовая антенна, а в верхней части трости расположен низкочастотный резонансный усилитель, батареи питания, гнезда для подключения головных телефонов и головные телефоны (Искатель повреждений в подземных кабельных линиях ИП-7. Техническое описание и инструкция по эксплуатации - Одесса, 1980.).

Недостатком такого устройства для определения глубины залегания кабеля является высокая погрешность, обусловленная наличием помех от рядом проходящих электрокабелей, газопровода или теплотрассы, так как полезный сигнал забивается посторонними шумами, и определить минимум полезного сигнала на слух через головные телефоны становится невозможно. Кроме того, вблизи изгибов кабелей, колен, тройников, спусков, отводов, разветвлениях и ответвлениях кабельной линии погрешность становится недопустимо высокой. Поэтому метод 45°, который используется в искателе ИП-7 для определения глубины залегания кабеля, в этом случае не применим.

Определение глубины залегания кабеля индукционным искателем повреждений ИП-7 также будет неточным при наличии аудиопомех или в том случае, когда сигнал генератора звуковой частоты распространяется на близлежащую кабельную линию. Это наиболее часто встречающийся источник погрешности измерения глубины залегания кабеля: наличие значительного сигнала, наведенного в соседнюю линию, часто может вызвать погрешность более 50%.

Неточная или искаженная информация может стать причиной ошибок в интерпретации полученных данных и вызвать дополнительные затраты на устранение повреждения кабеля и/или подвергнуть опасности жизнь и здоровье людей.

Кроме этого при определении глубины залегания кабеля индукционным искателем повреждений ИП-7 по минимуму или максимуму прослушиваемого звукового сигнала в головных телефонах на выделении максимального или минимального звукового сигнала, определяющего глубину залегания в месте повреждения кабеля, негативно сказывается физиологическая особенность человеческого уха, не всегда способного выделить полезный звуковой сигнал на фоне помех при больших переходных сопротивлениях из-за очень малого тока замыкания, протекающего по жиле и в месте повреждения кабеля, что не позволяет точно фиксировать звуковой сигнал от этого тока в головных телефонах и, следовательно, точно определить глубину залегания кабеля.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и принятым авторами за прототип является лазерный дальномер Vektor 60/80, содержащий корпус, рабочую панель с одним входом и одним выходом, на которой размещены жидкокристаллический дисплей, кнопка включения/выключения устройства, и кнопка выбора функций FUNC, сложение и вычитание показаний «±», кнопка выбора точки отсчета 3, кнопка «Выкл. Прибора/ Остановка измерения/ Сброс значений/Выход из режима» C/OFF, при этом в корпусе размещены фото диодный приемник с приемной оптикой, блок измерения временных интервалов с первым и вторым входами, полупроводниковый лазер с передающей оптикой микрокомпьютер с первым и вторым входами и первым и вторым выходами и аккумуляторная батарея, при этом первый выход микрокомпьютера подключен к первому входу рабочей панели, первый вход блока измерения временных интервалов подключен к выходу полупроводникового лазера, его второй вход - к выходу фотодиодного приемника, а выход блока измерения временных интервалов подключен к первому входу микрокомпьютера, ко второму входу которого подключен первый выход рабочей панели (Руководство пользователя. Лазерный дальномер Vektor 60/80. Интернет-сайт https://ru.manuals.plus/condtrol/vector-6080-laser-distan.ce-meter-manual#axzz8II1ev9Iw (дата обращения 6.10.2023 г.).

Недостатками этого устройства являются:

1. Невозможность получения точной информации о глубине залегания прокладываемого кабеля по всей его длине в не засыпанной землей траншее и сохранения этой информации.

2. Невозможность привязки через определенные интервалы расстояния точек измерения глубины залегания кабеля, определяемых рельефом местности и наличием поворотов, изгибов и соединительных муфт, пересечений с трубопроводами различного назначения, другими кабельными линиями, переходов через железные и автомобильные дороги, водоемы и пр., и соответствующей им измеренной на этапе прокладки кабеля глубины его залегания по всей его длине к спутниковым координатам и к привязанной ранее к капитальным сооружениям, естественным ориентирам местности и к спутниковым координатам топографической схеме прокладки кабельной линии.

3. Невозможность хранения информации о глубине залегания кабеля в точках ее измерения, привязанной к топографической схеме прокладки кабельной линии и к спутниковым координатам.

4. Невозможность определения глубины залегания кабеля в засыпанной землей траншее, так как лазерный луч не проходит сквозь слой земли.

5. Наличие опасности поражения электрическим током персонала, производящего земляные работы на трассе кабеля, так как не известна точная глубина прокладки кабеля в засыпанной землей траншее.

Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование лазерного устройства для определения глубины залегания кабеля, позволяющее обеспечить улучшение его эксплуатационных характеристик.

Технический результат заявленного изобретения:

1. Обеспечение возможности получения точной информации о глубине залегания прокладываемого кабеля по всей его длине в не засыпанной землей траншее и сохранения этой информации.

2. Обеспечение возможности привязки через определенные интервалы расстояния точек измерения глубины залегания кабеля, определяемых рельефом местности и наличием поворотов, изгибов и соединительных муфт, пересечений с трубопроводами различного назначения, другими кабельными линиями, переходов через железные и автомобильные дороги, водоемы и пр., и соответствующей им измеренной на этапе прокладки кабеля глубины его залегания по всей его длине к спутниковым координатам и к привязанной ранее к капитальным сооружениям, естественным ориентирам местности и к спутниковым координатам топографической схеме прокладки кабельной линии.

3. Обеспечение возможности хранения информации о глубине залегания кабеля в точках ее измерения, привязанной к топографической схеме прокладки кабельной линии и к спутниковым координатам.

4. Обеспечение возможности точного определения глубины залегания кабеля в засыпанной землей траншее.

5. Повышение безопасности выполнения земляных работ на трассе кабельной линии при устранении повреждения кабеля.

Технический результат достигается тем, что в лазерном устройстве для определения глубины залегания кабеля, содержащем корпус, рабочую панель с первым входом и первым выходом, на которой размещены жидкокристаллический дисплей, кнопка включения/выключения устройства, при этом в корпусе размещены фотодиодный приемник с приемной оптикой, блок измерения временных интервалов с первым и вторым входами, полупроводниковый лазер с передающей оптикой микрокомпьютер с первым и вторым входами и первым и вторым выходами и аккумуляторная батарея, при этом первый выход микрокомпьютера подключен к первому входу рабочей панели, первый вход блока измерения временных интервалов подключен к выходу полупроводникового лазера, его второй вход - к выходу фотодиодного приемника, а выход блока измерения временных интервалов подключен к первому входу микрокомпьютера, ко второму входу которого подключен первый выход рабочей панели, рабочую панель дополнительно оборудуют вторым выходом и вторым входом, на ней дополнительно устанавливают кнопку включения подрежимов и кнопку измерения глубины по спутниковым координатам, при этом лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля дополнительно содержит блок памяти с первым, вторым и третьим входами, miniUSB-разъемом и одним выходом, выполненный с возможностью подключения к внешнему накопителю через miniUSB-разъем, приемник спутниковых сигналов с жидкокристаллическим дисплеем и кнопкой включения/выключения, вход которого подключают к приемной спутниковой антенне, а выход - ко второму входу блока памяти, первый вход которого подключают ко второму выходу микрокомпьютера, а микрокомпьютер дополнительно оборудуют третьим входом, к которому подключают второй выход рабочей панели, и четвертым входом, к которому подключают выход блока памяти, а также третьим выходом, который подключают ко входу полупроводникового лазера, четвертым выходом, который подключают ко входу фотодиодного приемника, пятым выходом, который подключают к третьему входу блока памяти, и шестым выходом, который подключают ко второму входу рабочей панели.

Технический результат достигается следующим образом:

1. Обеспечение возможности получения точной информации о глубине залегания прокладываемого кабеля по всей его длине в не засыпанной землей траншее и сохранения этой информации достигается тем, что микрокомпьютер дополнительно оборудуют третьим выходом, который подключают к входу полупроводникового лазера и четвертым выходом, который подключают ко входу фотодиодного приемника, на рабочей панели дополнительно устанавливают кнопку включения подрежимов, а лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля дополнительно содержит блок памяти с первым, вторым и третьим входами, miniUSB-разъемом и одним выходом.

Дополнительное оборудование микрокомпьютера третьим и четвертым выходами, подключение третьего выхода к входу полупроводникового лазера, а четвертого выхода - ко входу фотодиодного приемника позволяют получить точную информацию о глубине залегания прокладываемого кабеля по всей его длине в не засыпанной землей траншее. Для этого оператор однократно нажимает кнопку включения подрежимов на рабочей панели. При этом сигнал от кнопки включения подрежимов с первого выхода рабочей панели поступает на второй вход микрокомпьютера, который формирует сигнал включения полупроводникового лазера и подает его со своего третьего выхода на вход полупроводникового лазера. При этом полупроводниковый лазер включается, и на выходе его передающей оптики появляется лазерный луч. Вторым нажатием кнопки включения подрежимов на рабочей панели оператор включает подрежим измерения глубины залегания кабеля и автоматической записи информации. Сигнал о включении этого подрежима с первого выхода рабочей панели поступает на второй вход микрокомпьютера. По этому сигналу микрокомпьютер формирует сигнал для запуска процесса измерения глубины залегания кабеля и подает этот сигнал со своего третьего выхода на вход полупроводникового лазера. Одновременно микрокомпьютер со своего четвертого выхода подает сигнал на вход фотодиодного приемника. По этому сигналу фотодиодный приемник включается на прием отраженного импульса лазерного луча.

Дополнительная установка блока памяти позволяет сохранять в предлагаемом устройстве информацию о глубине залегания прокладываемого кабеля, измеренной на этапе прокладки кабеля, по всей его длине в не засыпанной землей траншее.

2. Обеспечение возможности привязки через определенные интервалы расстояния точек измерения глубины залегания кабеля, определяемых рельефом местности и наличием поворотов, изгибов и соединительных муфт, пересечений с трубопроводами различного назначения, другими кабельными линиями, переходов через железные и автомобильные дороги, водоемы и пр., и соответствующей им измеренной на этапе прокладки кабеля глубины его залегания по всей его длине к спутниковым координатам и к привязанной ранее к капитальным сооружениям, естественным ориентирам местности и к спутниковым координатам топографической схеме прокладки кабельной линии ввиду отсутствия связи со спутниками, достигается тем, что заявляемое устройство дополнительно содержит приемник спутниковых сигналов с кнопкой включения/выключения, вход которого подключен к приемной спутниковой антенне.

Дополнительная установка приемника спутниковых сигналов, вход которого подключен к приемной спутниковой антенне, позволяет на этапе прокладки кабельной линии привязывать через определенные интервалы расстояния к спутниковым координатам точки, определяемые рельефом местности и наличием поворотов, изгибов и соединительных муфт, пересечений с трубопроводами различного назначения, другими кабельными линиями, переходов через железные и автомобильные дороги, водоемы, и соответствующую им непрерывно измеряемую глубину залегания кабеля по всей его длине.

Дополнительная установка кнопки включения/выключения приемника спутниковых сигналов позволяет включать приемник спутниковых сигналов для установления связи со спутниками и определения спутниковых координат точки измерения глубины залегания кабеля на этапе его прокладки, обеспечивая возможность точного установления координат точки измерения глубины залегания кабеля.

3. Обеспечение возможности хранения информации о глубине залегания кабеля в точках ее измерения, привязанной к топографической схеме прокладки кабельной линии и к спутниковым координатам достигается тем, что лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля дополнительно содержит блок памяти с первым и вторым входами и miniUSB-разъемом, выполненный с возможностью подключения к внешнему накопителю через miniUSB-разъем, и приемник спутниковых сигналов с кнопкой включения/выключения, выход которого подключают ко второму входу блока памяти, первый вход которого подключают ко второму выходу микрокомпьютера, который дополнительно оборудуют третьим входом, а рабочую панель дополнительно оборудуют вторым выходом, и на ней дополнительно устанавливают кнопку включения подрежимов.

Дополнительная установка блока памяти с первым и вторым входами, подключение его первого входа ко второму выходу микрокомпьютера, который дополнительно оборудуют третьим входом, подключение второго входа блока памяти к выходу приемника спутниковых сигналов, выполнение блока памяти с возможностью подключения к внешнему накопителю через miniUSB-разъем, дополнительное оборудование рабочей панели вторым выходом и установка на ней дополнительно кнопки включения подрежимов позволяют подключать внешний накопитель, в котором хранится база данных района электрических кабельных сетей, и осуществлять выгрузку из блока памяти во внешний накопитель информацию о глубине залегания прокладываемого кабеля, измеренной на этапе прокладки кабеля, по всей его длине в не засыпанной землей траншее с привязкой глубины залегания прокладываемого кабеля к топографической схеме прокладки кабельной линии.

Для этого оператор трижды нажимает кнопку включения подрежимов на рабочей панели, при этом включается подрежим выгрузки информации из блока памяти во внешний накопитель. Сигнал от кнопки включения подрежимов со второго выхода рабочей панели поступает на третий вход микрокомпьютера. Микрокомпьютер формирует сигнал управления выгрузки информации из блока памяти и подает его со своего второго выхода на первый вход блока памяти. По этому сигналу производится выгрузка информации из блока памяти через miniUSB-разъем 19 во внешний накопитель.

Во внешнем накопителе, в котором хранится база данных района электрических кабельных сетей, благодаря этому могут храниться данные о топографических схемах прокладки кабельных линий всех электрических кабельных сетей района с привязкой к ней точек с измеренной глубиной залегания кабеля.

4. Обеспечение возможности точного определения глубины залегания кабеля в засыпанной землей траншее достигается тем, что рабочую панель дополнительно оборудуют вторым выходом и вторым входом, на ней дополнительно устанавливают кнопку включения подрежимов и кнопку измерения глубины по спутниковым координатам, при этом лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля дополнительно содержит блок памяти с первым, вторым и третьим входами, miniUSB-разъемом и одним выходом, приемник спутниковых сигналов с жидкокристаллическим дисплеем и кнопкой включения/выключения, вход которого подключают к приемной спутниковой антенне, а выход - ко второму входу блока памяти, первый вход которого подключают ко второму выходу микрокомпьютера, а микрокомпьютер дополнительно оборудуют третьим входом, к которому подключают второй выход рабочей панели, и четвертым входом, к которому подключают выход блока памяти, пятым выходом, который подключают к третьему входу блока памяти, и шестым выходом, который подключают ко второму входу рабочей панели.

Дополнительная установка блока памяти с первым, вторым и третьим входами, miniUSB-разъемом и одним выходом позволяет загружать в него информацию о глубине залегания исследуемого кабеля из внешнего накопителя, измеренной на этапе прокладки кабеля, по всей его длине в соответствии с координатами исследуемых точек на трассе кабельной линии.

Дополнительная установка на рабочей панели кнопки включения подрежимов, оборудование рабочей панели вторым выходом, дополнительное оборудование микрокомпьютера третьим входом, к которому подключают второй выход рабочей панели, обеспечивают включение подрежима загрузки информации из внешнего накопителя в блок памяти. При этом сигнал от кнопки включения подрежимов подается на второй выход рабочей панели и с него поступает на третий вход микрокомпьютера, который формирует сигнал управления и со своего второго выхода подает этот сигнал на первый вход блока памяти. При этом производится загрузка информации из внешнего накопителя в блок памяти.

Дополнительная установка приемника спутниковых сигналов с жидкокристаллическим дисплеем и кнопкой включения/выключения, вход которого подключен к приемной спутниковой антенне, а выход - ко второму входу блока памяти, первый вход которого подключен ко второму выходу микрокомпьютера, позволяют на этапе эксплуатации определять координаты исследуемых точек на трассе поврежденного кабеля. Для этого оператор однократным нажатием кнопки включения/выключения приемника спутниковых сигналов включает приемник спутниковых сигналов. При этом сигнал от приемной спутниковой антенны поступает на вход приемника спутниковых сигналов и, при наличии устойчивой связи приемной спутниковой антенны со спутниками, на экране ЖК-дисплея приемника спутниковых сигналов появляются значения координат (широта и долгота) точки, в которой измеряют глубину залегания кабеля. Этот сигнал с выхода приемника спутниковых сигналов поступает на второй вход блока памяти. Блок памяти производит автоматическое сравнение этих координат с координатами, загруженными в его память из внешнего накопителя.

Дополнительное оборудование рабочей панели вторым входом и вторым выходом и установка на ней кнопки измерения глубины по спутниковым координатам, дополнительное оборудование микрокомпьютера третьим входом, к которому подключен второй выход рабочей панели, четвертым входом, к которому подключен выход блока памяти, пятым выходом, который подключен к третьему входу блока памяти, и шестым выходом, который подключен ко второму входу рабочей панели, позволяют получить точную информацию о глубине залегания исследуемого кабеля. Для этого оператор однократно нажимает на рабочей панели кнопку измерения глубины по спутниковым координатам. При этом сигнал от кнопки через второй выход рабочей панели поступает на третий вход микрокомпьютера, который формирует сигнал управления и подает его со своего пятого выхода на третий вход блока памяти. По этому сигналу блок памяти выдает информацию о глубине залегания кабеля, загруженной в блок памяти из внешнего накопителя и соответствующей координатам (широта и долгота) точки, полученным от приемника спутниковых сигналов. Информация о глубине залегания кабеля с выхода блока памяти в форме аналогового сигнала поступает на четвертый вход микрокомпьютера, который преобразует этот сигнал в цифровой код и со своего шестого выхода подает его на второй вход рабочей панели. При этом на экране ЖК-дисплея рабочей панели появляется информация о глубине залегания кабеля в точках, соответствующих спутниковым координатам, отображенным на экране дисплея приемника спутниковых сигналов.

5. Обеспечение повышения безопасности выполнения земляных работ на трассе кабельной линии при устранении повреждения кабеля, достигается благодаря обеспечению возможности точного определения глубины залегания кабеля в земляной траншее в том месте, где планируется проведение земляных работ.Это в свою очередь обеспечивает возможность предотвращения повреждения кабеля персоналом, производящим земляные работы, и, соответственно, при нахождении кабеля под напряжением обезопасить себя от удара электрическим током, то есть повысить безопасность выполнения земляных работ.

Таким образом, совокупность предложенных признаков позволяет достичь заявленного технического результата.

На фиг. 1 представлена структурная схема заявляемого лазерного устройства для определения глубины залегания кабеля, на фиг. 2 - заявляемое устройство при определении глубины залегания кабеля на этапе его прокладки (в не засыпанной землей траншее), на фиг. 3 - заявляемое устройство при определении глубины залегания кабеля на этапе его эксплуатации в засыпанной землей траншее.

Лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля ЛУГК содержит (фиг. 1-3) корпус 1, рабочую панель РП 6 с первым и вторым входами и первым и вторым выходами, на которой размещены жидкокристаллический дисплей Д_рп 7, кнопка 8 включения/выключения устройства, кнопка 9 включения подрежимов кнопка 10 измерения глубины по спутниковым координатам. В корпусе 1 размещены фотодиодный приемник ФДП 2 с приемной оптикой 11, блок измерения временных интервалов БИВИ 3 с первым и вторым входами и одним выходом, полупроводниковый лазер ППЛ 4 с передающей оптикой 12, микрокомпьютер МК 5 с первым, вторым, третьим и четвертым входами и первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами, блок памяти БП 18 с первым, вторым и третьим входами, miniUSB-разъемом 19 и одним выходом, выполненный с возможностью подключения к внешнему накопителю ВН 17 через miniUSB-разъем 19, приемник спутниковых сигналов ПСС 14 с жидкокристаллическим дисплеем Д_псс 15 и кнопкой включения/выключения 13 и аккумуляторная батарея АБ 25.

Первый выход микрокомпьютера МК 5 подключен к первому входу рабочей панели РП 6. Второй выход микрокомпьютера МК 5 подключен к первому входу блока памяти БП 18. Третий выход микрокомпьютера МК 5 подключен к входу полупроводникового лазера ППЛ 4. Четвертый выход микрокомпьютера МК 5 подключен к входу фотодиодного приемника ФДП 2. Пятый выход микрокомпьютера МК 5 подключен к третьему входу блока памяти БП 18. Шестой выход микрокомпьютера МК 5 подключен ко второму входу рабочей панели РП 6.

Выход полупроводникового лазера ППЛ 4 подключен к первому входу блока измерения временных интервалов БИВИ 3.

Выход фото диодного приемника ФДП 2 подключен ко второму входу блока измерения временных интервалов БИВИ 3.

Выход блока измерения временных интервалов БИВИ 3 подключен к первому входу микрокомпьютера МК 5.

Первый выход рабочей панели РП 6 подключен ко второму входу микрокомпьютера МК 5. Второй выход рабочей панели РП 6 подключен к третьему входу микрокомпьютера МК 5.

Выход блока памяти БП 18 подключен к четвертому входу микрокомпьютера МК 5.

Выход приемника спутниковых сигналов ПСС 14 подключен ко второму входу блока памяти БП 18.

Вход приемника спутниковых сигналов ПСС 14 подключен к приемной спутниковой антенне Acc 16.

Лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля может работать в двух режимах: в режиме измерения глубины залегания кабеля на этапе его прокладки (в не засыпанной землей траншее) и в режиме измерения глубины залегания кабеля на этапе его эксплуатации (в засыпанной землей траншее).

Первый режим - режим измерения глубины залегания кабеля на этапе его прокладки (в не засыпанной землей (фунтом 21) траншее). Измерение глубины залегания кабеля в этом режиме с помощью заявляемого устройства осуществляется в следующей последовательности

1. Оператор однократно нажимает кнопку 8 включения/выключения устройства на рабочей панели РП 6. При этом напряжение питания подается от аккумуляторной батареи АБ 25 на все блоки и элементы устройства (схема подачи питания не показана, как не имеющая отношения к существу изобретения) (фиг. 1).

2. После этого оператор однократно нажимает кнопку 9 включения подрежимов на рабочей панели РП 6. При этом сигнал от кнопки 9 включения подрежимов с первого выхода рабочей панели РП 6 поступает на второй вход микрокомпьютера МК 5, который формирует сигнал включения полупроводникового лазера и подает его со своего третьего выхода на вход полупроводникового лазера ППЛ 4. При этом полупроводниковый лазер ППЛ 4 включается, и на выходе его передающей оптики 12 появляется лазерный луч (фиг. 2).

3. Затем оператор устанавливает корпус 1 лазерного устройства для определения глубины залегания кабеля ЛУГК вертикально на металлическую рейку 20, и направляет лазерный луч на оболочку кабеля 23, глубина прокладки которого подлежит измерению. Наведение лазерного луча оператор осуществляет визуально по «лазерному пятну» на оболочке кабеля 23 (фиг. 2).

4. После этого оператор однократно нажимает кнопку 13 включения/выключения приемника спутниковых сигналов ПСС 14. При этом сигнал от приемной спутниковой антенны Acc 16 поступает на вход приемника спутниковых сигналов ПСС 14 и, при наличии устойчивой связи приемной спутниковой антенны Асе 16 со спутниками, на экране ЖК-дисплея Д_псс, 15 приемника спутниковых сигналов ПСС 14 появляются значения координат (широта и долгота) точки, в которой измеряют глубину залегания кабеля 23. Эти значения с выхода приемника спутниковых сигналов ПСС 14 поступают на второй вход блока памяти БП 18, в котором эти значения автоматически запоминаются. При этом блок памяти БП 18 фиксирует дату и время производства измерения (фиг. 1, 2).

5. Одновременно с этим электрический сигнал с выхода полупроводникового лазера ППЛ 4 поступает на первый вход блока измерения временных интервалов БИВИ 3. Момент приема электрического сигнала с выхода полупроводникового лазера ППЛ 4 фиксируется блоком измерения временных интервалов БИВИ 3, который запускает отсчет времени. Затем отраженный от оболочки кабеля 23 импульс лазерного луча поступает на приемную оптику 11 фотодиодного приемника ФДП 2, который фиксирует момент прихода отраженного импульса, преобразует его в электрический сигнал и посылает этот сигнал со своего выхода на второй вход блока измерения временных интервалов БИВИ 3. По этому сигналу блок измерения временных интервалов БИВИ 3 останавливает отсчет времени (фиг. 1, 2).

На основании полученных данных микропроцессор блока измерения временных интервалов БИВИ 3 определяет пройденное лазерным импульсом расстояние от момента излучения его полупроводниковым лазером ППЛ 4 до момента приема его фотодиодным приемником ФДП 2 путем измерения промежутка времени между приходами электрических сигналов на его первый и второй входы. Затем микропроцессор блока измерения временных интервалов БИВИ 3 формирует и посылает со своего выхода электрический сигнал, пропорциональный глубине залегания кабеля 23, на первый вход микрокомпьютера МК 5.

Расчет глубины залегания кабеля h производится микропроцессором блока измерения временных интервалов БИВИ 3 по известной формуле:

где 3×10⁸ м/с - скорость света, t - промежуток времени между приходами электрических сигнала на первый и второй входы блока измерения временных интервалов БИВИ 3.

Микрокомпьютер МК 5 преобразует полученный сигнал в цифровой код и со своего первого выхода подает этот цифровой код на первый вход рабочей панели РП 6. При этом на экране ЖК-дисплея Д_рп7 рабочей панели РП 6 отображается результат измерения глубины залегания кабеля 23. Одновременно со второго выхода микрокомпьютера МК 5 цифровой код поступает на первый вход блока памяти БП 18. Блок памяти БП 18 производит запись результатов измерения глубины залегания кабеля 23 в свою память, при этом координаты в каждой точке измерения глубины залегания кабеля соответствуют спутниковым координатам, записанным в блок памяти БП 18 из приемника спутниковых сигналов ПСС 14 (фиг. 1).

6. Затем оператор повторно нажимает на панели приемника спутниковых сигналов ПСС 14 кнопку включения/отключения 13, и приемник спутниковых сигналов ПСС 14 отключается от приема спутниковых сигналов.

7. Затем оператор на 1-2 секунды нажимает кнопку 8 включения/выключения устройства на рабочей панели РП 6. При этом лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля ЛУГК выключается, электропитание с блоков и элементов устройства снимается.

8. Далее оператор с лазерным устройством для определения глубины залегания кабеля ЛУГК переходит к следующей точке для измерения глубины залегания кабеля и выполняет все операции по п. 1÷7 вышеописанной методики измерения.

9. После производства измерений глубины залегания кабеля во всех точках и автоматической записи их значений в блок памяти БП 18 оператор с лазерным устройством для определения глубины залегания кабеля ЛУГК перемещается на стационар (офис), включает внешний накопитель ВН 17, подключает его к блоку памяти БП 18 через miniUSB-разъем 19, и производит выгрузку информации из блока памяти БП 18 во внешний накопитель ВН 17 (фиг. 1). Для этого оператор однократно нажимает кнопку 8 включения/выключения устройства на рабочей панели РП 6. При этом питание от аккумуляторной батареи АБ 25 подается на все блоки и элементы устройства (схема подачи питания не показана, как не имеющая отношения к сути изобретения) (фиг. 1). После этого оператор трижды нажимает кнопку 9 включения подрежимов на рабочей панели РП 6, при этом включается подрежим выгрузки информации из блока памяти БП 18 во внешний накопитель ВН 17. При этом сигнал от кнопки 9 включения подрежимов со второго выхода рабочей панели РП 6 поступает на третий вход микрокомпьютера МК 5. Микрокомпьютер МК 5 формирует сигнал управления выгрузки информации из блока памяти БП 18 и подает его со своего второго выхода на первый вход блока памяти БП 18. По этому сигналу производится выгрузка информации из блока памяти БП 18 через miniUSB-разъем 19 во внешний накопитель ВН 17 (фиг. 1).

10. После выгрузки информации из блока памяти БП 18 во внешний накопитель ВН 17 оператор отключает внешний накопитель ВН 17, затем длительно (1-2 сек) нажимает на рабочей панели РП 6 кнопку 8 включения/выключения устройства, при этом лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля ЛУГК выключается, электропитание с блоков и элементов устройства снимается (фиг. 1).

11. После этого оператор отключает внешний накопитель ВН 17 от miniUSB-разъема 19 блока памяти БП 18 (фиг. 1).

Второй режим - режим измерения глубины залегания кабеля на этапе его эксплуатации (в засыпанной землей (грунтом 21) траншее). Измерение глубины залегания кабеля в этом режиме с помощью заявляемого устройства осуществляется в следующей последовательности

1. Оператор первоначально заносит информацию о глубине залегания кабеля 23 по всей длине обследуемой кабельной линии из внешнего накопителя ВН 17 (компьютерной базы данных района электрических кабельных сетей) в блок памяти БП 18 (фиг. 1). Для этого он подключает внешний накопитель ВН 17 через miniUSB-разъем 19 к блоку памяти БП 18. (фиг. 1).

2. Затем оператор однократно нажимает кнопку 8 включения/выключения устройства на рабочей панели РП 6. При этом напряжение питания подается от аккумуляторной батареи АБ 25 на все блоки и элементы устройства (схема подачи питания не показана, как не имеющая отношения к существу изобретения) (фиг. 1).

3. После этого оператор четырежды нажимает кнопку 9 включения подрежимов на рабочей панели РП 6. При этом включается подрежим загрузки информации из внешнего накопителя ВН 17 в блок памяти БП 18. При этом сигнал от кнопки 9 включения подрежимов подается на второй выход рабочей панели РП 5 и с него поступает на третий вход микрокомпьютера МК 5, который формирует сигнал управления и со своего второго выхода подает этот сигнал на первый вход блока памяти БП 18. При этом производится загрузка информации из внешнего накопителя ВН 17 в блок памяти БП 18 (фиг. 1).

5. После окончания загрузки информации из внешнего накопителя ВН 17 в блок памяти БП 18 оператор длительным (1 -2 сек) нажатием кнопки 8 включения/выключения устройства на рабочей панели РП 6 выключает лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля ЛУГК. При этом электропитание всех блоков и элементов устройства отключается.

6. Затем оператор выключает внешний накопитель ВН 17 и отсоединяет его от miniUSB разъема 19 блока памяти БП 18 (фиг. 1).

7. После этого оператор прибывает на трассу поврежденной кабельной линии в зону повреждения кабеля и известными методами (в данной заявке не рассматриваются, как не имеющие отношения к сути изобретения) он определяет ось прохождения трассы кабеля 23 и место повреждения МП 24 (точку измерения глубины залегания кабеля) (фиг. 3).

8. Затем оператор устанавливает корпус 1 лазерного устройства для определения глубины залегания кабеля вертикально над осью кабеля 23 в точке, соответствующей определенному ранее месту повреждения МП 24 (фиг. 3).

9. Однократным нажатием кнопки 8 включения/выключения устройства на рабочей панели РП 6 оператор включает электропитание блоков и элементов заявляемого устройства от аккумуляторной батареи АБ 25 (фиг. 1).

10. Однократным нажатием кнопки включения/выключения 13 приемника спутниковых сигналов ПСС 14 оператор включает приемник спутниковых сигналов ПСС 14.

При этом сигнал от приемной спутниковой антенны Acc 16 поступает на вход приемника спутниковых сигналов ПСС 14 и, при наличии устойчивой связи приемной спутниковой антенны Acc 16 со спутниками, на экране ЖК-дисплея Д_псс, 15 приемника спутниковых сигналов ПСС 14 появляются значения координат (широта и долгота) точки, в которой измеряют глубину залегания кабеля 23. Этот сигнал с выхода приемника спутниковых сигналов ПСС 14 поступает на второй вход блока памяти БП 18. Блок памяти БП 18 производит автоматическое сравнение этих координат с координатами, загруженными в его память из внешнего накопителя ВН 17. (фиг. 1).

11. Затем оператор однократно нажимает на рабочей панели РП 6 кнопку 10 измерения глубины по спутниковым координатам. При этом сигнал от кнопки 10 через второй выход рабочей панели РП 6 поступает на третий вход микрокомпьютера МК 5, который формирует сигнал управления и подает его со своего через пятого выхода на третий вход блока памяти БП 18. По этому сигналу блок памяти БП 18 выдает информацию о глубине залегания кабеля, загруженной в блок памяти БП 18 из внешнего накопителя ВН 17 и соответствующей координатам (широта и долгота) точки, полученным от приемника спутниковых сигналов ПСС 14.

Информация о глубине залегания кабеля с выхода блока памяти БП 18 в форме аналогового сигнала поступает на четвертый вход микрокомпьютера МК 5, который преобразует этот сигнал в цифровой код и со своего шестого выхода подает его на второй вход рабочей панели РП 6. При этом на экране ЖК-дисплея Д_рп 7 рабочей панели РП 6 появляется информация о глубине залегания кабеля в точках, соответствующих спутниковым координатам, отображенным на экране дисплея Д_псс 15 приемника спутниковых сигналов ПСС 14 (фиг. 1).

12. Затем оператор однократно нажимает кнопку 13 включения/выключения, и приемник спутниковых сигналов ПСС 14 выключается.

13. После определения глубины залегания кабеля в исследуемой точке, соответствующей месту повреждения, оператор длительно (1-2 с) нажимает кнопку 8 включения/выключения устройства на рабочей панели РП 6. При этом лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля ЛУГК выключается, электропитание с блоков и элементов устройства снимается (фиг. 1).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения глубины залегания кабеля в земле. Технический результат - обеспечение возможности получения точной информации о глубине залегания прокладываемого кабеля по всей его длине в не засыпанной землей траншее и точного определения глубины залегания кабеля при его эксплуатации в засыпанной землей траншее, повышение безопасности выполнения земляных работ на трассе кабельной линии при устранении повреждения кабеля. Лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля содержит корпус, рабочую панель, на которой размещены жидкокристаллический дисплей, кнопка включения/выключения устройства, кнопка включения подрежимов, кнопка измерения глубины по спутниковым координатам. В корпусе размещены полупроводниковый лазер с передающей оптикой, фотодиодный приемник с приемной оптикой, блок измерения временных интервалов, микрокомпьютер, блок памяти с miniUSB-разъемом, приемник спутниковых сигналов с жидкокристаллическим дисплеем и кнопкой включения/выключения, подключенный к приемной спутниковой антенне, и аккумуляторная батарея. 3 ил.

Лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля, содержащее корпус, рабочую панель с первым входом и первым выходом, на которой размещены жидкокристаллический дисплей, кнопка включения/выключения устройства, при этом в корпусе размещены фотодиодный приемник с приемной оптикой, блок измерения временных интервалов с первым и вторым входами и одним выходом, полупроводниковый лазер с передающей оптикой, микрокомпьютер с первым и вторым входами и первым и вторым выходами и аккумуляторная батарея, при этом первый выход микрокомпьютера подключен к первому входу рабочей панели, первый вход блока измерения временных интервалов подключен к выходу полупроводникового лазера, его второй вход - к выходу фотодиодного приемника, а выход блока измерения временных интервалов подключен к первому входу микрокомпьютера, ко второму входу которого подключен первый выход рабочей панели, отличающееся тем, что рабочая панель дополнительно оборудована вторым выходом и вторым входом, на ней дополнительно установлены кнопка включения подрежимов и кнопка измерения глубины по спутниковым координатам, при этом лазерное устройство для определения глубины залегания кабеля дополнительно содержит блок памяти с первым, вторым и третьим входами, miniUSB-разъемом и одним выходом, выполненный с возможностью подключения к внешнему накопителю через miniUSB-разъем, приемник спутниковых сигналов с жидкокристаллическим дисплеем и кнопкой включения/выключения, вход которого подключен к приемной спутниковой антенне, а выход - ко второму входу блока памяти, первый вход которого подключен ко второму выходу микрокомпьютера, а микрокомпьютер дополнительно оборудован третьим входом, к которому подключен второй выход рабочей панели, и четвертым входом, к которому подключен выход блока памяти, а также третьим выходом, который подключен к входу полупроводникового лазера, четвертым выходом, который подключен к входу фотодиодного приемника, пятым выходом, который подключен к третьему входу блока памяти, и шестым выходом, который подключен ко второму входу рабочей панели.