Устройство для определения глубины залегания кабеля Советский патент 1980 года по МПК G01V3/10 

Изобретение относится к области электротехники и техники проводной связи и может быть использовано для поиска кабелей электромагнитными методами. Устройство предназначено для непр рывного определения глубины залегани кабеля, обтекаемого переменным током при передвижении вдоль кабеля. Известны устройства для определения расстояния от кабеля, обтекаемог переменным током, до места измерения с помощью двух, датчиков, расположенных на разных расстояниях от кабеля, Например, прибор типа 121А фирмы Weslern teectric , ClflA 1. Недостатком прибора 121А является сложность процесса измерения, исключающая возможность непрерывного автоматического определения глубины залегания при продвижении вдоль кабеля. Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, в котором два приемных датчика через входной коммутатор и через управляеVibrtl делитель подсоединены ко входу усилителя переменного тока, к выходу которого через выходной коммутатор подключены управляющая и измерительная цепи отрицательной обратной связи (ООС). К дополнительному выходу измерительной цепи ООС подключен выходной индикатор. Дополнительный выход управляющей цепи ООС и выход источника опорного сигнала подключены к отдельным входам нуль-органа, выход которого через запоминающий элемент подключен IK. управляющему входу управляемого делителя. Устройство также содержит блок синхронного управления коммутаторами 2. Данному устройству присущи следую1цие недостатки. ЭДС, индуктированные в датчиках, пр1актически оказываются несинфазными из-за того, что выполнение Датчикрр и их цепей идентичными технически затруднено. Поэтому на дифференциальном выходе датчиков результирующий сигнал представляет собой не алгебраическую разность мгновенных ЭДС, индуктированных в датчиках, .получение которой является необходимым условием работы устройства, а их геометрическую разность, которая, как известно, в зависимости от величины фазового сдвига между этими ЭДС, может быть как более, так и менее их а гебраической разности. Это обстоятельство приводит к погрешности изме рэния., Возникающее при работе электронны коммутатбров шумовое напряжение также геометрически складывается с напр жениями полезных сигналов и является источником дополнительной погрешности, кроме того, коммутация сигналов приводит к комбинационно-частотным погрешностям определения глубины залегания кабеля. Наконец, из-за значительной сложности схемы, габариты и вес устройст ва оказьшаются неприемлемыми для пер носного полевого прибора. Целью изобретения является повыше ние точности определения глубины зал гания кабеля.и упрсвдение устройства. Эта цель достигается тем, что в устройство, содерясащее разнесенные по высоте приемные датчики, упргшляе мый делитель, соединенный с усилителем переменного тока, и индикатор, дополнительновведены детектор и дополнительный. управляемый делитель. Усилитель переменного тока подсоединен к входу Детектора, выход которого соединен с управляющими входами обоих управляемых делителей. Выхбд другого датчика через дополнительный управляемый делитель соединен с индикатором На чертеже изображена структурная схема устройства для определения глубины залегания кабеля, обтекаемого п ременным током. Как показано на схеме, входные датчики 1 (ближний) и 2 (дальний) под ключены соответственно; к сигнальным входам идентичных управляемых делителей 3 и 4 напряжения. Усилитель 5 переменного тока и детектор б под1(:лючён к управляющим входам 7 и 8 делителей. Выход дополнительного делителя подключен к входу выходного индикатора 9, по котором; отсчитьйается глубина залегания кабеля. ... Определение глубины залегания кабеля устройством п рдиез ЬдиГ Йлёдующим образом. При протекании переменного тока в кабеле в расположенных вблизи него датчиках индуктируются ЭДС, величины которых обратно пропорциональны расстояниям между кабелем и датчиками: , м E.,K/h + E,) где Е и EJ, действующие значения ЭДС, индуктированных соответственно в ближнём и дальнём датчик ах; h - расстояние до кабеля от ближнего датчика; . - расстояние йежду датчик ами 1 и 2; k - коэффициент пропорциональности.

746370 Напряжение Ц, ближнего датчика 1 ослабляется делителем 3 обратно пропорционально величине входного напряжения, в результате чего на выхо-. де делителя напряжение Uj. . поддерживается постоянным: 56b.X 4S COn5l, где Kj4 1 - коэффициент передачи делителя 3., Напряжение Uj дальнего датчика 2 до подведения к индикатору 9 ослабляется делителем 4, коэффициент передачи которого К. Kj, поэтому . Заменив в формуле (3) Kg его значеуием, найденным из формулы (2) и, заменяя выхоцные напряжения датчиков выражениями для игщуктированных в них ЭДС, найденными из формулы (1), находим, что на входе индикатора действует напряжение 9ьх 4ЬыГиТг где N - коэффициент пропорциональности. Как видно из формулы (4), сигнал на входе выходного индикатора пропорционален глубине залегания кабеля. Шкала или отсчетное устройство индикатора можёТ быть проградуировано непосредственно в значениях глубины залегания кабеля. Отсутствие в схеме устройства электронной коммутации сигналов и независимость работы устройства от фазового сдвига между сигналами, -индуктированными в датчиках, повышают точность измерения глубины, в особенности при малых уровнях сигналов, индуктированных в датчиках. Из формулы (4) следует, что начальный участок шкалы индикатора растянут. Это обстоятельство также способствует повыше-. НИК) точности измерений при относительно малых глубинах залегания кабеля, соответствующих нормам глубин (0,8 1,2м) прокладки кабелей связи. Устройство отличается невысокой стоимостью, малыми габаритами и весом. Габариты и. особенно вес, а также повышение точности измерений являются определяющими для переносного прибора, с которым оператору в течение всего рабочего ня приходится продвигаться вдоль трасс кабелей при их прокладке или-паспортизации, что существенно влияет на производительность труда оператора. Формула изобретения Устройство для определения глубины залегания кабеля, содержащее разне5746сенные по высоте приемные датчики, один из которых через управляемый делитель соединен с усилителем переменного тока, и индикатор, о т л и чающеес я тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения устройства, оно снабжено детектором и дополнительным управляемым делителем, причем детектор подключен между выходом усилителя и управляющими входами обоих управляемых делителей, а другой датчик через второй управляемый делитель подсоединен к индикатору. Источники инфо эмации, принятые во внимание при экспертизе 1.J . Be f е L aboratories Recerd , November, 1965, 400-401. 2.Авторское свидетельство СССР 385251, кл. G 01 V 3/00, 1973 (прототип) .