Устройство для определения местоположения скрытых металлопроводов Советский патент 1981 года по МПК G01V3/11 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ СКРЫТЬК МЕТАЛЛОПРОВОДОВ Изобретение относится к поисковой геофизике и может быть использовано для поиска скрытого металлопровода. Известно устройство для измерения глубины залегания металлопроводов и направления их трассы, содержащее генератор переменного тока, возбуждающую и приемные катушки, а также измерительный блок 1, Такое устройство позволяет определять глубину залегания металлопровода по отдельным точкам. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сходности является устройство для определения местоположения проводящего тела, содержащее генератор.переменного напряжения, возбуждающую катушку, подключенную к генератору, две индукционные приемные катушки, усилитель, подключенный к приемным катушкам, датчик скорости с регулятором скоро ти движения, сравнивающее устройство источник опорного сигнала, выделител экстремумов, ключи, счетчик ИМПУЛЬСОВ, дешифратор, преобразователь напряжение - частота, отсчетное усГтро ство, триггеры, схему ИЛИ, расширитель импульсов и индикаторы знаков угла, которые позволяют определить местоположение и глубину залегания протяженного проводника при пересечении его трассы движущимися транспортными средствами без его остановки f2 . Недостатком такого устройства является возможность определения глубины залегания проводящего тела только по отдельнвлм точкам. Цель изобретения - повьпление точности измерения путем непрерывного измерения глубины и направления залегания металлопроврда. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения местоположения скрытых металлопроводов, содержащее генератор переменного напряжения, возбуждающую катушку, под.члюченнугс к генератору, Яве индукционные приемные катушки, усилитель, подключенный к приемным катушкам, триггер, индикатор и регистратор, введены поворотная платформа, две вертикальные установныб катушки и катушка поиска трассы, закрепленные вместе с приемшлмн катушкс1ми на поворотной платформе-, двухфазный асинхронный двигатель, датчики возврата и угла поворюта платформы, измеритель угла поворота, элемент памяти, дифференциатор, релеустановки поворот ной платформы, реле включения измере ний, амплитудно-фазовый детектор, первый и второй дополнительные усилители, усилитель-детектор, фазовращатель, трансформатор и переключател с тремя парами контактов, причем одна из приемных катушек расположена горизонтально, а другая - вертикальн установочные катушки включены встречно и расположены так, что плоскрсть проходящая через их оси, перпендикулярна к оси горизонтальной приемной катушки, и подключены через первый дополнительный усилитель и нормально замкнутые контакты реле установки -с первой обмоткой двухфазного асинхронного двигателя, ось которого механически связана с осями поворотной платформы, датчиков возврата и угла поворота, вторая обмотка асинхронного двигателя подключена к выходу генератора через фазовращатель, выход генератора подключен через трансформатор, датчик воз врата и контакты реле установки поворотной платформы - к входу первой обмотки асинхронного двигателя, катушка поиска трассы через усилитель детектор подключена к реле установки поворотной платформы и входу дифференциатора, выход которого подключе к входу триггера, подключенного выходом к реле включения измерений, измерительный вход амплитудно-фазового детектора подключен через второй дополнительный усилитель и первую пару контактов переключателя к выходу катугики поиска трассы, опорный вход амплитудно-фазового детектора подключен через фазовращатель к выходу генератора, а его выход к индикатору, выход усилителя подключен через нормально разомкнутые контакты реле включения измерений и параллельно им включенную вторую пару контактов переключателя к входу элемента памяти, выход которого подключен через нормалг но замкнутые контакты этого реле и параллельно им включенную третью пару контактов переключателя к регистратору. На фиг,1 показана блок- -схема уст ройства на фиг.2 - схема измерений Устройство содержит генератор 1 переменного напряжения, возбуждающую катушку 2, горизонтальную приемную катушку 3, вертикальную приемную ка тушку 4, две вертикальные установоч ные катушки 5 и б, катушку 7 поиска трассы, усилитель-детектор 8, реле 9 установки поворотной платформы, , контакты 10 и 11 этого реле, первый дополнительный усилитель 12, двухфаз ный асинхронный двигатель J3, фазовращатель 14, поворотную платформу 15, датчик 16 возврата, датчик 17 у ла-поворота, дифференциатор 18, три гер 19, реле 20 включения измерений, контакты 21 и 22 этого реле, усилитель 23, элемент 24 памяти, регистра- тор 25, второй дополнительный усилитель 26, амплитудно-фазовый детектор 27, индикатор 28, трансформатор 29, измеритель 30 угла поворота, переключатель 31, контакты 32-34 этого переключателя. Устройство работает следующим образом. При подходе транспортного средства с расположенным на нем устройством для определения местоположения скрытых металлопроводов к пересекаемой трассе электромагнитное поле возбуждающей катушки 2 облучает металлопровод и наводит на нем ток, обуславливающий вторичное электромагнитное поле. Это поле наводит ЭДС на приемных индукционных катушках 3 и 4, вер тикальных установочных катушках 5 и б, и катушке 7 поиска трассы. Напряжение с выхода катушки 7 поиска трассы поступает на вход усилителя-детектора 8, ас его выхода - на обмотку реле 9 установки поворотной платформы 9. Релэ срабатывает,замыкает контакты 10 и размыкает контакты 11.Если трасса металлопровода не перпендикулярна курсу транспортного средства, то на выходе катушек 5 и б появляется разностное напряжение, фаза которого будет равна О, .или Р в зависимости от того, какая катушка ближе к металлопроводу. Это напряжение усилено перВЕЛМ дополнительным усипителем 12 через замкнутые контакты 10, в обмотку которого поступает напряжение генератора через фазовращатель 14. Двигатель, вращаясь, поворачивает поворотную платформу 15 так, что вертикальные катушки 5 и 6 устанавливаются на одинаковом расстоянии от металлопровода, т.е. параллельно ему. Разностный сигнал на их выходе отсутствует и двигатель останавливается. При своем вращении двигатель поворачивает на тот же угол датчик 16 возврата и датчик 17 угла поворота и. измеритель 30 угла поворота показывает угол пересечения трассы металлопровода . При дальнейшем приближении транспортного, средства к трассе напряжение на катушке поиска трассы будет медленно возрастать, а затем быстро убывать и при положении катушки поиска . над осью металлопровода будет равно нулю, а затем быстро возрастает. В момент быстрого падения напряжения на выходе дифференциатора 18 появляется отрицательное напряжение, которое перебрасывает триггер 19 во второе устойчивое состояние, реле 20 включения измерений срабатывает, замыкает свои контакты 21, размыкает контакты 22, подключает к выходу усилителя 23 элемент 24 памяти и отклю чает регистратор 25. Усилител% 23 усиливает выходные напряжения горизонтальной 3 и вертикальной 4 прием ных катушек, имеющих общий геометр .ческий центр и отстоящих в горизон тальной плоскости от катушки 7 поис ка трассы на фиксированном расстоя нии - (фиг, 2). Выходной сигнал усилителя пропорционален отношению амп туд напряжений горизонтальной 3 и вертикальной 4 приемных катушек. В момент быстрого возрастания на пряжения на катушке 7 поиска трассы на выходе дифференциатора 18 появля ется положительное напряжение, кото рое возвращает триггер 19 в первона чальное состояние. Реле 20 включения измерений размыкает контакты 21 и замыкает контакты 22, отключив от усилителя 23 элемент 24 памяти и по ключив его к регистратору 25. Таким образом, измерение глуб.ины залегания металлопроводов осуществляется в момент нахождения катуики 7 поиска трассы над металлопроводом При этом ЭДС, наводимые вторичным магнитным полем металлопровода в го ризонтальной и вертикальной приемных катушках 3 и 4, пропорциональны соответственно синусу и косинусу уг ла d, (фиг. 2), а их отношение, опре деляемое усилителем 23 - тангенсу этого угла, T.e.Vi/ Для непрерывного измерения глубины залегания металлопровода по всей его трассе транспортное средство устанавливают вдоль трассы. В этом случае угол поворота поворотной плат формы будет составлять О или 180. Катушку 7 поиска трассы устанавливаю так, чтобы на ее входе был нуль. Для этого переключают переключатель 31 так, чтобы его контакты 32-34 были замкнуты. В этом случае выход катушки поиска трассы будет постоянно соединен с входом второго.дополнительного увеличителя 26, а выход усилителя 23 через элемент 24 памяти соединен с регистратором 25. На входе амплитудно-фазового детектора 27, если ось катушки 7 поиска трас- сы будет смещена с трассы металлопровода, появляется напряжение. Для движения по трассе перемещением .транспортного средства .добиваются нулевого напряжения на выходе амплитудно-фазового детектора 27 и сохран ют это положение. Вход элемента 24 памяти постоянно подключен к выходу усилителя 23, а выход его постоянно подключен к регистратору 25. Таким образом, на регистраторе 25 непрерывно записывается значение глубины залегания металлопровода при движении транспортного средства по его трассе. При этом целесообразно синхронизировать скорость движениг регистрирующего устройства 25 со скоростью движения транспортного средства. При движении параллельно трассе металлопровода необходимо установить транспортное средство на фиксированном расстоянии от трассы металлопровода, измзиением направления оси транспортного средства добиться нулевого напряжения на выходе амплитудно-фазового детектора 27 и двигаться., сохраняя это нулевое положение. Положительный эффект предлагаемого устройства состоит в том, что глубину залегания и угол, под которым пересекается трасса металлопровода, измеряют в процессе движения транспортного средства без его ,остановки, что значительно повышает скорость и точность измерения и рекогносцировки трассы. Кроме того, устройство позволяет непрерывно определять глубину залегания металлопровода на всем его протяжении с движущегося по его трассе транспортного средства, обеспечивает прокладку подземных магистралей параллельно ранее проложенному металлопроводу. Формула изобретения Устройство для определения местоположения скрытых металлопровс.: п, содержащее генератор переменного напряжения, вэзбуждакедую катушку, подключенную к генератору, две индукционные приемные кату1., усилитель, подключенный к приемным катушкгхм, триггер, индикатор и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности из(ерения путем непрерывного измерения глубины и направления залегания металлопровода, в него дополнительно введены поворотная платформа, две вертикальные установочные катуижи и кат лика поиска трассы, закрепленные вместе с приемными катуиками на поворотной платформе, двухфазный асинхронный двигатель, датчики возврата и угла поворота платформы, измеритель угла поворота, элемент памяти, дифференциатор, реле установки поворотной платформы, реле включения измерений, амплитудно-фазовый детектор, первый и второй дополнительные усиители, усилитель-детектрр, фазовраатель, трансформатор и переключатель тремя парами контактов, причем дна из приемных катушек расположена оризонтально, а другая - вертикальо, установочные катушки включены стречно и расположены так, что плосость, проходящая через их оси, перендикулярна к оси горизонтальной риемной катушки, и подключены ерез первый дополнительный усилитель

И нормально замкнутые контакты реле установки С первой обмоткой двухфазного асинхронного двигателя, ось которого механически связана с осями поворотной платформы, датчиков возврата и угла поворота, вторая обмотка асинхронного двигателя подключена к выходу генератора через фазовращатель, выход генератора подключен через трансформатор, датчик возврата и контакты реле установки поворотной платформы - к входу первой обмотки асинхронного двигателя, катушка поиска трассы через усилитель-детектор подключена к реле установки поворотной платформы и входу дифференциатора, выход которого подключен к входу триггера, подключенного выходом к реле включения измерений, измерительный вход амплитудно-фазового детектора подключен через второй дополнительный усилитель и первую пару

контактов переключателя к выходу катушки поиска трассы, опорный вход амплитудно-фазового детектора подключен через фазовращатель к выходу генератора, а его выход - к индикаJ тору, выход усилителя подключен через нормально разомкнутые контакты реле, включения измерений и параллельно им включенную вторую пару контактов переключателя к входу эле. мента памяти, выход которого подключен через нормально замкнутые контакты этого реле и параллельно им включенйую третью пару контактов переключателя к регистратору.

Источники .информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 232405, кл. G 01 V 3/10, 1966..

2.Авторское свидетельство СССР

№ 606150, кл. G 01 V 3/08, 1976 (прототип) .