一種用於探測掩埋導體的系統的製作方法

2023-09-25 19:27:35 4

專利名稱：一種用於探測掩埋導體的系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於探測埋入式導體的系統。
背景技術：
在掩埋有電力電纜、光纖電纜或公用管道的地方開始挖掘或其他工作之前，確定 這些掩埋的電纜或管道的位置以確保其在工作期間不受損壞是非常重要的。一旦確定了掩 埋的公共設施的位置，則能夠計算該公共設施的位置以確定安全的挖掘深度。載流導體發射能夠通過電子天線而被探測到的電磁輻射。如果為光纖電纜或非金 屬公用管道配置了小型電子伴隨管線，則可以在伴隨管線中感應到交流電流，其交流地放 射出電磁輻射。眾所周知的，使用探測器以探測由交流載流導體發射的電磁場。這樣的探測器中的一種在兩種模式中的一種下工作，稱為「主動的」或「被動的」模 式。每種模式具有其各自的探測頻率帶寬。被動模式包括「電源，，模式和「無線電」模式。在電源模式中，探測器探測由運載 交流電力網供電的導體產生的50/60HZ的磁場，或者作為附近的運載AC電源的電纜的結果 的導體再次輻射的，具有達到約5KHz的較高諧頻的磁場。在無線電模式中，探測器探測超 低頻(VLF)無線電能量，其由掩埋導體再次輻射。傳統的VLF無線電信號源是多個VLF長 波發射器，包括商用的和軍用的。主動模式中，單獨的信號發射器產生出具有已知頻率和調製的交變磁場，其感應 附近的掩埋導體中的電流。該信號發射器可以直接地連接到導體或，在直接連接訪問不可 能的地方，信號發射器可以靠近掩埋導體布置且在導體中感應信號。該掩埋導體再次輻射 信號發生器產生的信號。當使用主動模式時必須考慮一些因素。當發射器是常規的由單板電池提供電力時 有效產生測試信號的同時儘可能保存電力消耗是很重要的，以便於延長發射器電池的使用 壽命。所以從發射器輸出的信號能量應該降至最小以減少電池消耗。另外，連接到不必要 線路和覆蓋線路的高能量信號會造成探測目標埋地導體困難。發射器能夠被設置為以一定頻率和波形類型發射交流測試信號。頻率的選擇取決 於許多因素，例如方便的感應埋地導體內的測試信號和來自周圍信號的幹擾。關於交流測試信號頻率的選擇，高頻率信號通常用於高電阻線路或低絕緣電信線 路，儘管沿著導體距離比低頻信號減少的更迅速。中間頻率信號通常用於系統供電電纜和 連續金屬管線而低頻信號用於應用定義終端的長途追蹤(地)。頻率最初選擇測試信號可能不適合，由於周圍環境的幹擾信號。信號正在開展的 其他鄰近導體在相同的頻率，或具有諧波頻率相同的頻率測試信號可能導致窮人信噪比信 號的接收器探測到。由於這種幹擾周圍頻率，可能需要改變的頻率測試信號所產生的發射 器，以避免幹擾周圍頻率。因此，在掩埋導體中使用發射器產生交流測試電流時，操作者可能需要反覆設置 發射器信號功率和頻率，以便使所產生的信號發射器是一個合適的頻率，這樣被探測的接收器和一個有效的能源。這就需要對於發射器和接收器有一個單獨操作者參與，或接收器 的操作者反覆在發射器和位於接收器目標地點之間的旅行，所以這個是很費時的。Schonstedt Instruments Co.的美國專利US 6356082揭露了一個探測掩埋導體 的系統，包括一個發射器和一個接收機，在兩者之間建立一個無線連結，從而允許遠離發射 器的操作員從接收機處就可以從發射器處得到重要信息，並且控制發射器的操作。當將一個測試信號應用於一個待追蹤的目標掩埋導體的時候，如果有第二個掩埋 導體非常接近於目標導體，就會有困難產生。當第二個導體載有接地迴路電流的時候，由於 兩個掩埋導體之間的耦合電容或直接接合，載有測試信號的目標掩埋導體輻射的場可能會 在第二個掩埋導體上感應出電流。第二個導體上的感應電流會使第二個導體產生再輻射， 並且被接收機接收。因此，當追蹤掩埋導體路徑的時候，需要確認被追蹤的導體是目標導體 而不是第二個掩埋導體，因為測試信號從目標導體上耦合到第二個掩埋導體上。雷迪有限公司的專利W090/09601描述了一個追蹤一個掩埋的通電導體，具體內 容如下。一個交流測試信號具有第一和第二部分，其頻率和相位相關，應用於一個目標導 體，並且電磁場從多個不同的地點被探測。通過考慮第一和第二部分的相位，可以確定被探 測到的導體是目標導體還是第二個導體。在本申請中我們描述一種改進的能克服一些傳統系統中的缺點的探測埋入式導 體系統
實用新型內容本實用新型的第一個目的是提供了一個用於探測掩埋導體的系統，該系統包括 一在掩埋導體中用於產生交流測試電流的裝置，所述測試電流包括第一組件和第二組件， 第二組件具有與第一組件的頻率不相同的頻率；在所述掩埋導體中，用於探測由測試電流 產生的電磁場的裝置，以及用於測定第一組件和第二組件之間相位差的裝置，和用於提供 在用於探測電磁場的裝置和用於產生交流測試電流的裝置之間的通信連結；其中用於探測 電磁場的裝置和用於產生交流測試電流的裝置分別被配置為具有以下通訊連結關係的裝 置用於測試電磁場裝置可改變第一組件和第二組件之間的相位差。用於產生交流測試電流的裝置和用於探測電磁場的裝置被配置為具有以下通訊 連結關係的裝置用於探測電磁場的裝置可改變第一組件和第二組件之間的相位差，是通 過用於探測電磁場的裝置被配置去比較相對參考相位差和第一組件和第二組件之 間的相位差，以此計算相位蠕變；當相位蠕變高於低門限值和低於高門限值時，用於探測電 磁場的裝置被配置去傳送命令到用於產生交流測試電流的裝置，以此來改變第一組件和第 二組件之間的相位差；和用於產生交流測試電流的裝置被配置來接受從用於探測電磁場的 裝置傳送來的命令，以此去改變第一組件和第二組件之間的相位差。用於探測電磁場的裝置包括一用戶界面，和被配置為當相位蠕變高於上門限值時 傳送警告的用於探測電磁場的裝置。該警告包括一第一組件和第二組件其中之一相位反相的警告，或者一通過用於探 測電磁場的裝置來探測到的電磁場不能通過掩埋導體中測試電流產生的警告。低門限值是5度，優選3度和2度。上門限值值是60度，優選80度和88度。[0024]沿著所述掩埋導體的位置上，參考相位差可以被測定。在用於探測電磁場的裝置和用於產生交流測試電流裝置之間的通信連結，是通過 每個用於產生交流測試電流裝置和用於探測電磁場的裝置上的收發器來產生的。通信連結可能是一個雙工的或者半雙工無線或有線通信連結。無線通信可以使用 藍牙通信協議。如果沒有系統的操作員的介入，就可以配置用於探測電磁場的裝置去改變第一組 件和第二組件之間相位差。依靠輸出模塊，用於產生交流測試電流裝置中可能產生所述掩埋導體的測試電 流。因為在所述的掩埋導體中，輸出模塊直接連接到部分掩埋導體上或者在掩埋導體周邊 夾住，這樣該輸出模塊放射出一電磁場來感應測試電流。用於探測電磁場的裝置包括多個用於探測電磁場的天線，而這些天線是通過在掩 埋導體中通過測試電流來產生的，其中每個天線都能輸出典型的電磁場強度信號。該系統進一步包括一用於放大磁場強度信號的放大器。該系統進一步包括將轉換磁場強度信號成數位訊號的數字變換器的模擬裝置； 和安排處理數位訊號和隔絕預定頻段的信號的數位訊號處理器。本實用新型的第二個目的是提供了一種探測掩埋導體的方法，其包括提供了一 種用於在掩埋導體中產生一交流測試電流的發射器，該測試電流包括具有第一組件和頻率 不同於第一組件的第二組件；提供了在掩埋導體中用於探測電磁場通過測試電流產生的接 收器，和用於測定在接收器中第一組件和第二組件之間相位差的接收器；提供了一發射器 和接收器之間的通信連結；和經過發射器和接收器之間的通信連結，接收器可改變第一組 件和第二組件之間的相位差。接收器可能改變第一組件和第二組件之間相位差，並通過將參考相位差與第一 組件和第二組件之間接收器的相位差作比較，以此計算相位蠕變；比較低門限值和高門限 值的相位蠕變；當相位蠕變高於低門限值和低於高門限值時，就從接收器到發射器中傳送 命令，以此來改變在第一組件和第二組件之間相位差；改變在第一組件和第二組件之間在 發射器中的相位差。接收器包括用戶界面和一警告信息，當相位蠕變高於高門限值時，接收器中就會 顯示警告信息。該警告包括一第一組件和第二組件其中之一相位相反的警告，或者一通過 用於探測電磁場的裝置來探測到的電磁場不能通過掩埋導體中測試電流產生的警告。低門限值是5度，優選3度和2度。上門限值是60度，優選80度和88度。沿著所述掩埋導體的位置上，參考相位差可以被測定。在接收器和發射器之間有通信連結，是通過每個接收器和發射器上的收發器來產 生的。通信連結是一個雙工的或者半雙工無線或有線通信連結。無線通信連結可以使用 藍牙通信協議。其中如果沒有系統的操作員的介入，用於探測電磁場的裝置配置於改變第一組件 和第二組件之間相位差。其中依靠輸出模塊，所述掩埋導體的測試電流能被用於產生交流測試電流裝置產生，在所述的掩埋導體中，所述的輸出模塊直接連接到部分掩埋導體上或者在掩埋導體周 邊夾住，這樣所述的輸出模塊放射出一電磁場來感應測試電流。接收器包括多個用於探測電磁場的天線，而這些天線是通過在掩埋導體中通過測 試電流來產生的，其中每個天線都能輸出典型的電磁場強度信號。本實用新型方法進一步包括用於放大磁場強度信號的放大器，和將轉換磁場強度 信號成數位訊號的數字變換器的模擬裝置；和安排處理數位訊號和隔絕預定頻段的信號的 數位訊號處理器。通過本實用新型的另一目的是提供了一種測試掩埋導體的系統，其包括一用於 在掩埋導體中用於產生交流測試電流的發射器，所述的測試電流包括具有第一組件和頻率 不同於第一組件的第二組件；一在掩埋導體中用於探測電磁場通過測試電流產生的接收 器，和用於測定在接收器中第一組件和第二組件之間相位差的接收器；一發射器和接收器 之間用於通信連結的裝置；其中發射器和接收器之間的通信連結關係被設置為接收器可 改變第一組件和第二組件之間的相位差。應用本實用新型探測掩埋導體的系統，具有以下有益效果可以更加精確便捷地 探測地下的掩埋導體；本系統可以毫無異議的確定被探測到的場是否是應用了測試信號的 目標導體輻射的，克服了傳統技術在接近目標導體的位置具有另外導體時遇到的困難；本 系統兼容性強，可以應用於任何的傳統方式中；本系統智能化程度高，能夠減少人工操作，寸寸。
圖1是本實用新型的用於探測掩埋導體系統的示意圖；圖2是圖1所示系統中發射器的框圖；圖3是圖1所示系統中接收器的框圖；圖4為本實用新型第一個實施例使用圖1所示系統設定由發射器產生的測試信號 傳輸功率和頻率方法的流程圖；圖5為本實用新型第二個實施例使用圖1所示系統設定由發射器產生的測試信號 傳輸功率和頻率方法的流程圖；圖6為本實用新型一個實施例使用圖1所示系統重新設定由發射器產生的測試信 號的不同頻率分量之間的相位差方法的流程圖。
具體實施方式
圖1是本實用新型的用於探測掩埋導體系統的示意圖，通過本實用新型的實施 例，包括一個手提式的發射器5和一個手提式的接收器7。發射器5的位置靠近掩埋導體 3，並充當用於產生交流電流測試信號的裝置。發射器的一個天線被輸入一個交變電壓，來產生一個連接掩埋導體3周圍的磁場 9，從而在掩埋導體3上感應一個交流電流測試信號。這個交流電流測試信號作為一個電磁 場11被掩埋導體3輻射，發射器5和接收器7均包括一個通信模塊13，15。每個通信模塊13，15包括一個 收發設備，可為接收器7和發射器5之間提供通信連結。控制信號使用無線通信技術傳輸， 如藍牙(RTM)標準。在其它實施例中，可以使用其它的有線或無線技術來為接收器7和發 射器5之間傳輸控制信號。
7[0057]圖2為圖1的系統1中一個便攜發射器5的框圖。交流電流測試信號由一個輸出 模塊21輻射，並且耦合到掩埋導體3上，從而在掩埋導體3上產生交流測試電流。在其它 的實施例中，如果直接接觸導體是可行的，發射信號可以通過直接連接輸出模塊21和掩埋 導體3或將輸出模塊21固定在掩埋導體3的周圍的傳統技術應用於掩埋導體3。輸出模塊 21也可以充斥在一個範圍，從而給該範圍內的所有導線通電。由輸出模塊21產生的測試信號由一個信號處理模塊23控制。該信號處理模塊23 設置信號功率，頻率和調製方式，來應用於掩埋導體3。信號處理模塊23和輸出模塊21由 一個控制器25控制。發射器5的操作由操作員通過一個用戶界面模塊27設定，或者由接 收器7發送到通信模塊15的命令設定，具體描述如下。用戶界面模塊27傳輸信息給發射器5的操作員，並且可以包括一個或多個可以顯 示信息的顯示器為該儀器的操作員，輸入設備如鍵盤或觸控螢幕，和一個聲音輸入設備如喇 叭或蜂鳴器。除了通信模塊15從接收器7的通信模塊13收/發發送和接受命令，通信模 塊15還可以使發射器5與一個個人計算機或一個個人數位助理連接(未在圖中示出)。發 射器5還包括一個記憶模塊29和一個電源模塊31，電源模塊包括一個電源如電池和一個電 源管理電路。發射器5包括一個可計算發射器處的接地複數阻抗的工具。接地的複數阻抗可通 過比較驅動輸出模塊21的電壓的相位和幅度和輸出模塊21的電流的相位和幅度得到。這 些相位之間的關係取決於應用測試信號的負載(公共設施)的本性。如果負載主要是阻性 的，那麼電流和電壓的相位基本一致。對於一個主要是容性的負載，電流的相位會超前於電 壓的相位達90度，並且如果負載主要是感性的，那麼電流的相位會滯後於電壓的相位達90 度。便攜發射器5的各部分設置在一個外殼內(圖中未示出)。圖3是圖1所示系統1的一個便攜接收器7框圖。由掩埋導體3輻射的電磁場11 被一個天線模塊31中的天線探測出來。每一個天線輸出一個場強信號代表天線的電磁場。 天線模塊31的輸出由信號處理模塊33輸入，其包括一個可以分離預期頻率的信號信號處 理模塊33，和處理這些信號從而獲得他們的特性。信號處理模塊33包括一個預放大階段， 如被探測信號較弱的時候，可放大由天線輸出的場強信號。信號處理模塊33還包括一個模 數轉換器，可將場強信號轉換為數位訊號，和一個數位訊號處理模塊，可以處理數位化了的 信號。像發射器5，接收器7還包括一個控制器35，電源模塊37，通信模塊13，記憶模塊39 和用戶界面41。便攜接收器7的各部分設置在一個外殼內(圖中未示出)。接收器7和發射器5的通信模塊13，15提供一個接收器7和發射器5之間的通信 /數據連結，從而增強系統1操作員的定位能力，簡化了操作界面，並且幫助一個用戶同時 操作接收器7和發射器5。在本實施例中，通信連結為一個射頻遙測系統，可在接收器7和 發射器5之間提供半雙工通信。在其它實施例中，可以使用全雙工的通信連結。通過使用長距離藍牙(RTM)收發器，如Ezurio (RTM) BTM404長距離藍牙(RTM)系 列，接收器7和發射器5之間的通信連結可以保持在可視距離800米的範圍內。這個通信 標準在通信連結的範圍和接收器7和發射器5中電池要求的低功率消耗中提供了很好的平 衡，從而維持通信連結。其它的通信標準也可以應用於其它的實施例中。在本實施例中，接收器7可以全權控制發射器5。通信傳輸層基於標準的串行接口 協議，適用於同步或異步串行數據。接收器7作為總線控制器，發射器5作為從屬設備。所有從接收器7發送給發射器的的命令有發射器5確認，從而使發射器5和接收器進行同步。 如果由於校驗和誤差或者確認信號未被接收器接收，接收器7和發射器5均假設該命令未 被激活。系統1的第一個實施例中，接收器命令和發射器響應在表1中給出。表1接收器命令和發射器響應
設定頻率 設定功率要求 設定電壓要求 設定電流要求 增加/降低頻率 感應模式開/關 8KFF開/關 CD波形開/關 ACD波形開/關 增加CD Fl相位在第二個實施例中，接收器7和發射器5具有擴展命令和響應，如表2所示。表2第二個實施例中附加接收器命令和發射器響應
請求接地阻抗_
請求功率輸出_
請求電壓輸出_
請求電流輸出請求電池電壓在圖1的本實用新型的第一個實施例中，根據圖4所示的方法，系統1可以通過遙控設定由發射器5發射的測試信號的特性。發射器5和接收器7被開啟，並且在步驟SlOl中，發射器5和接收器7之間的通 信連結被建立起來。測試信號的特性包括頻率和功率，其中在步驟S103中，頻率和特性通 過用戶界面27通過發射器5初始設定。測試信號由發射器5發射，並且直接或間接的與 掩埋導體發生耦合，從而在掩埋導體3內產生交流測試電流。測試信號的頻率被輸入到接 收器7，所以接收器7可以監控與發射器5產生的測試信號頻率同頻的信號。在步驟S105 中，通過使用已知的放大器，濾波器，信號處理技術，在測試信號的頻率下，接收器7探測由 掩埋導體輻射的電磁場11。在步驟S107中，接收器7在測試信號的頻率下計算測試信號的信噪比。測試信號 的信噪比應該比高於一個較低的門限值，從而可以處理測試信號，在步驟S109中，接收器 7確定在測試信號的頻率下探測到的信號是否高於一個較低的門限值。如果在測試信號的 頻率上有噪聲，例如由於相鄰信號的幹擾或同頻率的諧波產生的，那麼在步驟Slll中，接 收器7通過少量的調整信號頻率來確定一個新的測試信號，如在正負17赫茲的範圍內。是 否調整信號頻率可以由接收器自動進行確定(根據信噪比的估計值)，或者在操作者的要求下手動改變。在步驟S113中，接收器7發送一個「設定頻率」和「設定功率要求」命令給 發射器5，發射器5通過發送一個確認響應給接收器7確認該命令。該方法然後回到步驟 S103，並且重複步驟S103至S113，直到接收器7探測的測試信號的信噪比高於一個較低的 門限值。較低的門限值是至少20dB (10赫茲帶寬)，最佳的是至少12dB (10赫茲帶寬)和進 一步最佳的是至少6dB(10赫茲帶寬)。一旦信噪比確定為高於較低的門限值，然後在步驟Sl 15，接收器7確定由發射器5 發射的測試信號的傳輸功率是否可以被降低。一個較高的門限值是40dB (10赫茲帶寬)，最 佳的是至少50dB(10赫茲帶寬)和進一步最佳的是至少60dB(10赫茲帶寬)。測試信號的 傳輸功率的降低可以降低發射器5的功率消耗，從而延長了電源模塊29的工作時間，同時 可以產生具有接收器7可接收信噪比的測試信號。如果較低的信噪比可以接受，那麼在步 驟S117中，接收器7確定一個較低的測試信號功率，並且在步驟S113中，接收器7發送一 個「設定頻率」和「設定功率要求」命令給發射器5，發射器5通過發送一個確認響應給接收 器7確認該命令。該方法然後回到步驟S103，並且重複步驟S103至S117，直到接收器7探 測的測試信號的信噪比高於一個較低的門限值，並且測試信號的傳輸功率為最佳值。一旦 這些條件都滿足，在步驟S119中，接收器處理測試信號，從而確定，例如掩埋導體的深度。在本實用新型的第二個實施例中，根據圖5所示的方法，圖1所示的系統1可以遠 程遙控設定發射器5發射的測試信號的特性。由上所述並參考表3和表4，在第二個實施例 中，接收器7和發射器5具有一個擴展的命令和響應集。對於第一個實施例，在第二個實施例中，發射器5和接收器7被開啟，並且在步驟 S201中，發射器5和接收器7之間的通信連結被建立起來。中在步驟S203中，發射器5測 量接地的複數阻抗，並且發送阻抗值給接收器。在本實施例中，這個步驟是接收器7發送給 發射器5的「請求接地阻抗」命令的響應。在其它實施例中，一旦發射器5和接收器7之間 的通信鏈路建立起來以後，發射器5可以周期性的測量並且發送接地阻抗的測量數據給接 收器7，或者發射器可以測量並且發送接地阻抗的測量數據給接收器7。接收器7使用由發射器5發送的複雜阻抗測量數據，來初始設定傳輸的測試信號 的頻率。如果負載被確定為是低阻性或主要是感性，那麼初始設定發射器測試信號為低頻 率。如果如果負載被確定為是高阻性或主要是容性，那麼初始設定發射器測試信號為高頻 率。在步驟S205，接收器7發射一個「設定頻率」和一個「設定功率要求」命令給發射 器5，發射器5通過發送一個確認響應給接收器7確認該命令。在步驟S207中，測試信號的 功率和頻率由發射器5根據接收器7發送的命令設定。由發射器5發送的測試信號與掩埋 導體3產生耦合。在步驟S209中，接收器7探測有掩埋導體3輻射的一個電磁信號11，並且在步驟 S211中，對於第一個實施例，接收器7在測試信號的頻率下計算測試信號的信噪比。在步驟 S213中，接收器7確定在測試信號的頻率下探測到的信號是否高於一個較低的門限值。如 果信噪比低於門限值，那麼在步驟S215中，如上所述，接收器7通過少量的調整信號頻率來 確定一個新的測試信號。該方法然後回到步驟S205，並且重複步驟S205至S215，直到接收 器7探測的測試信號的信噪比高於門限值。[0082]一旦信噪比確定為高於較低的門限值，然後在步驟S217，接收器7確定是否由發 射器5發射的測試信號的傳輸功率是否可以被降低。如果較低的信噪比可以接受，那麼在 步驟S219中，接收器7確定一個較低的測試信號功率。該方法然後回到步驟S205，並且重 復步驟S205至S219，直到接收器7探測的測試信號的信噪比高於門限值，並且測試信號的 傳輸功率為最佳值。一旦這些條件都滿足，在步驟S221中，接收器處理測試信號，從而確 定，例如掩埋導體3的深度。在W090/09601中描述的技術被應用於本實用新型中，與發射器5和接收器7之間 的通信鏈路結合，從而增強操作者的探測能力。在本最佳實施例中，一個信號分量是其 它信號分量f2頻率的兩倍。在其它實施例中，一個信號分量可以為其它信號分量的偶數整 數倍或次諧波。如果應用於目標導體的測試信號與附近的第二個導體耦合，那麼很可能這個信號 的相位與原始信號相反。在相鄰導體間的耦合機構可以是阻性，容性或者是感性的。在阻 性耦合的情況下，當信號沿低阻抗路徑返回至發射器有可能出現相位漂移。因此，已知探測 信號的分量f」 f2的相位分別是和Φ 2，有可能能夠區別外流的「原始信號」和有害的 第二個信號。這種方法叫做電流方向識別。在接收器，加倍較低頻率f2可產生同頻率的兩個信號f1; 2f2，並分別具有相位Φ fl 和2 Φκ。Φη-2Φ 2的值為相位不變量，也就是說其具有原始導體的一個值，並且對於相鄰 的公共設施的信號有一個180度的相位偏移。因此，可以毫無異議的確定被探測到的場是 否為應用了測試信號的目標導體輻射的或是被其它導體輻射的。通過這種方法，接收器兩個信號的相位可以被比較，從而識別測試信號應用的導 體和載有接地迴路電流的導體。當兩個頻率分量f1; f2通過2倍數分離的時候，高頻率分量fl的容性洩漏電流至 少是低頻率分量&的兩倍。這回導致頻率分量f\，f2沿導體會有不同的衰減率和相位偏移， 從而導致在接收器7產生的頻率分量f1; f2之間的相位差Φη_2 Φ 2的漏電。因此，沿掩埋導體長度上分散的點上測量的相位反轉可能是由於測試信號耦合到 第二個導體上，或者是由於在頻率分量f2的相位間的相位便宜的累積。當沿目標導體探測測試信號的時候，為了克服潛在的不確定性，兩個頻率分量f\， f2之間的相位差分別在一個初始相位偏移已知的參考點和一個參考相位差相比較。當測量 的f1; f2之間的相位差增加的時候，重置參考相位差，從而相位洩漏可以被追蹤。這個技術 被稱為電流方向重置。在本實用新型的一個實施例中，根據圖6所示的方法，圖1所示的系統1可以重新 設定電流方向測量。在步驟S301中，fi; f2之間的初始相位差由在與發射器5足夠近的位 置上的接收器7計算出來，由洩漏導致的相位反轉不會發生。在步驟S303中，在參考位置 上由接收器7計算出來的f1; f2之間的相位差被儲存在接收器7的記憶模塊39內。 接收器7沿掩埋導體3移動，並且在步驟S305中，f f2之間下一個相位差被計算， 並且在參考位置和電流位置之間的相位洩漏被計算出來。在步驟S307中，如果相位洩漏低 於較低的門限值，那麼不會有任何動作，並且接收器7繼續沿掩埋導體3移動，並且進行進 一步的相位測量，然後範圍步驟S303。較低的門限值是5度，最佳是在3度到5度之間，更 佳的是2度。
11[0092]在步驟S307中，如果相位洩漏高於較低的門限值，那麼在步驟S309中，是否相位 洩漏高於較高的門限值可以被確定。如果相位洩漏被確定高於較高的門限值，那麼在步驟 S311中，接收器確定接收器探測的導體其上的測試信號是從目標導體上耦合來的，或者操 作員遠離了參考位置從而發生了一個大的相位洩漏。接收器發送一個警告給操作員存在 相位反轉。在步驟S313中，操作員必須返回最近的參考位置，在這個位置上，已知測試信號 沒有耦合至第二個導體上，並在這裡繼續探測。較高的幅度門限值為60度，最佳為80度， 更佳為88度。如果相位洩漏在較高和較低的門限值之間，那麼在步驟S315中，接收器發送一個 表1中的「增加⑶Fl相位」命令給發射器，從而增加的相位，因此可以降低和f2之 間的相位差。在步驟S317中，發射器5在這個增加的相位，並且在步驟S303中，在新的 參考位置上的和f2之間的相位差被儲存在接收器7中。發射器5發送一個「增加⑶Fl 相位」確認信息給接收器7.各種改進對習之技術者而言是顯而易知的，並且所有的改進都應該落在本實用新 型的權利範圍中內。本實用新型的各個方面都可以應用於任何的傳統方式中，例如，使用特定的硬體， 或者小型的硬體或軟體。處理設備可以包括任何適合的帶有程序的設備，例如通用計算機， 個人數位助理，行動電話，如WAP或第三代電話等等。既然本實用新型可以應用為軟體，本 實用新型的各個方面也可以包括在可編程儀器上的計算機應用。計算機軟體可以通過任何 傳統的載體媒介提供給可編程儀器。載體媒介可包括一個靜態的載體媒介，如載有計算機 碼的電，光，微波，聲波，射頻信號。這種靜態的載體媒介的一個例子是在IP網絡上載有計 算機碼的TCP/IP信號，例如Internet。這種載體媒介還可以包括一個存儲媒介，存儲處理 器可讀碼，如軟盤，硬碟，⑶ROM，磁帶或固態記憶裝置。
權利要求一個用於探測掩埋導體的系統，其特徵是所述的系統包括一在掩埋導體中用於產生交流測試電流的裝置，所述的測試電流包括第一組件和第二組件，第二組件具有與第一組件的頻率不相同的頻率；在所述掩埋導體中，用於探測由測試電流產生的電磁場的裝置，以及用於測定第一組件和第二組件之間相位差的裝置，和用於提供在用於探測電磁場的裝置和用於產生交流測試電流的裝置之間的通信連結；其中用於探測電磁場的裝置和用於產生交流測試電流的裝置分別被配置為具有以下通訊連結關係的裝置用於測試電磁場裝置可改變第一組件和第二組件之間的相位差。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵是其中用於產生交流測試電流的裝置和用於探測電磁場的裝置為具有以下通訊連結關 系的裝置用於探測電磁場的裝置能夠傳送命令到用於產生交流測試電流的裝置，和用於 產生交流測試電流的裝置能夠接受從用於探測電磁場的裝置傳送來的命令，以此去改變第 一組件和第二組件之間的相位差。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵是其中用於探測電磁場的裝置包括一用戶界 面，和被配置為當相位蠕變高於上門限值時傳送警告的用於探測電磁場的裝置。
4.根據權利要求2所述的系統，其特徵是所述的低門限值是2度。
5.根據權利要求2所述的系統，其特徵是所述的高門限值是88度。
6.根據權利要求2所述的系統，其特徵是其中在用於探測電磁場的裝置和用於產生 交流測試電流裝置之間的通信連結是通過每個用於產生交流測試電流裝置和用於探測電 磁場的裝置上的收發器來產生的。
7.根據權利要求2所述的系統，其特徵是其中在用於探測電磁場的裝置和用於產生 交流測試電流裝置之間所述的通信連結是一雙工的或者半雙工通信連結。
8.根據權利要求2所述的系統，其特徵是其中在用於探測電磁場的裝置和用於產生 交流測試電流裝置之間所述的通信連結是一無線或有線通信連結。
9.根據權利要求2所述的系統，其特徵是在所述的掩埋導體中，所述的輸出模塊直接 連接到部分掩埋導體上或者在掩埋導體周邊夾住。
10.根據權利要求2所述的系統，其特徵是進一步包括 將轉換磁場強度信號成數位訊號的數字變換器的模擬裝置；和安排處理數位訊號和隔絕預定頻段的信號的數位訊號處理器， 其中用於探測電磁場的裝置包括多個用於探測電磁場的天線，而這些天線是通過在掩 埋導體中通過測試電流來產生的，其中每個天線都能輸出典型的電磁場強度信號。
11.一種探測掩埋導體的系統，其特徵是所述的系統包括一用於在掩埋導體中用於產生交流測試電流的發射器，所述的測試電流包括具有第一 組件和頻率不同於第一組件的第二組件；一在掩埋導體中用於探測電磁場通過測試電流產生的接收器，和用於測定在接收器中 第一組件和第二組件之間相位差的接收器；一發射器和接收器之間用於通信連結的裝置；其中發射器和接收器之間的通信連結關係被設置為接收器可改變第一組件和第二組件之間的相位差。
專利摘要一個探測掩埋導體的系統包括一用於在掩埋導體中產生一交流測試電流的發射器，和在掩埋導體中用於探測電磁場通過測試電流產生的接收器，一發射器和接收器之間的通信連結；所述的測試電流，包括第一組件和具有第一個組件頻率不相同頻率的第二組件；接收器監控第一和第二組件的相位蠕變，和控制發射器在第一和第二組件之間重設相位差作為相位蠕變增值。該系統用於探測掩埋於地下的導體。
文檔編號G01V3/08GK201698031SQ20092000757
公開日2011年1月5日 申請日期2009年3月2日 優先權日2009年3月2日
發明者約翰·馬克果 申請人:雷迪有限公司