Устройство для определения расположения кабеля, обтекаемого переменным током

Устройство для определения расположения кабеля, обтекаемого переменным током

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Ресяубпик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 602801 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 25.11.74 (21)2077821/25 с присоединением заявки № 129388 (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.04.78. Бюллетень №14 (45) Дата опубликования описания 29.03.78

2" (51) М. Кл. („01 V 3/10

focyaapcvsewsai ноихтет

Савотв Инннстров СССР оо двлам нзоорвтвннх

И OTKPblTMll (53). УДК 550.838 ! 088.8) Б. И. Блажкевич, Е. В, Ярошевский, В. Л. Ефремов и Б, Ф, Зиминский (Т2) Авторы изобретения (71) Заявители

Физико-механический институт AH Украинской ССР и Киевское отделение центрального научно-исследовательского института связи (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПОЛОЖЕНИЯ

КАБЕЛЯ, ОБТЕКАЕМОГО ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ

Изобретение относится к технике поиска скрытых металлических масс, в частности элвктрокабелей электромагнитными методами.

Известно устройство для определения глубины залегания кабеля, обтекаемого переменным током, содержащее две приемные катушки, расположенные на различном расстоя:нии по .Рвертикали и одинаковым образом ориентированные, и измерительный узел в виде логометра, рамки которого присоедине- 10 иы через детекторы и отдельные усилители к приемным катушкам 1.11, Известно также устройство, использующее вертикальное перемещение одной из 15 катушек и измерительный узел в виде вычитающего устройства (21.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее ряд поворотных приемных катушек и связанных с ними потендиометров, входнь(е усилители которых сое.динены с приемными катушками. Прн помощи этого устройства, определив направления осей катушек на кабель, по полученным дан«у ным после геометрических построений измеряют глубину залегания кабеля 13).

Недостатком известных устройств является низкая точность результатов измерений из-за необходимости применения механичеоного перемен(енин приемных хатун(ее(Э), а также необходимости расноложвния приемных катушек строго над кабелем, что искус чает возможность выполнении измерений в недоступных местах залегания кабеля, нелинейности шкалы устройства 1)и необходимости применения механического перемещения приемных катушек при измерении глубины залегания, Иелью изобретения является повышение точности результатов измерений, распространение области применения устройства на случаи, когда невозможно расположить приемные катушки точно над кабелем, а также расширение функциональных возможностей, заключающихся в определении не, тОлько глубины залегания кабеля, но и его расположения в кос(рдинатнэй системе, связанНоА с приемными катушками.

602901.Э

Это достигается тем, что предлагаемое устройство дополнительно содержит две пары приемных катушек ic оoсcяaмMиa, расположеннымк в плоскости, перпендикулярной к оси кабеля, обтекаемого переменным током, причем оск катушек, принадлежащих

5 одной паре, пересекаются под прямым углом, а оск двух приемных катушек, принадлежащих разлкчным парам, расположены вдоль

»О прямой, параллельной поверхности земли, трк делительных устройства, кндккатор фазы, алгебраический сумматор, переключатель входов алгебраическor о сумматора, переключатель рода работы. Выходы вертикаль-. ной и горизонтальной катушек в каждой па

15 ре подключены соответственно ко входу делимого. к делктеля одного и того же делнтельного устройства, причем:.выходы обоих делктелькых устройств через переключатель входов алгебранческого суммато- в ра к алгебраический сумматор подключены ко входу. делителя третьего делитвльного устройства, ко входу делимого которого через переключатель рода работы включены выход первого делительного устройства и источник опорного сигнала. Вертикальные катушкк обеих пар подключены к разде ным входам индикатора фазы, выход кото

- рого подключен к управляющему входу перекхаочателя входов алгебраического сумматора.

На.фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фкг. 2 - схема расположения кабеля между двумя парами катушек; на фкг. 3 - схема paclIoao)KeHHR 35 кабеля по одну сторону от обенх пар катушек.

Устройство содержит вертикальную 1 к горизонтальную 2 катушки первой пары катушек, вертикальную 3 к горизонтальную

4 катушки второй пары катушек, делительные устройства 5-7, индикатор фазы. 8, переключатель входов алгебраического сумматора 9, алгебракческкй сумматор 10, переключатель рода работы 11, источник опорного сигнала 12.

Принцип действия устройства основан на следующих закономерносуях.

Если в плоскости, перпендикулярной оси кабеля, на фиксированном расстоянии друг . 50 . / от друга расположить две пары взаимно перпендикулярных идентичных индукционных катушек 1-4 (фиг. 2), причем оси . обеих горизонтальных катушек расположить

55 вдоль одной прямой, параллельной поверхности земли, то при пр»утекании по кабелю переменного тока в катушках.кндуцируюгся ЭЙС, действующее значение которых соответственно Е 1К > 7> к Е4 определяют @> ся формулами е» Р» (х,,) si, (i) Р, » (1<») СОЬа4», (2)

Е =Р2(>.АЯ. () еq = Ра (,T ) а) cos 2, (й) где Х - действующие значение тока в кабеле; Т» к т — расстояния от точек пересеченкя ocean взаимно перпендикулярных катушек первой к второй пары катушек до оси кабеля; E»g,t ») mF (X 1 ) коэффициенты, зависящие от геометрических размеров к электромагнитных параметр рсе соответствующих пар катушек, а также

2 от к соответственно от г к1 смысл обОзначенкк г», " 2, h, < и (2 объясняе ся фиг. 2.

На основании формул (1) - (4) находим .Е» 1,А,, (5 ) а

Е е <а (®1

На фиг, 2 видно, что А» —

h

Ф ., Ф (а, (ь)

И. где 5» и fg - расстояния от точек пересе« ченкя осей катушек, пркнадлежащкх соответственно первой к второй парам катушек, до плоскости, проходящей вдоль оси кабеля и перпендикулярной оси горизонтальных катушек;

h, — расстояние от оск кабеля до оси горизонтальных катушек (глубина залегания)

В -случае расположения кабеля между па рами катушек (фиг. 2) = 6»+ ((8) где (— расстояние между осими вертикальных катушек.

Яа основайии формул (5) - (9) имеем

1 (о) — 31.

Е у.„

Если кабель расположен по одну сторону от обеих пар катушек (фкг, 3), то

1 = (»- t2, тогда

h.1 и

2 ц

На основанкк формул (5) н (7) находим (1 М, Е (13)

Подставляя, значен%е л. кз формулы (10) в выражение (13), получаем

602801 à()

Uliillx xа» ЕЪ (%9)

» 1 Ь

Е где Е(,„- выходной сигнал источника опорного сигнала, (»

К7 к к

Учитывая уравнение (10), получаем

< )

Таким образом, выходной сигнал депительного устройства 7. прямо пропорционален расстоянию от оси кабеля до Оси горизонтальных катушек.

При определении (выходной сигнал делительного устройства 5 подается на вход переключателя входов алгебраического сумматора 9 и в случае измерения через переключатель 11 рода работы ко входу де;.Нмого делительного устройства

7, выходной сигнал которого равен

В»

7 кв

Ьм)(, < .- Е1 t

% Е(1

Учитывая уравнение (14) получаем

l }(у (ass)

Kg К С

Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность результатов измерений, распространить область применения устройства на случаи, когда невозможно расположить приемные катушки точно над кабелем1 а также расширить его функциональные возможности, заключающиеся в определении не только глубины залегания кабеля, но и его расположения в координатной системе, связанной с приемными катушками, что позволяет исключить случаи повреждения действуюших кабелей связи прн параллельной механизированной прокладке новых кабельных трасс н автоматизировать работы по параллельной прокладке кабелей связи.

Применение предлагаемого устройства особенно эффективно при подводном располо-. жении кабелей. а. < и (— "-) (is) Ф ормула изобретения где K, — коэффициент преобразования сумматора, который задается на вход делителя третьего делительного устройства, В случае определения k ко входу делимого делительного устройства 7 через переключатель 11 рода работы: подается сигнал с выхода источника опорного сигнала. Выходной сигнал делительного уст(ройства 7 в случае измерения и равен, Устройство для определения расположения кабеля, обтекаемого переменным токомм, исодержашее приемные катушки, входные усилители, входы-которых соедннень) с прием)ымикатушками, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности результатов измерений и расширения функциональных возможностей, оно допсц)нитегп455

+ Ь

Еч

Дпя случая, когда справедлива зависимость (8), и

Ел (—

1 1Х ит (б)

Еу. Е„ для случая, когда справедлива зависимость !О (11). Причем, при Г ъ - Ф иебеиь иеиеЕ» Е „ итси справа от. Обеих пар катушек, при

-»- С,абель расположен слева. В обоях c®a (C< - " расстояние оъ кабеля вдоль .оси горизонтальных катушекч до точ- > ки пересечения осей катушек, принадлежаших первой паре, В предлагаемом устройстве (фиг.- 1) сигналы катушек 1 и 2 подаются на входы делимого и делителя делитепьного усх ройства. 5. Выходной сигнал его равен

Ц „.; к . А, (g6)

Еу, где Kg - коэффициент преобразования депитепьиого устройства 5.

Аналогично, выходной сигнал делитепьного устройства 6, иа входы делимого и депятепя которого поступают сигнщы соответственно катушек 3 и 4, равен

39

Ч „,„@ +g 6 (и). р Ц ,Гдр К рч К - КоэффИЦИЕНт ape O5pa зования. депитепьного устройства 6. Этот сигнал через переключатель входов алгебра- 5 ического сумматора поступает на второй вход! апгебраическогосумматора 10, В это же время выходные сигналы вертикальных катушек 3 и 3 поступают на индикатор 8 фазы, выход которого управляет 40 переключателем входов алегбраическ ого сумматора 9.. Алгебраический сумматор в случае сдвига фаэ, равного приблизите яо.180о, становится в режим сложения

I сигналОв Уфя (5 и ЗХ(,„в, а при сдвиге 45 фаз около 0 - в режим вычитания сигналов 0фв(5 и З@р(в е ВыхОднОЙ сигнал сумматора

602901

Фиа 3 но содержит две пары приемных катушек с осями расположенными в плоскости, перт пендикулярной к оси кабеля, обтекаемого переменным током, причем оси катушек, принадлежащих одной паре, пересекаются под прямым углом, а оси двух приемных катушек, принадлежаших различным парам, расположены вдоль прямой, параллельной поверхности земли, три делительных устройства, индикатор фазы, алгебраический сумматор, переключатель входов алгебраического сумматора, переключатель рода ра. боты, причем выходы вертикальной и горизонтальной катушек каждой пары подкгпочены соответственно Ко входу делимого и делителя одного и того же делительного устройства, а выходы обоих делительных устройств через переключатель входов алгебраического сумматора и алгебраический сумматор подключены ко входу делителя третьего делительного устройства, ко входу делимого которого через переключатель рода работы включены выход первого делительного устройства и источник опорного сигнала, к выходам перпендикулярных катушек обеих пар приемных катушек подклю чен индикатор фазы, выход которого подсоединен к управляющему входу переключателя входов алгебраического сумматора. г

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Авторское свидетельство СССР

Ж 355590, кл. 8 01 V 3100, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР

34 318003, кл. 6. 01 V 3/00, 1971.. 3, Патент ФРГ М 1064164, кл. 21 g 30/10; 1984. г, ужгород, ул. Проектная, 4,