用于测量线的埋藏深度的方法及设备技术

本发明专利技术涉及一种用于测量越来越多地铺设在陆地上和水中的土壤表面下的线的埋藏深度的方法和设备。为了提高测量精度，使用一个以上在xy平面上延伸的励磁线圈或传输线圈，传输线圈在基本上垂直于线的中心轴延伸的跨度中彼此相邻放置并且在沿着该中心轴的线上移动；传输线圈以时滞方式传输电磁脉冲作为初级信号，并且使用接收线圈，这些接收线圈分布在xy平面上的传输线圈阵列上，并在彼此正交延伸的至少两个轴上测量；并且所有接收线圈都响应于传输线圈传输的初级脉冲来测量次级信号。

Method and equipment for measuring buried depth of lines

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量线的埋藏深度的方法及设备
本专利技术涉及用于测量所述类型的线的埋藏深度的方法和设备，该线以管道和管线以及能量供应电缆和/或数据电缆的形式越来越多地铺设在陆地上和水中的土壤表面下。
技术介绍
为了保护这种线不受外部机械影响，而且还免受温度的剧烈波动影响，并且从而获得固有温度的尽可能稳定的保持，将上述类型的线铺设在土壤表面下面的地面中。在这种情况下，规定了在土壤表面以下的一定深度，该深度通常在通常放置在缝隙状沟槽中的线的情况下被称为埋藏深度。在陆地上，需要对这种线路进行充分的识别，并可能在相应线上额外放置保护性结构，以便最大程度地防止例如在土方作业中损坏或挖掘埋藏深度。DE19614707A1还建议以电磁波的形式向这些电缆施加相应的警告信号，以便当接收器靠近电缆时，可以接收到相应的警告。当在水体中，并且特别是在海床下使用上述类型的埋藏的地下线时，会产生其他问题。为了进行识别，实际上可以将线的路径包括在海图中。而且，可以为线的路径中受运输或冰山特别威胁的区段提供额外的保护。为了保护它们免受例如可以由锚引起的那种机械损坏，例如以海底电缆形式的线被铺设在海床下方的特定最小深度处。但是，潮汐和潮流可以将该深度减小到线被裸露的程度。结果，这种类型的覆盖物因此可能被证明是不够的，特别是对于大型锚。然而，通常由沙子和/或砾石组成的线的覆盖物将通过波浪的运动以及相邻水层中的潮汐和/或潮流而移动和改变。因此，海床不是静态的。由于潮汐和海流，海床持续运动，特别是在河口附近。结果，可以在短时间内降至低于甚至线的规定的最小埋藏深度。线也可以通过上述作为示例的效果完全被扫过成裸露和/或改变其位置。因此，覆盖层，例如从离岸风电场延伸到海岸上的聚集点的作为用于所谓的输出电缆或传输电缆的覆盖物的且通常以大约3m的厚度或层厚度保护的覆盖层，由于潮流的影响可以在几个月的过程中被完全扫除覆盖物。然后，该线的至少一部分直接暴露于水的机械力。但是沿着长沟槽的水中的温度差和自热的不同耗散会导致线的区域性不同的伸长和压缩，从而导致线在空间中的任何方向发生位移甚至弯曲。对于许多线，由于足够的埋藏深度而使温度尽可能均匀非常重要，特别是在高压电缆的情况下，因为它们对热过载非常敏感。在某些区域中发生的过高热负荷会引起不希望的老化效应，特别是在绝缘中，而且还会在连接套管等中，并且从而可以导致使用寿命缩短，导致过早的故障，并且从而可以降低网络的可用性。同样，这种发热现象除了变化的环境条件外，还对受影响的线设置了单独的容量限制。作为聚集的一部分，尤其是离岸系统的聚集，有必要能够提供所有线相应足够覆盖的证据。另外，有必要对相应线的埋藏深度进行年度检查。为此，存在已知的方法，尤其是DE2530598A1中的一种方法，其中一方面必须首先确定测量点与由磁性材料构成的管道之间的距离，并且然后借助于电磁交流电方法，然后在检测器单元中测量注入管道中的次级磁场信号以确定距离，并且另一方面，声纳测量用作确定检测器单元之间距离的基础并且海床的相应表面作为覆盖物的表面。基于简单的差异测量，这使得可以确定覆盖层的厚度。另外，GB2419956B公开了一种利用脉冲电磁场检测海床或洋底下的海底电缆和其他导电体的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提高测量精度来修改方法和相应的设备。根据本专利技术，这通过独立权利要求的特征来实现，其中，一种用于测量线的埋藏深度的方法，在该方法中，检测器单元发送电磁脉冲作为初级信号并接收次级信号，并且同时测量底部上方的检测器单元的高度，其特征在于使用一个以上在xy平面上延伸的励磁线圈，这些励磁线圈在基本上垂直于线的中心轴的方向上彼此相邻放置，并且基本上在该线上移动，沿着该中心轴，该中心轴平行于笛卡尔坐标系的y轴。励磁线圈以时滞方式传输电磁脉冲作为初级信号。这产生了一种传输棒，该传输棒在基本上垂直对准的方向上在要研究的线上移动。另外，接收线圈在xy平面中均匀分布在传输线圈阵列中，并且接收线圈在所述笛卡尔坐标系的至少两个轴即x和z轴上进行测量，彼此正交并且与线的伸长以及传播方向正交。所有这样的传输线圈响应于传输线圈对初级脉冲的传输而测量次级信号。因此，在传输线圈的布置上，一种接收线圈的阵列用于从不同的相应位置拾取次级信号。由于磁场的空间布置，以分布式方式在xy平面中设置的接收线圈检测次级信号，该次级信号可能始终具有大小不同的空间分量。因此可以对要研究的线的深度位置做出更好的推断。由于现在例如根据声纳测量对海床上方的高度进行距离确定非常精确，可以基于线与检测器单元之间的距离(一方面)和基于检测器单元在海床上面的高度(另一方面)之间的差，可以非常可靠地确定线的覆盖物的厚度。该目的也通过一种设备来实现，该设备包括在xy平面上延伸的一个以上的励磁线圈的阵列。基本上垂直于线的中心轴延伸的励磁线圈被布置为基本上沿着线的该中心轴移动。线圈被构造用于传输时滞的电磁脉冲；并且在至少两个接收线圈对中均匀地分布在传输线圈阵列上，分别在至少两个彼此正交的轴上执行测量，所有这些传输线圈均构造为响应于由传输线圈传输初级脉冲而执行次级信号的测量。只要有两个接收线圈成对使用，则相应的两个轴都与线的中心轴和传播方向正交。有利的修改是各个独立权利要求的主题。根据它们，例如就评估而言，接收线圈仅在相对于由传输线圈传输电磁脉冲或初级脉冲的固定时滞之后，在特定时间段内测量次级信号作为对初级脉冲的反应。在初级脉冲的传输与次级信号的测量之间的时滞例如在400至550μs(微秒)的范围内，并且优选用于海水或盐水中大约是498μs，测量跨度期间的该时间范围分别根据不同的变量而变化，例如是线直径、线深度、水的电导率。在本专利技术的实施例中，优选的是，次级信号的测量在长达约10ms(毫秒)的时间范围内执行。在本专利技术的实施例中，信号在10ms之后已经消失，并且这就是为什么测量已经停止，导致所述时间范围是经验法。但是，有些情况是可以想象的，例如，电缆更重并且更粗或电缆埋在较低的深度，信号会在超过10ms(例如在15ms)后消失。在这种情况下，希望继续测量直到所有相关信号都消失为止，从而将所述时间范围提高到大约15ms。就评估而言，省去了开始的时间范围，以消除许多副作用的影响，例如由海水或盐水等引起的反射。在备选的方法中，通过首先测量仅从盐水获得的次级信号，并且然后从在分析线的埋藏深度期间接收的次级信号中减去该次级信号，来进行关于盐水的影响的校正。这样做的结果恰好是来自线的次级信号。在一个实施例中，优选地，所述布置或成对的接收线圈被设置为接收器单元，接收器单元在由传输线圈组成的阵列或与所述阵列平行的平面内被构造为类似小立方体。然而，在备选的实施例中，接收器单元位于与由传输线圈组成的阵列平行的xy平面中。但是，考虑到现实生活中接收器单元的有效尺寸，本领域技术人员当然可以理解，即使接收器单元有些交错的位置也被认为是接收器单元在xy平面上的位置。优选地，传输线圈和接收器或接收器单元固定到由非导电材料构成的翼形支撑件上。这样的设计可以以流量优化的方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量埋在地下的线(2)的埋藏深度(Δ)的方法，/n其中检测器单元(1)传输电磁脉冲(B、B’、B”)作为初级信号，并且接收次级信号(B

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170623 DE 102017210672.71.一种用于测量埋在地下的线(2)的埋藏深度(Δ)的方法，
其中检测器单元(1)传输电磁脉冲(B、B’、B”)作为初级信号，并且接收次级信号(Br)，并且基于该次级信号来计算检测器单元(1)与线(2)的距离(D)，并且
同时测量检测器单元(1)在土壤表面(BO)上方的高度(d)，
并且为了确定覆盖物的厚度(Δ)，计算距离(D)和高度(d)之间的差，其特征在于，
使用在xy平面上延伸的一个以上励磁线圈或传输线圈(3、3’、3”)，
传输线圈(3、3’、3”)在基本上垂直于线(2)的中心轴(M)延伸的跨度中彼此相邻定位，并且
基本上沿着该中心轴(M)在线(2)上移动；
传输线圈(3、3’、3”)传输时滞的电磁脉冲(B、B’、B”)作为相应的初级信号，并且
使用接收线圈(4)，接收线圈在xy平面上以均匀分布的方式布置在传输线圈(3、3’、3”)的阵列上，并且接收线圈在彼此正交定向的至少两个轴(x，z)上测量；并且
所有接收线圈(4)响应于传输线圈(3、3’、3”)对相应的初级脉冲(B、B’、B”)的传输而测量次级信号(Br)。


2.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，接收线圈(4)仅在相对于由传输线圈(3、3’、3”)传输电磁脉冲(B、B’、B”)的固定时滞(Δt)之后在一定的时间范围上测量次级信号(Br)。


3.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，使用在400到550μs的范围中并且优选大约498μs的时滞(Δt)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于长达大约10ms的时间范围进行次级信号(Br)的测量。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用以均匀分布的方式放置的接收线圈(4)，该接收线圈全部位于由传输线圈(3、3’，3”)组成的阵列内或平行于所述阵列的平面内。


6.一种用于测量线(2)的覆盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯贝尔·简，
申请(专利权)人：海因里希赫尔德斯有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE