探测器制造技术

例如一穿透探测器（２４），其上具有相隔一定距离的天线（２１，２２，２３）用于探测目标（２６）如暗埋电缆的电磁信号，通过使用一适当的处理器（２５）对信号分析可决定探测器和目标（２６）之间的距离，它以在天线（２１，２２，２３）之间距方向的（ｘ）和垂直于该方向的（ｙ）表示。生成一显示器以视觉显示探测器和目标（２６）之间距离。若在探测器中加入一测倾传感器，处理器（２５）则可补偿调整探测器的倾斜，从而决定探测器和目标（２６）之间的水平和垂直距离。通过在一个位置测量探测器和目标（２６）之间的距离，而预测它们在第二位置的距离，将探测器移到第二位置，测量在该第二位置处探测器和目标的距离，并比较预测值和实测值。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一用于探测一导电目标的探测器。特别是(但并不局限于此)它涉及一用于探测一地下导体例如一暗埋的电缆或管道的探测器。许多不同用途(电力、燃气、电信等)的暗埋电缆和管道网的剧增意味着对地面的任何挖掘可能是在暗埋的电缆或管道的邻近处，而且这种挖掘包含损坏或干扰暗埋电缆或管道的的危险，除非可以准确地知道暗埋电缆或管道的位置。具体地说，电话、有线电视等光纤通讯系统使用的增长已大大增大了与挖掘有关的问题。这种光纤通讯系统具有比金属导体高得多的通讯能力，但由于损坏或干扰光纤通讯系统的代价是很大的。此外，如果出现损坏，修复光纤通讯线比修复金属通讯线更困难。基于这一原因，光纤通讯系统的所有者和/或经营者一般需要在光纤邻近处进行任何挖掘之前，通过合适的探测系统和直观检测来准确地确定光纤通讯线的位置。实践中，这意味着在邻近处进行任何大范围的挖掘之前，首先须进行一初始挖掘以允许对电缆进行正式检测。此外，每一次用于检测光纤通讯线的初始探测和挖掘都必须沿着光纤通讯线的长度反复地进行，并且这需要大量的时间和尝试。通过一设置于一手持接收器内的合适的天线组件，一种传统的探测器检测一导体内信号流的交变场。这种装置适于探测光纤通讯线，因为为保护起见，这种通讯线都具有一金属壳，并且可向该金属壳施加一信号并对其进行检测。在这种传统系统中，用户携带着接收器并反复地在邻近于目标导体处进行测量，直至接收器表明已发现了导体。然后，为了获得前述直观的检测，在由该探测器确定的位置处进行挖掘，直至管道、电缆或者光纤通讯线暴露出来。本专利技术第一方面提供了一种具有至少两个天线的探测器，其天线间的间距是已知的，每一天线可测量该目标在两个天线间距方向并且垂直于该方向的电磁场分量，然后提供合适的处理装置来计算出确定探测器相对于产生电磁场的导体的方向与间距的座标信息。在下述说明中，对应于天线间距的方向将被标记为Z方向，而与该目标相交的垂直方向被标记为Y方向。因此，本专利技术可得出目标相对于探测器的X和Y座标信息。探测器最好采用地面穿透探头的形式。则当探头穿透地面时，天线检测所要探测的地下目标导体的电磁信号，并能确定探头相对于地下目标的位置。因此，探头可朝向地下目标进入地面且使用者可获得反映探头离目标间距的信息，从而使探头更进一步地接近地下目标而不会产生冒由于外力碰撞而使得探头损坏地下目标的风险。为确定探测器离目标的间距，探测器上必须提供至少两个隔开设置的天线。由这两个天线检测到的电磁场之差可用于计算探测器离目标的距离(即间距)，以向操作者产生合适的信息。最好提供三个或更多的天线，因为当探测器通过利用检测天线而靠近地下目标时，这可允许进行更精确的测量。当探测器为一地面穿透探头时，这尤为有益，因而当探头非常靠近地下目标时，其探测精度可得以改善。至少地理论上通过检测两个天线处的电磁场并进行简单的三角学计算，可以确定目标相对于探测器的位置。然而在实践中，很有可能由导体产生的电磁场有偏位现象，例如由于具有其它邻近导体，因此最好给这种处理装置提供适当补偿以修正上述偏位误差。此外，虽然可以使天线具有共用中心的线圈，但使线圈具有偏移的中心通常更实用，但在这种情形中同样也须提供适当的补偿。虽然可以使每一天线具有两轴线圈，但最好是提供三轴线圈，因为这可得出更进一步的信息，从而可确定目标延伸方向相对于Y方向的倾斜。在一更进一步的改进中，探测器提供有测倾传感装置，从而可确定探测器因而也就是其X方向相对于垂直方向的倾斜。然后处理装置利用这一倾斜信息，与探测器的定向无关地以目标离探测器的垂直和水平间距(两参数)来确定目标所在的位置。这一点是重要的，因为很难使任何操作者保证探测器处于绝对垂直的状态。本专利技术的这一方面可用于探测能传输电磁信号的任何导电目标。如前所述，本专利技术主要涉及通过向暗埋光纤通讯线的金属壳施加信号并且检测由其产生的电磁场来探测暗埋的光纤通讯线，但本专利技术并不仅限于该应用领域。如前所述，探测器最好带有三个或多个天线，因为当探测器接近目标时，它可进行更精确的测量。由于可通过任一对天线来确定目标相对于探测器的位置，因此根据探测器与目标间的间距可以改变天线对的选择。当自动地进行时，这种天线对之间的转换就代表了本专利技术的一第二个不同的方面。亦如前所述，本专利技术的探测器可以具有三轴天线，以用于确定要探测的目标的相对位置，以及目标的延伸方向相对于Y方向的倾斜角度。结果可以预测将由位于探测器当前位置近旁但仍隔开一定距离的目标所产生的磁场。如果探测器之后移向那位置，并测量磁场，则测得的磁场与预测磁场之间的对应性给出这种测量之置信度的大小。通过移动该探测器一预定的横向位移可以完成这一操作。但是，通过改变探测器相对于垂直轴的倾斜也可取得类似的效果。由于可由一测倾传感器测量倾斜的变化，则无须移动探测器一预定的距离，因为测倾传感器确定倾斜的任何变化。这就简化了操作者的动作，因为为了测量对目标探测的置信度，操作者仅需改变探测器相对于垂直轴的角度。因此，这种通过移动探测器来获得测量之置信度代表了本专利技术的一第三个独立方面。如果探测器为一地面穿透探头，则由一钻探装置来构成这种探头是很正常的，通过操作者将该钻探装置钻入地面地下目标的邻近位置处。使用天线的信息，探测器可以使探头尖端更加接近地下目标，因为操作者获得有关于两者间间距的信息，并可正确地控制探头的移动。探头可以有一外壳，而探头的其余部分则可从外壳上取下。然后，探头与外壳一起插入地面，直至到达了暗埋的目标，并且然后将探头的其余部分从外壳取下，以允许进行观测或维修。例如，可向外壳内插入一内窥镜以给出有关地下目标的直观信息。外壳可留下以用于后续进入，或用作一标识器。另外，探头留下一空洞，因为这可允许通过内窥镜或其它检测装置对地下目标进行直观(视觉)检测，内窥镜或其它检测装置插入由探头留下的空间内，该空间是当探头达到与地下目标非常接近并离开地面而留下的。当探头为一钻探装置时，天线的信息可用于控制该钻探装置。例如，当探头离地下目标很远时，钻探力可以较大从而探头可很快地移向地下目标。当探头接近地下目标时，并且为了防止外力碰撞的影响，钻探力可减小从而当探头到达与地下目标非常邻近处时，使钻探力极低。在本专利技术的上述方面，天线检测目标的信号。一般地，是由一独立的发送器向目标导体施加信号。然而，如果一地面穿透探头使用这种系统来探测地下目标，由具有当探头穿透地面时可能会碰到其它目标的危险。对于非金属目标，可通过提供其它检测传感装置来解决这一问题，例如通过雷达或加速度计能保证探头的移动可停止或者刚好在碰撞到该目标之前停止。所述的其它检测装置也可用于有关固体目标的特定检测和/或探测任务。但是，如果地下目标有一导体，则探头可带有一发送器，它发送能在地下目标上进一步感应(其它)信号的信号，然后可检测到上述更进一步的信号。例如当在要探测的位置处有不同导体的稠密网络时，这可能是有益的。另外，探头可根据作用于目标上的信号、例如50HZ或60HZ的交流电或无线电信号来检测和探测地下目标。在另一改进中，目标上可能有一个或多个能发送一预定信号的装置。这种发送器是已知的，例如从畜牧业，它们被称作射频信息装置系统(RFID System)探测器上提供有用于检测这些发送装置的装置，因此可获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一具有一地面穿透探头的探测器，所述探头具有至少两个天线（２１，２２，２３），天线间具有预定的间距（５１，５２），天线（２１，２２，２３）用于检测由目标（２６）导体发出的电磁信号； 其特征在于： 所述探测器具有用于分析电子信号的装置（２５）以确定探测器（２４）与目标（２６）在天线间距（Ｘ）方向及与之垂直的（Ｙ）方向的间距。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁比格斯塔夫刘易斯，约翰罗伯特科特尔，格雷厄姆罗伊库珀，
申请(专利权)人：无线电探测有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]