用于定位载流导体的定位器制造技术

一种用于定位承载交流电的隐蔽导体的定位器，交流电具有至少第一和第二频率，交流电由至少一个专用信号发生器产生。定位器包括至少一个磁场传感器，其可操作以将来自导体的电磁辐射转换为场强信号；数字模拟转换器，其被配置以产生取决于来自磁场传感器的场强信号的数字信号；数字信号处理器被配置成对由第一频率和第二频率产生的数字化信号的分量进行分离，并且对经分离的分量进行处理，以产生指示导体到探测器接近程度的一个或多个信号；以及输出端，其被配置以产生导体的接近程度的可听和/或可见指示，其中，由第一频率信号和第二频率信号产生的经分离的信号分量是被同时处理的。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及用于定位载流导体的定位器。
技术介绍
在埋藏了电缆、光缆或其它公用管道或导管处开始挖掘或其它操作之前，确定这些埋藏电缆或导管的位置以确保其在操作过程中不被损坏是很重要的。并且对于可以追踪埋藏电缆或导管的路径也是有用的。载流导体发射可以由电磁天线探测到的电磁辐射。如果光缆或非金属公用管道或导管安装有小型电追踪线，则在追踪线中可以感应交流电流，进而辐射电磁辐射。使用探测器来探测由承载交流电流的导体发射的电磁场是已知的。一种类型的探测器以三种模式中的一种进行工作。这些模式分为无源模式或者有源模式，无源模式为“电源”模式和“无线”模式，它们使用已经存在的信号——主功率信号，和水下VLF(超低频)进行通信。各模式具有自己的探测频带。本申请的方面涉及有源模式。在有源模式下，信号发射机将已知频率和调制的交变磁场耦合在埋藏导体中。信号发射机可以直接连接至导体。在直接连接接入不可能的地方，将信号发射机邻近埋藏导体放置，则通过信号发生器产生的交变磁场，在导体中可以感应交流电流信号。埋藏导体辐射与由信号发射机产生的信号相对应的交变磁场。对于埋藏线路的有效追踪和识别而言，信号频率的选择是一个重要因素，没有单个频率满足所有条件。对于相对非技术人员使用的单个装置，没有选择只能进行折中，且选择足够高的单一频率以在感应模式下给出良好性能，但如果不够高，将不会移动足够远。在8kHz和33kHz之间的有源信号通常用于这些应用中。33kHz被认为是适于寻找许多埋藏电缆和金属管道的良好的通用信号频率。对于短距离的电缆，例如穿过用户设备的通讯支线，33kHz的信号频率不能提供足够的信号以给出良好的定位。这是因为信号返回路径阻抗较高，主要是电容性的；电缆越短，对地电容越低，因此在特定频带处的阻抗越高。高阻抗会在电缆中产生小电流。在这种情况下，可以使用较高信号频率获得更好的定位信号质量。多频定位器和发射机可具有合适的高频率操作模式，例如66kHz，83kHz以及131kHz。这些产品需要操作者选择合适的信号频率，比通常用户需要更高程度的操作者培训以及专门技能。存在专用单频定位器，其最优化以用于寻找通讯电缆，但对于一般的电缆和管道定位，这些都不太适合，因为沿着通常的电缆或管，高频信号随着距离快速耗散。
技术实现思路
根据本申请的实施例，提供了一种用于定位隐蔽的载流导体的定位器。所述导体携带具有至少第一频率和第二频率的交流电流，其中，所述交流电流是由耦合到所述导体的至少一个专用信号发生器产生的。所述定位器包括:至少一个磁场传感器，其可操作以将来自导体的电磁福射转换为场强信号；数字模拟转换器，其被配置为产生取决于来自磁场传感器的场强信号的数字化信号；数字信号处理器，其被配置成对由第一频率和第二频率产生的数字化信号的分量进行分离；并且对经分离的分量进行处理，以生成指示导体到探测器接近程度的一个或多个信号；以及输出端，其被配置以产生导体的接近度的可听和/或可见指示，其中，由第一频率信号和第二频率信号产生的经分离的信号分量是被同时被处理的。根据本申请的定位器允许检测到隐蔽导体中具有两个频率的交流电流。这两个频率可以例如是33kHz和66kHz。这些频率可以彼此同时地进行检测。因此,用于定位隐蔽导体的装置可以近乎同时使用这两个频率来对导体进行定位。因此，本申请的实施例提供在广泛的各种情形中来定位电缆或管道，而不需要用户来调节信号发生器或定位器。因此，本申请的实施例方便用于定位管道和电缆的健壮和精确系统，与已知的产品相比，该系统不需要用户具有专业知识或额外培训。在本申请的实施例中，第二频率是第一频率的谐波。在一个实施例中，第二频率是第一频率的两倍。在本申请的一个实施例中，定位器包括外差混合器，其被配置为将第二频率转换成较低频率，其中，数字信号处理器被配置成对低频信号进行分离和处理。这允许模数转换器的高于奈奎斯特频率的频率在定位器中进行处理。这样做的优点是便于使用具有大约为每秒96k个采样的取样频率的音频ADC，从而可以使用具有66kHz或更高频率的交流电流。在本申请的一个实施例中，具有第一频率和第二频率的交流电流是由专用信号发生器产生的。在本申请的一个实施例中，具有第一频率和第二频率的交流电流由单独的专用信号发生器产生的。根据本申请的一个实施例，提供了一种用于定位隐蔽的导体的系统。该系统包括根据本专利技术的一个方面的定位器，以及被配置以产生具有第一频率和第二频率的交流电流的信号发生器。在本申请的一个实施例中，信号发生器包括:第一振荡器，其被配置成产生具有第一频率的第一波形；第一端子，其通过第一滤波器耦合至第一振荡器，第一滤波器被配置成通过第一频率的信号；第二振荡器，其被配置成产生具有第二频率的第二波形；以及第二端子，其通过第二滤波器耦合至第二振荡器，第二滤波器配置成通过第二频率的信号。在本申请的一个实施例中，信号发生器可以直接与隐蔽导体相连，且用于将第一和第二终端中的另一个接地。在本申请的一个实施例中，信号发生器可以感应地耦合到隐蔽导体。在本申请的一个实施例中，信号发生器进一步包括:感应线圈，其用于与隐蔽的导体感应耦合；以及开关电路，其被配置成根据开关波形来改变感应线圈中的电流，开关波形具有第一频率的第一分量和第二频率的第二分量。因为线圈不是谐振电路的一部分，此实施例允许在隐蔽导体中有效地感应超过一个的频率。在本申请的一个实施例中，开关电路包括四个H桥形式的开关设备。在本申请的另一个实施例中，提供了一种用于定位隐蔽导体的方法。本申请的另一个实施例提供了一种有形机器可读介质，其包括由处理器执行的指令，处理器包括在定位器中，定位器用于定位隐蔽的导体。这些指令使得定位器根据上述本专利技术的实施例来进行操作。因此，为了更好地明白本专利技术的详细描述以及更好地理解本专利技术对现有技术的贡献，已经相当宽泛地列出了本专利技术的某些实施例。当然，下文将描述本专利技术的附加实施例，其构成所附随的权利要求的主题。就此而言，在详细说明本专利技术至少一个实施例前，应当理解本专利技术不仅限于下面说明书中叙述的或者附图中示出的详细结构和部件布置。本申请能够应用于上述以外的实施例中，并且能够以各种方法进行和实践。需要明白的是，本说明书以及摘要中采用的措辞和术语，其目的都是为了说明，而不应被视为限制。这样，本领域一般技术人员应当理解，本申请所基于的构思可以容易地用作用于执行本申请的数个目的的其他结构、方法和系统的设计的基础。因此，重要的是，权利要求应当被看作是包括了这样的等同的结构，只要它们不超出本申请的精神和范围。附图说明参照附图作为示例来说明本公开主题的实施例，在附图中:图1示出了根据本申请实施例的信号发生器的示意图；图2示出了根据本申请实施例的信号发生器的示意图；图3A示出了根据本申请实施例的信号发生器的示意图；图3B示出了根据本申请实施例的信号发生器的供电电路；图4A示出了可以用于执行本申请实施方式的驱动波形；图4B示出了可以用于执行本申请实施方式的驱动波形；图4C示出了可以用于执行本申请实施方式的驱动波形；图5示出了根据本申请实施例的定位器；图6A示出了根据本申请实施例的定位器的示意图；以及图6B示出了根据本申请实施例的定位器的示意图。具体实施例方式图1示出了信号发生器100，其产生AC信号以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于定位隐蔽的载流导体的定位器，所述导体承载交流电流，所述交流电流至少具有第一频率和第二频率，其中，所述交流电流由耦合到所述导体的至少一个专用信号发生器产生，所述定位器包括：至少一个磁场传感器，其可操作以将来自所述导体的电磁辐射转换成场强信号；数字模拟转换器，其被配置成产生取决于来自所述磁场传感器的所述场强信号的数字化信号；数字信号处理器，其被配置成：对由所述第一频率和所述第二频率产生的所述数字化信号的分量进行分离；以及对经分离的分量进行处理，以产生一个或多个信号，所述一个或多个信号指示所述导体到检测器的接近程度；以及输出端，其被配置以产生所述导体的接近程度的可听和/或视觉指示，其中，由所述第一频率信号和所述第二频率信号产生的经分离的信号分量是被同时处理的。

【技术特征摘要】
2011.11.04 US 13/289,9521.一种用于定位隐蔽的载流导体的定位器，所述导体承载交流电流，所述交流电流至少具有第一频率和第二频率，其中，所述交流电流由耦合到所述导体的至少一个专用信号发生器产生，所述定位器包括: 至少一个磁场传感器，其可操作以将来自所述导体的电磁辐射转换成场强信号； 数字模拟转换器，其被配置成产生取决于来自所述磁场传感器的所述场强信号的数字化信号； 数字信号处理器，其被配置成: 对由所述第一频率和所述第二频率产生的所述数字化信号的分量进行分离；以及对经分离的分量进行处理，以产生一个或多个信号，所述一个或多个信号指示所述导体到检测器的接近程度；以及 输出端，其被配置以产生所述导体的接近程度的可听和/或视觉指示，其中，由所述第一频率信号和所述第二频率信号产生的经分离的信号分量是被同时处理的。2.根据权利要求1所述的定位器，其中，所述第二频率是所述第一频率的谐波。3.根据权利要求2所述的定位器，其中，所述第二频率是所述第一频率的两倍。4.根据权利要求1所述的定位器，还包括: 外差混频器，其被配置为将所述第二频率转换为较低频率，其中，所述数字信号处理器被配置成对低频信号进行分离和处理。5.根据权利要求1 所述的定位器，其中，具有所述第一频率和所述第二频率的所述交流电流是由一个专用信号发生器来产生的。6.根据权利要求1所述的定位器，其中，具有所述第一频率和所述第二频率的所述交流电流是由单独的专用信号发生器来产生的。7.一种用于定位隐蔽的导体的定位系统，其包括: 根据权利要求1所述的定位器；以及 信号发生器，其被配置以产生具有所述第一频率和所述第二频率的所述交流电流。8.按权利要求7所述的系统，其中，所述信号发生器包括: 第一振荡器，其被配置为产生具有所述第一频率的第一波形； 第一端子，其通过第一滤波器耦合至所述第一振荡器，所述第一滤波器被配置成通过所述第一频率的信号； 第二振荡器，其被配置以产生具有所述第二频率的第二波形；以及第二端子，其通过第二滤波器耦合至所述第二振荡器，所述第二滤波器被配置成通过所述第二频率的信号。9.按权利要求8所述的系统，其还包括连接器，所述连接器用于将所述第一端子和所述第二端子中的一个连接到所述隐蔽的导体，并且用于将所述第一端子和所述第二端子中的另一个接地。10.按权利要求8所述的系统，还包括感应耦合器，所述感...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·戴维·皮尔逊，杰弗里·理查德·汤普森，德雷克·詹姆斯·王，
申请(专利权)人：雷迪有限公司，
类型：发明
国别省市：