CN103119474B - 用于标记固定设施的磁力标记物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了与用于标记固定设施的磁力标记物相关的制品、系统和方法。可将磁力标记物设置成组并且与固定设施相关，所述固定设施包括埋藏在地下的设施。可通过下述方式将标记物与设施相关：将所述标记物附接到所述设施、将所述标记物相对所述设施设置成特定空间关系、或者通过任何其它适当的方式。可使用便携式定位装置来产生交变磁场以激活所述磁力标记物并由此来定位所述设施。

Description

用于标记固定设施的磁力标记物

技术领域

本发明涉及用于标记固定设施的磁力标记物(magnetomechanical marker)。更具体地讲，本发明涉及使用用于标记埋藏在地下的设施的磁力标记物。

背景技术

在世界各地，导管（例如用于水、气体和污水的管道以及用于电话、电力和电视的电缆）为埋藏在地下的。通常重要的是知晓导管或其他地下设施的位置。例如，在挖掘地基之前，建筑公司可希望确保不损坏任何埋藏的设施。煤气公司关注的是能够在地下管道泄漏时来定位该地下管道。电话公司可需要将新电话电缆连接到现有电缆。在这些情况的每一个中，可为有用的是，不仅知晓地下设施埋藏的位置，而且知晓埋藏在此位置的设施的种类和拥有所述设施的物主。

在传统上已通过若干不同方法来标记地下设施。视觉标记物或其它指示器可在设施被埋藏之后即刻进行安装，但这种标记物可丢失、被盗、或被破坏。诸如警示带之类的视觉标记物也可安装在地下，且通常埋藏在地下设施上方数英尺的位置。发掘或挖掘的个人则首先接触视觉标记物，以提示他们在视觉标记物下方的或附近处存在设施。然而，这种视觉标记物仅在人已开始发掘之后才提供警示，这意味着人在明白之前可能已在错误位置发掘了一段时间。

示踪导线已用于电力标记地下导管的路径。示踪导线有时与导管或设施埋藏在一起。当利用交流电(AC)信号激活示踪导线的一端时，该导线传导电流并且发射电磁信号。地上的独立接收器可检测到信号，并由此确定示踪导线和相应设施的路径。如果在导线中出现断点，则AC信号不能传导越过断点，因此在断点之后可不能获得信息。此外，示踪导线需要从地面可触及以便被激活，并且在到达所埋藏设施的接近水平之前不提供视觉警示。

无源感应标记物也已用于标记地下设施。这种标记物通常包括位于防护壳体内的线圈和电容器。然后将感应标记物埋藏在将被标记的物件附近。通过将磁场产生到地下预期发现标记物的区域中来激活感应标记物。磁场与标记物耦合，并且感应标记物在传输周期期间接收和储存来自耦合磁场的能量。当传输周期结束时，感应标记物重新发射同一频率的具有指数衰减振幅的信号。地上的检测装置检测到来自标记物的信号并且向使用者提示标记物的存在。

地下的警示带和感应标记物通常根据其标记的用途类型进行颜色编码。具体地讲，煤气管线标记物为黄色的；电话电缆标记物为橙色的；废水标记物为绿色的；水管标记物为蓝色的；而电源标记物为红色的。类似地，感应标记物常常通过下述方式来进行编码：将线圈调谐到特定的频率，以表示特定的用途类型。传统使用的频率如下：用于煤气的83.0kHz；用于电信的101.4kHz；用于废水的121.6kHz；用于水的145.7kHz；和用于电力的169.8kHz。定位技术人员可采用调谐到用于所需用途的频率的定位器。例如，如果技术人员正搜寻电话线，则其必须使用调谐到101.4kHz的定位器。此定位器将仅激活也调谐到该频率的感应标记物。

影响标记物选择的因素包括成本、识别所埋藏的特定设施的需要、了解所埋藏设施的路径的需要、设施的深度（地下）、和所需的标记物深度。这些因素可在用于地下设施的标记物系统的设计过程中至关重要。

发明内容

本发明通常涉及磁力标记物在标记固定设施中的使用。所述磁力标记物可提供用于标记埋藏在地下的固定设施的可行的低成本选择。磁力标记物可具有如下附加优点，即在无需视线到达标记物的情况下来提供设施位置的远程指示。另外，与示踪导线不同，如果用于磁力标记物的载体被切断，这不损害磁力标记物的功能，因为它们可为分立的、不连续的。

在一个方面，本发明涉及用于标记埋藏在地下的设施的制品。所述制品包括至少一个磁力标记物，并且所述制品与设施相关。

在另一方面，本发明涉及标记埋藏在地下的设施的方法。所述方法包括：至少提供至少一个磁力标记物；提供载体，其中至少一个标记物附接到所述载体；并且将标记物与设施相关联。

在另一方面，本发明涉及用于定位埋藏在地下的设施的系统。所述系统包括标记部件和便携式定位装置。标记部件包括至少一个磁力标记物，并且定位装置包括至少单个天线和电池。

附图说明

结合附图，由以下对本发明各实施例的详细描述可以更全面地理解本发明，其中：

图1示出了示例性磁力标记物的分解图；

图2示出了一组磁力标记物；

图3A示出了设置成并列平行阵列的一组磁力标记物；

图3B示出了设置成端对端平行阵列的一组磁力标记物；

图3C示出了设置成斜向并列平行阵列的一组磁力标记物；

图3D示出了设置成多向平行阵列的一组磁力标记物；

图4示出了附接到载体的两组磁力标记物；

图5A示出了以大体平面构型附接到设施的磁力标记物；

图5B示出了以弯曲构型附接到设施的多个磁力标记物；

图6A示出了彼此以预定距离间隔开的标记物的实例，其中所述距离为规则的；

图6B示出了彼此以预定距离间隔开的标记物的实例，其中所述距离为变化的；

图7示出了示例性的便携式定位装置；

图8示出了标记物或组在定位器天线取向呈平行取向和呈垂直取向的情况下的相对信号强度；并且

图9A-9F示出了用于实例中的多种标记物构型。

所示的附图示出了本发明的多个实施例。应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以利用这些实施例，并且可以进行结构上的修改。附图未必按比例绘制。附图中使用的类似标号通常指代类似的部件。然而，应当理解，使用标号来指代给定附图中的部件并非意图限制另一附图中使用相同标号标记的部件。

具体实施方式

本发明涉及用于标记地下固定设施的磁力标记物，所述磁力标记物可产生用于标记固定设施的低成本解决方案。用于标记固定设施的这种磁力标记物还可提供普通标记物，所述普通标记物用于识别所关注的物件的存在而不具体地识别所述设施。

图1示出了示例性磁力标记物10的分解图。在示出的附图中，标记物10包括壳体2、共振器部件4、共振器部件4上方的覆盖件6、以及设置在覆盖件6和壳体覆盖件9之间的磁偏置层8。共振器4为具有磁致伸缩特性的铁磁材料（例如，磁性无定形合金或结晶材料，例如由南卡罗来纳州康韦市(Conway,South Carolina)的制造的2826MB、2605SA1或2605S3A）或由磁偏置层8磁性偏置的类似材料（例如永久磁铁或硬磁或半硬磁金属带）。由于硬磁磁偏置层8可不易改变，则这在符合本发明的应用中可证明为有利的，因为当埋藏在地下时其偏置特性不太可能被无意地改变。磁力标记物10在下述情况下在其特征频率下共振：利用调谐至此频率的交变磁场进行询问时。在此询问周期期间，将能量以磁能和机械能（表现为共振器振动）的形式储存到标记物10中。当移除询问磁场时，共振器继续在其共振频率下振动并且释放出可利用合适检测器远程感测的显著交变磁能。这种响应为定位技术人员提示磁力标记物10的存在。

本发明范围内的磁力标记物10可由多个变型形式进行构造。壳体2可为塑料或任何其他非导电材料。选择用于壳体2的材料时的一个重要因素是确保壳体可保持其形状或在共振器4周围的间距，以允许为共振器4共振或振动提供足够的空间。共振器部件4可为单个、两个（如图1所示）、三个或更多个共振器部件。共振器部件4可由专用磁性材料（例如2826MB或2605无定形合金）或类似材料（例如由德国哈瑙(Hanau,Germany)的Vacuumschmelze GmbH制备的那些）制成。

共振器4可在任何所需频率下共振，这主要取决于它们的长度、磁偏置场的强度、材料密度、以及材料的杨氏模量。尽管共振器4可被物理地设计为在宽频率范围内共振，但可为所需的是将共振器4调谐到特定频率。例如，共振器4可被设计为在约25kHz至45kHz范围内或约45kHz至75kHz范围内的频率下共振。可选择某个范围内的多个频率，并且使用每个频率编码一条信息，例如所标记设施的类型。例如，频率可间隔开4kHz的间隔，例如46kHz、50kHz、54kHz、58kHz、62kHz等等。由于共振器4的一些自然变化，给定范围内的频率可与该范围内的目标频率相关。例如，对于58kHz的频率而言，57kHz到59kHz范围内的任何频率可与对应58kHz频率的同一信息相关。

共振器4也可被设计为在传统上与特定设施相关的频率下共振，例如用于气体的83.0kHz；用于电信的101.4kHz；用于废水的121.6kHz；用于水的145.7kHz；和用于电力的169.8kHz。作为另外一种选择，共振器可被设计为在低于58kHz的频率下共振。具有37mm的长度、约0.02到0.03mm的厚度、和约6mm的宽度的共振器可响应约58kHz的询问频率。响应约58kHz的询问频率的一个示例性共振器为得自总部位于佛罗里达州的布卡拉顿市(BocaRaton,Florida)的Sensormatic Electronics公司的UltraIII。

共振器4的信号强度可为确保将标记物埋藏在地下之后可定位所述标记物的重要因素。共振器4的信号强度取决于如下因素，例如共振器4的长度和宽度、共振器材料的体积、由磁偏置层施加到共振器上的偏置磁场、共振器材料的磁力机械耦合因数k以及共振器4经受的询问磁场的量值。在一些实施例中，可使用包括在单个标记物内的多个共振器4来改善信号强度。然而，如果共振器4或者多个共振器4的组合过厚，则这可抑制共振器的共振能力。

覆盖件6可由与壳体2相同的材料或任何其它适当的材料制成。覆盖件6可用于将共振器固定在壳体2内以及在共振器4和磁偏置层8之间提供物理分隔，由此保持共振器4响应询问磁场进行共振的能力。

磁偏置层8可由下述任何磁性材料制成，所述磁性材料在磁化时具有足够的剩磁以适当地偏置共振器并且具有足够的矫顽磁性以便在正常运行环境中不被磁力地改变。诸如得自伊利诺伊州马伦戈市(Marengo,Illinois)的Arnold Engineering公司的Arnokrome^TMIII之类的市售磁性材料为用于磁偏置层8的一种示例性材料，但其它材料可同样良好地应用。磁偏置层8可与共振器4具有类似的尺寸。与所有线形或棒形磁体一样，磁偏置层8各端均具有一个磁极。

壳体覆盖件9可由与壳体2相同的材料或任何其它所需材料制成。壳体覆盖件9可将磁偏置层8和共振器4密封并固定在壳体2内。可通过例如使用（如）粘合剂、热密封、或超声焊接的任何所需方法来将壳体覆盖件9固定到壳体2。尽管壳体2和壳体覆盖件9显示为两个分立部件，但本领域的技术人员在阅读本发明后将认识到，用于磁力标记物的壳体可呈现任何可用形式。

根据本发明，可将磁力标记物10与埋藏在地下的设施相关。也可将包括磁力标记物10的制品与设施相关。可将标记物或包括标记物的制品与设施相关，以使其物理性地附接到设施、结合到设施内、与设施设置在同一竖直平面内（设置在设施上方或下方）、或从设施偏移（包括偏移到设施的侧面）。

在一些实施例中，如果标记物或制品并非物理性地附接到设施，则标记物或制品也可位于设施的30cm、60cm或1m的半径范围内。

图2示出了符合本发明的磁力标记物10的组20。组20通常被设置为使得来自多个标记物10的信号是叠加的。在示出的构型中，标记物被设置成大体平行的阵列。标记物10被取向为使得每个标记物的磁偏置层的磁极性是相同的。磁北极22朝向大致相同的方向，磁南极24彼此朝向相同的方向且朝向北极22的相反方向。在磁力标记物10的组20内，每个标记物10优选地设置成彼此相距适当距离A。在一个实施例中，距离A优选地大于3mm。距离A也可为较长的，例如，在3mm到1cm的范围内、或者大于1cm或2cm、或者更长。若干因素可影响距离A的确定。例如，当两个标记物彼此接近时，一个标记物的磁偏置层可影响相邻的标记物，从而导致共振频率的偏移。另一方面，两个相邻或邻近的标记物之间的长距离A可减弱所接收的信号振幅。如图2所示，组中的标记物可为呈并列构型和端对端构型、或任何其它适当构型的平行阵列。

图3A-3D示出了设置成多种构型的一组磁力标记物。图3A示出了设置成并列平行阵列的一组磁力标记物。图3B示出了设置成端对端平行阵列的一组磁力标记物。图3C示出了设置成斜向并列平行阵列的一组磁力标记物。图3D示出了设置成二维平行阵列的一组磁力标记物。在这些构型的每一个中，当标记物10内的磁偏置层的磁北极和磁南极位于同一方向上时，如图2所示，则标记物的响应可为叠加的。这导致得自标记物10的组20的累积响应比单个标记物的响应具有更大的信号强度，如在实例部分中进一步所述。

图4示出了附接到载体40的磁力标记物10的两个组20。载体可为可附接标记物10的任何基底或其它物体。例如，基底可为警示带，例如由明尼苏达州的圣保罗市(St.Paul,Minnesota)的3M公司制造的Barricade Tape Series600HS。可使用任何其它可用的基底或载体40，例如，下述任何载体，所述载体可被构造为能够保持、包括、或具有与其附连的标记物并且通常为非导电的。附接到载体40的标记物10可形成与设施相关的制品。制品或标记物可物理性地附接到设施、结合到设施内、与设施设置在同一竖直平面内（设置在设施上方或下方）、或从设施适当地偏移（包括偏移到设施的侧面）。

图5A示出了以大体平面构型附接到设施50的磁力标记物58。在这种特定构型中，磁力标记物58的组20被设置成端对端平行构型并且附接到设施50。设施50可为将被待跟踪或定位的任何地下设施。例如，其可为固定设施，例如埋藏在地下的实用管道或电缆。设施50也可为埋藏在地下的阀门、连接器、或任何其它物件。

图5B示出了围绕设施50周边设置的以弯曲构型附接到设施50的多个磁力标记物58。磁力标记物58可通过任何所需的方法（例如粘合剂54、机械附接系统）来进行附接，或者可被加工到设施50的结构内。可将设施50埋藏在地面52之下。

图6A和6B示出了彼此以预定距离间隔开的标记物62的实例。在图6A中，标记物62设置在载体60上，其中标记物之间的距离D1为规则的。距离D1可为任何所需距离，例如，D1可位于2cm到5cm、5cm到10cm、10cm到30cm、或0.3m到2m的范围内，或者可为任何其它所需的距离。示例性距离在实例部分中进一步讨论。距离D1可基于下述因素来确定，例如标记物和定位器之间的距离、所用标记物的数量、是否使用标记物的组、以及是否需要定位路径或离散点。可使用距离D1来编码与标记物62相关的设施的信息。例如，不同的距离D1可标示设施的不同类型、具体设施是什么、设施的深度（如果埋藏在地下）、设施的物主、或任何其它所需信息。

也可使用标记物62的频率来编码信息。尽管单个标记物的频率可与特定实用类型相关，但也可将标记物调谐到不同频率以编码信息。例如，在将两个标记物附接到同一设施的应用中，可将第一标记物调谐到频率f₁，并且可将第二标记物调谐到频率f₂。频率f₁和f₂可为任何所需的频率。例如，f₁可指示所标记设施的类型，例如用途类型，并且f₂可指示设施的物主。

图6B示出了彼此以预定距离间隔开的标记物62的实例，其中所述距离为变化的。也可使用这种变化的距离D2和D3来编码信息，例如设施的类型、设施的物主、设施的深度、或者可与标记物62的空间排列相关的任何其他所需设施信息。D2和D3可位于2cm到5cm、5cm到10cm、10cm到30cm或0.3m到2m的范围内，或者可为任何其它所需的距离。

图7示出了示例性的便携式定位装置70。在此图示定位装置70中，使用单个天线72来产生电磁场并检测磁力标记物的响应。在另一个实施例中，可使用一个天线来产生电磁场并且可使用第二天线来检测磁力标记物对所产生的场的响应。

电池76为便携式定位装置70提供功率。电池76可为（例如）若干普通家用电池，例如AA、B或C型电池、或者任何其它类型的电池。可使用手柄74来把持便携式定位装置70。在一个实施例中，可将电池76设置在手柄74的内部，由此可改善便携式定位装置70的重量分布。

显示器78可为使用者提供有关所定位标记物和标记物相关设施的多种信息。例如，其可提供有关标记物和设施深度、方向的信息、或者有关标记物的其它信息。一个示例性的便携式定位装置为由明尼苏达州圣保罗市(St.Paul,Minnesota)的3M公司配发的3M^TMDynatel^TM1420定位器。在一个实施例中，1420定位器固件可被程序设计以便调谐天线72以发射特定频率、或若干特定的所需频率。

实例

如本发明所述，磁力标记物可用于标记埋藏在地下的固定设施并且可通过便携式定位装置进行检测。下面的实例示出了使用单个磁力标记物或一组磁力标记物来标记和最终定位地下设施的可行性。

用于下述实例中的所有磁力标记物均符合得自总部位于佛罗里达州布卡拉顿市(Boca Raton,Florida)的Sensormatic Electronics公司的III电子制品安全标记的规格要求。磁力标记物设置在非导电表面上。用于所有实例中的阅读器或定位器均为得自明尼苏达州圣保罗市(St.Paul,Minnesota)的3M公司的3M Dynatel^TM1420EMS-iD标记物定位器（1420定位器）。对1420定位器进行固件修改以将天线调谐到大约58kHz。1420定位器包括具有铁氧体芯的螺线管缠绕线圈天线。

为了实验简便起见，提供于下述实例中的所有标记物检测均在自由空气中进行。在所涉及的频率下，期望标记物在自由空气中的信号强度等于地下标记物的信号强度。将提供于实例中的若干标记间隔取向设置到地下达92cm的地下深度，以证明自由空气测量结果等于地下检测结果并且相比于在自由空气中获得的测量结果而言未记录到信号强度衰减。

下表中所示的所有竖直或水平距离均为从标记物的中心点和/或定位器的天线的中心点测得的。竖直距离指示定位器天线高出其中设置标记物的平面的高度。水平距离指示定位器天线偏移到标记物侧面的距离。各个标记物被设置为使其共振带相对于地面为水平取向的，并且利用相对于标记物取向呈两个单独取向的定位器天线来实施信号强度检测。在一个检测取向中，定位器天线平行于标记物的长度。在第二检测取向中，定位器天线垂直于标记物。在这些检测取向的每一个中，将定位器设置在多个距离处以评估标记物的信号强度。

在下述实例中，在实验室中执行所有实验，该实验室中存在电子背景噪声。针对实验室位置、每周中的日期、每天中的时间和定位器的取向，背景噪声不同。因此，列出的所有信号强度检测均包括背景噪声。考虑到背景噪声，为了确保测量值的精确性，在移除标记物的情况下，在各个取向和距离下实施第二检测。换句话讲，在标记物位于所述位置的情况下实施检测，随后在下述情况下实施第二检测：将标记物从所述位置移除并且设置在较远距离以便不对第二检测的值贡献信号。如果检测值改变，则记录全部的检测水平。如果在标记物被移除情况下的读数值与标记物位于所述位置的情况下的读数值之间未观察到变化，则得出结论：标记物在所述距离和阅读器取向的情况下未产生可测量的信号强度，并且将所记录值列为“Bkgd”（背景）。

图8示出了标记物或组81在定位器天线取向呈平行取向84和呈垂直取向86的情况下的沿轴线82的相对信号强度。如参照各个实例更详细所述，当标记物或组81平行于（84）定位器天线时（即，定位器天线为水平的），最大信号振幅84a大于将定位器天线设置成垂直于（86）标记物或组81时的情况。平行取向的最大信号振幅出现在标记物或组81的正上方。平行构型86的最小信号振幅84b出现在标记物或组81位置之间。当定位器天线垂直于（86）标记物或组81（即，竖直）时，最大信号86a小于上述平行构型84，并且最小信号86b大于上述平行构型84。对于垂直构型86而言，最大信号86a出现在标记物或组81之间，而最小信号86b出现在标记物或组81正上方。

实例1：单独标记物

测定单个标记物91（如图9A所示）的信号强度值，并且在增加单个标记物91之间的水平间距的情况下，测定排成一行的三个单个标记物91的信号强度。定位器天线取向平行和垂直于标记物91，如上文所述。

其中定位器天线垂直于单个标记物91和以多个间距排成一行的三个单个标记物91的构型的信号强度测量结果示于表1。对于其中定位器天线垂直于单个标记物91的构型而言，最小信号强度检测值出现在标记物91的竖直中点上方。最大测量信号强度出现在距标记物91的竖直中点的某个水平距离处。所测量的最大信号强度的水平距离随定位器天线高出标记物91上的竖直距离而有所变化，如表1所示。

对于其中定位器天线垂直于单个标记物91的取向而言，尽管从标记物91的竖直中点获得最大信号强度位置所需的水平距离随着竖直距离的增加而增加，但所测量的信号强度的整体量值减小。对于三个单个标记物91而言，在所有竖直距离处，定位器天线垂直于标记物时的最大检测值出现在相邻标记物91之间的水平中间位置处。

表1：定位器天线垂直于标记物

其中定位器天线平行于标记物91的构型的信号强度测量结果示于表2。对于其中定位器天线平行于单个标记物91的构型而言，最大测量信号强度出现在标记物91正上方。对于排成一行的三个标记物91而言，亦是如此。在定位器天线平行于标记物91的情况下，单个标记物的最小测量信号强度出现在距标记物91的竖直中点的某个水平距离处。最小测量信号强度的水平距离随定位器天线高出标记物91的竖直距离而有所变化，如表2所示。排成一行的三个标记物91的最小测量信号强度出现在两个相邻的标记物91之间的中间位置。

表2：定位器天线平行于标记物

实例2：具有呈并列构型的标记物的双标记物组

测定具有如图9B所示的呈并列取向的标记物的双标记物组92的信号强度值。另外，在增加标记物组92之间的水平间距的情况下，测定三个单独的排成一行的双标记物组92的信号强度。定位器天线取向平行和垂直于标记物组92，如上文所述。

其中定位器天线垂直于双标记物组92和垂直于三个以不同间距排成一行的双标记物组92的构型的信号强度测量结果示于表3。对于其中定位器天线垂直于双标记物组92的构型而言，最小信号强度检测值出现在双标记物组92的竖直中点上方。最大测量信号强度出现在距双标记物组92的竖直中点的某个水平距离处。最大测量信号强度的水平距离随定位器天线高出双标记物组92的竖直距离而有所变化，如表3所示。

对于其中定位器天线垂直于双标记物组92的取向而言，尽管从双标记物组92的竖直中点获得最大信号强度位置所需的水平距离随竖直距离的增加而增加，但所测量的信号强度的整体量值减小。对于三个双标记物组92而言，在所有竖直距离处，定位器天线垂直于标记物的情况下的最大检测值出现在相邻组92之间的水平中间位置处。

表3：定位器天线垂直于具有呈并列构型的标记物的双标记物组

其中定位器天线平行于双标记物组92的构型的信号强度测量结果示于表4。对于其中定位器天线平行于三个双标记物组92的构型而言，最大测量信号强度出现在组92正上方。三个排成一行的双标记物组92的最小测量信号强度出现在两个相邻组92之间的中间位置。

表4：定位器天线平行于具有呈并列构型的标记物的双标记物组

实例3：具有呈端对端构型的标记物的双标记物组

测定具有呈端对端取向的标记物的双标记物组93（如图9C所示）的信号强度值。另外，在增加标记物组93之间的水平间距的情况下，测定三个单独的排成一行的双标记物组93的信号强度。定位器天线取向平行和垂直于标记物组93，如上文所述。

其中定位器天线垂直于双标记物组93和垂直于三个以不同间距排成一行的双标记物组93的构型的信号强度测量结果示于表5。对于其中定位器天线垂直于双标记物组93的构型而言，最小信号强度检测值出现在双标记物组93的竖直中点上方。最大测量信号强度出现在距双标记物组93的竖直中点的某个水平距离处。最大测量信号强度的水平距离随定位器天线高出双标记物组93的竖直距离而有所变化，如表5所示。

对于其中定位器天线垂直于双标记物组93的取向而言，尽管从双标记物组93的竖直中点获得最大信号强度位置所需的水平距离随竖直距离的增加而增加，但所测量的信号强度的整体量值减小。对于三个双标记物组93而言，在所有竖直距离处，在定位器天线垂直于标记物的情况下的最大检测值出现在相邻组93之间的水平中间位置处。

表5：定位器天线垂直于具有呈端对端构型的标记物的双标记物组

其中定位器天线平行于双标记物组93的构型的信号强度测量结果示于表6。对于其中定位器天线平行于三个双标记物组93的构型而言，最大测量信号强度出现在组93正上方。三个排成一行的双标记物组93的最小测量信号强度出现在两个相邻组93之间的中间位置。

表6：定位器天线平行于具有呈端对端构型的标记物的双标记物组

实例4：具有呈并列构型的标记物的四标记物组

测定具有呈并列取向的标记物的四标记物组94（如图9D所示）的信号强度值。另外，在增加标记物组94之间的水平间距的情况下，也测定排成一行的三个单独四标记物组94的信号强度。定位器天线取向平行和垂直于标记物组94，如上文所述。

其中定位器天线垂直于四标记物组94和垂直于三个以不同间距排成一行的四标记物组94的构型的信号强度测量结果示于表7。对于其中定位器天线垂直于四标记物组94的构型而言，最小信号强度检测值出现在四标记物组94的竖直中点上方。最大测量信号强度出现在距四标记物组94的竖直中点的某个水平距离处。最大测量信号强度的水平距离随定位器天线高出四标记物组94的竖直距离而有所变化，如表7所示。

对于其中定位器天线垂直于四标记物组94的取向而言，尽管从四标记物组94的竖直中点获得最大信号强度位置所需的水平距离随竖直距离的增加而增加，但所测量的信号强度的整体量值减小。对于三个四标记物组94而言，在所有竖直距离处，在定位器天线垂直于标记物的情况下的最大检测值出现在相邻组94之间的水平中间位置处。

表7：定位器天线垂直于具有呈并列构型的标记物的四标记物组

其中定位器天线平行于四标记物组94的构型的信号强度测量结果示于表8。对于其中定位器天线平行于三个四标记物组94的构型而言，最大测量信号强度出现在四标记物组94正上方。排成一行的三个四标记物组94的最小测量信号强度出现在两个相邻组94之间的中间位置。

表8：定位器天线平行于具有呈并列构型的标记物的四标记物组

实例5：具有呈2×2构型的标记物的四标记物组

测定具有呈2×2构型的标记物的四标记物组95（如图9E所示）的信号强度值。另外，在增加标记物组95之间的水平间距的情况下，测定三个排成一行的单独四标记物组95的信号强度。定位器天线取向平行和垂直于标记物组95，如上文所述。

其中定位器天线垂直于四标记物组95和垂直于三个以不同间距排成一行的四标记物组95的构型的信号强度测量结果示于表9。对于其中定位器天线垂直于四标记物组95的构型而言，最小信号强度检测值出现在四标记物组95的竖直中点上方。最大测量信号强度出现在距四标记物组95的竖直中点的某个水平距离处。最大测量信号强度的水平距离随定位器天线高出四标记物组95的竖直距离而有所变化，如表9所示。

对于其中定位器天线垂直于四标记物组95的取向而言，尽管从四标记物组95的竖直中点获得最大信号强度位置所需的水平距离随竖直距离的增加而增加，但所测量的信号强度的整体量值减小。对于三个四标记物组95而言，在所有竖直距离处，定位器天线垂直于标记物的情况下的最大检测值出现在相邻组95之间的水平中间位置处。

表9：定位器天线垂直于具有呈2×2排列的标记物的四标记物组

其中定位器天线平行于四标记物组95的构型的信号强度测量结果示于表10。对于其中定位器天线平行于三个四标记物组95的构型而言，最大测量信号强度出现在四标记物组95正上方。三个排成一行的四标记物组95的最小测量信号强度出现在两个相邻组95之间的中间位置。

表10：定位器天线平行于具有呈2×2排列的标记物的四标记物组

实例6：具有呈端对端构型的标记物的四标记物组

测定具有呈端对端构型的标记物的四标记物组96（如图9F所示）的信号强度值。另外，在增加标记物组96之间的水平间距的情况下，测定三个排成一行的单独四标记物组96的信号强度。定位器天线取向平行和垂直于标记物组96，如上文所述。

其中定位器天线垂直于四标记物组96和垂直于三个以不同间距排成一行的四标记物组96的构型的信号强度测量结果示于表11。对于其中定位器天线垂直于四标记物组96的构型而言，最小信号强度检测值出现在四标记物组96的竖直中点上方。最大测量信号强度出现在距四标记物组96的竖直中点的某个水平距离处。最大测量信号强度的水平距离随定位器天线高出四标记物组96的竖直距离而有所变化，如表11所示。

对于其中定位器天线垂直于四标记物组96的取向而言，尽管从四标记物组96的竖直中点获得最大信号强度位置所需的水平距离随竖直距离的增加而增加，但所测量的信号强度的整体量值减小。对于三个四标记物组96而言，在所有竖直距离处，定位器天线垂直于标记物的情况下的最大检测值出现在相邻组96之间的水平中间位置处。

表11：定位器天线垂直于具有设置成端对端构型的标记物的四标记物组

其中定位器天线平行于四标记物组96的构型的信号强度测量结果示于表12。对于其中定位器天线平行于三个四标记物组96的构型而言，最大测量信号强度出现在四标记物组96正上方。三个排成一行的四标记物组96的最小测量信号强度出现在两个相邻组96之间的中间位置。

表12：定位器天线平行于具有设置成端对端构型的标记物的四标记物组

上文所述的示例性实施例提供了用于标记固定设施的磁力标记物的多种构型。

根据如表7所示的“定位器天线垂直于具有呈并列构型的标记物的四标记物组”数据，可易于推测出埋藏在约36"深度并且由此种组标记的所埋藏管道，所述组每隔52"间隔开并且可利用1420定位器沿着路径进行不间断的定位。作为另外一种选择，根据如表8所示的“定位器天线平行于具有呈并列构型的标记物的四标记物组”数据，可想象埋藏在约48"深度并且由此种组标记的管道，所述组每隔48"间隔开并且可利用具有呈水平取向的天线的1420定位器沿着路径（尽管在最大信号区域之间具有“无效”信号区域）进行定位。以相同的方式可设想到标记并随后定位所埋藏设施的标记物和组的其它排列。

上述实例证明了若干值得注意的结果。尽管使用具有不同天线设计的不同定位装置可导致不同的结果，但下述观察结果可提供理解本发明的指导。

在示出的实例中，就针对标记物空间取向的给定定位器天线而言，具有较多个标记物的标记物组通常比具有较少或单个标记物的组产生更强的信号和更大的检测范围。此外，对于同一标记物/组而言，“定位器天线平行于”的空间关系通常比“定位器天线垂直于”的空间关系产生更强的最大信号。然而，“定位器天线平行于”的最小信号低于相同情况下“定位器天线垂直于”的空间关系的最小信号。换句话讲，“平行”空间关系比垂直方向产生更大的最大信号和检测范围。然而，当增加标记物或组之间的距离时，“垂直”空间关系往往会具有较大的检测范围。另外，当增加天线和标记物或组之间的竖直距离时，也可增加组与组之间的水平间隔距离。

最后，呈端对端构型、并列构型、和组合（或2×2）构型的组具有不同的结果。尽管与其它两个构型相比，并列构型产生更大的信号和最大检测范围，但端对端构型可具有其它优点。例如，相比于并列构型而言，可更易于将标记物呈端对端构型安装在具有较小半径的设施上。

整个公开中使用的位置术语（如，上方、下方、上面等等）旨在提供相对的位置信息；然而，它们并非旨在需要相邻的设置或为以任何其他方式的限制性的。例如，当据称将层或结构设置在另一个层或结构“上方”时，此短语并非旨在限制其中组装层或结构的顺序，而是仅简单地指示出所涉及的层或结构的相对空间关系。此外，所有的数字限制均将被视为受术语“约”修饰。

根据上述说明和相关附图所教导的有益效果，本发明所属领域的技术人员将会想到本发明的许多修改形式和其他实施例。因此应当理解，本发明并非仅限于本文所公开的具体实施例，并且修改形式和其他实施例旨在包括在所附权利要求书的范围内。虽然本文采用了特定的术语，但这些术语仅用于一般性和描述性目的，并不旨在进行任何限制。

Claims (18)

1.一种用于定位埋藏在地下的设施的系统，所述系统包括：

第一组磁力标记物，其设置在载体上；

第二组磁力标记物，其设置在所述载体上，其中所述第一组磁力标记物和所述第二组磁力标记物各自包括至少两个磁力标记物，在所述载体上，在所述第一组磁力标记物和所述第二组磁力标记物之间设置有间隔距离，其中将所述第一组磁力标记物与所述第二组磁力标记物间隔开的距离大于将所述第一组磁力标记物内的每个磁力标记物间隔开的距离；和

便携式定位装置，其中所述定位装置包括至少单个天线和电池。

2.根据权利要求1所述的系统，其中将所述第一组磁力标记物和所述第二组磁力标记物内的磁力标记物均设置成平行阵列。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一组磁力标记物和所述第二组磁力标记物内的每个磁力标记物的磁偏置层极性是相同的。

4.根据权利要求1所述的系统，其中将至少一个磁力标记物调谐到57kHz到59kHz范围内的共振频率。

5.根据权利要求1所述的系统，其中两组以上的磁力标记物附接到所述设施或所述载体上，并且一组磁力标记物与另一组磁力标记物间隔开预定距离。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述载体被设置为使得其呈平面构型或弯曲构型。

7.根据权利要求1所述的系统，其中将第一组磁力标记物调谐到第一频率并且将第二组磁力标记物调谐到第二频率，其中所述第一频率不同于所述第二频率。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述便携式定位装置提供关于所述设施的路径的信息。

9.根据权利要求1所述的系统，其中将所述第一组磁力标记物与所述第二组磁力标记物间隔开的距离是固定的距离。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组磁力标记物中的每个磁力标记物布置成并列平行阵列。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组磁力标记物中的每个磁力标记物布置成端对端平行阵列。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述设施包括管道。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述便携式定位装置提供关于所述管道的路径的信息。

14.根据权利要求1所述的系统，还包括：

第三组磁力标记物，其设置在所述载体上，

其中将所述第一组磁力标记物、所述第二组磁力标记物、所述第三组磁力标记物间隔开的距离是固定的距离。

15.根据权利要求1所述的系统，其中所述载体与所述设施相关。

16.根据权利要求1所述的系统，其中所述载体位于地下并且位于所述设施的1米的半径范围内。

17.根据权利要求1所述的系统，其中所述载体包括非导电的基底。

18.一种用于定位埋藏在地下的管道或者电缆的路径的系统，所述系统包括：

第一组磁力标记物，其设置在载体上，其中所述载体与所述管道或者电缆相关；

第二组磁力标记物，其设置在所述载体上，其中所述第一组磁力标记物和所述第二组磁力标记物各自包括至少两个磁力标记物，在所述载体上，在所述第一组磁力标记物和所述第二组磁力标记物之间设置有间隔距离，其中将所述第一组磁力标记物与所述第二组磁力标记物间隔开的距离大于将所述第一组磁力标记物内的每个磁力标记物间隔开的距离；和

便携式定位装置，其中所述定位装置包括至少单个天线和电池。