CN105487123B

CN105487123B - 移动检测设备及其校准方法和计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN105487123B
Application number: CN201510659310.9A
Authority: CN
Inventors: 西蒙·布兰松
Original assignee: Cable Detection Ltd
Current assignee: Cable Detection Ltd
Priority date: 2014-10-03
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2019-06-25
Anticipated expiration: 2035-09-15
Also published as: US20160097874A1; CN105487123A; EP3002614B1; EP3002614A1; US10151850B2

Abstract

移动检测设备及其校准方法和计算机可读存储介质。本发明涉及一种移动检测设备，用于根据被阻隔的交流电流承载结构发出的磁场，评估从所述设备到被阻隔的交流电流承载结构的距离值，如地下公共设施的定位。该设备包括：多个检测线圈，相对于彼此按照一间距布置；以及电子信号评估单元，用于根据由磁场在检测线圈中感应出的电信号检测所述结构，并且根据至少两个所述检测线圈之间的电信号的差值估计距离值。根据本发明，该设备包括校准单元，该校准单元被构建为通过施加电激励信号将检测线圈中的一个配置为用于校准场的发送器，通过其余检测线圈检测校准场，并且确定用于检测线圈的校准参数。

Description

移动检测设备及其校准方法和计算机可读存储介质

技术领域

本发明总体涉及一种移动检测设备以及校准这种设备的方法。

背景技术

建筑工地上的一个常见任务是使用用于在掘土之前或者在掘土的同时检测地下结构的设备。这些结构通常以公共设施(service)的形式存在，这些公共设施用于通过地下结构提供电力、煤气、燃料、水或者通信数据等。尽管这些公共设施中的大部分的定位是从测量员的地点设计图获悉的或者至少应当从测量员的地点设计图获悉，但是它们的定位可能存在不确定性，或者可能存在在此未提及的附加公共设施。在工作期间，这些地下公共设施经常被掘土机器的操作者简单地忽视或者错误地估计。

挖掘沟渠或者正被挖掘的区域的同时避免对地下结构的损害是一个重要任务。因为对公共设施的损害可能导致严重影响和代价，采取额外测量，以能够在挖掘之前或者同时检测接近度或者优选地这些公共设施在工地的准确深度。其中，感兴趣的不仅是确定埋地公共设施遵循的路线，还有确定公共设施被埋设的深度，或者换句话说，确定检测设备到公共设施的距离。从设备到公共设施的距离还可以被称为深度，作为用于地下线路、管路或者管道的常用术语。用于该目的的设备被已知为电缆检测工具或者电缆避免工具——也称为CAT。这种设备的实施方式例如在EP 2 362 241中描述。这种检测设备大多数被具体实现为可移动的，这意味着可以将其设计并构建为将由工人随身携带的手持设备。在检测设备的特殊可移动实施方式中，例如其还可以被安装在挖掘机的铲斗处并且随着铲斗移动。鉴于此，检测设备优选地被具体实现为轻便且尺寸小的。

一种定位地下公共设施的方式是检测由公共设施自身发出的电磁场。为了这样，要求公共设施具有自然产生的电信号，该电信号可以发射在地面之上可检测到的电磁场，诸如，例如供电线路。还为了检测其它类型的公共设施(例如被关掉的路灯的布线系统、未使用的或者低电压通信电缆、燃气管道或者水管)，已知附加方法。在US 4 438 401中，将不具有自然产生的信号的金属公共设施直接连接到信号发生器。以此方式，电信号可以被耦合到公共设施，并且因此可以通过其电磁场检测到它。US 5 194 812说明了一种用于通过将导体或者探针引入中空管道(例如，燃气管道或者水管)中或者通过挨着公共设施放置导体(导体或者探针将用作待检测场的发送器)检测中空管道的解决方案。在EP 9 166 139或者EP 2 645 133中，通过用接地柱或者其它地面连接方式将来自AC电流源的电流引入到土壤中来将场发射信号耦合到导电地下结构中，其中，电流沿着作为经过土壤的最小阻力的路径的导电性结构流动。

所提及的所有检测系统都具有以下共性：地下结构需要发射电磁场，该电磁场足够强以在表面之上可检测到，特别是关于来自其它源的各种其它电磁场的一直存在的本底噪声必须不模糊地可探测。根据在公共设施上存在的信号，不同公共设施发射的电磁场位于不同频率范围内。根据国家，输电线通常提供基频为50Hz或60Hz的电流，并且因此，发射场具有相同基频。但是例如在EP 2 362 241中描述的，上述频率的谐波还可以用于干线检测，特别是零序谐波。

人工施加到结构的信号(直接或者通过土壤连接)的频率受无线电通信规则限制，这些规则是基于国家的并且被给出以例如避免干扰无线电通信公共设施。在英国允许用于一般地理勘测(例如，电缆检测)的频率的特殊示例为8kHz或者33kHz的频率，其由一些CAT-设备使用。例如，VLF无线电频带范围(＝甚低频无线电波，例如，在约15kHz到60kHz范围内)，特别是在万米范围内的短波长被已知，以很好地穿透土壤材料，并且由此可以用于电缆检测目的。

通信线路发射的场是另一个重要检测目标。对于那些公共设施，可能不期望特殊单个频率，而是必须考虑一频率范围。尽管如此，不太被严格规定的那些频带内的频率的发射很可能成为主流。

例如，如在WO 2011/104314、WO 2008/064851或者WO 2008/064852中所示的，到埋地公共设施(其可以被认为是长载流导体)的深度或距离可以根据相互以已知间距定位的两个拾取点处的信号强度差来确定。

这里存在的一个问题在于，这种深度确定——其深度对于挖掘任务来说是非常关键的值——对设备的组件的容差和制造处理非常敏感，特别是对检测线圈的特征和布置非常敏感。

因此，EP 1 843 177描述了一种工厂校准钻机，其中，各个电缆检测设备的独立微调可以在工厂或者实验室环境中确定，特别是在设备制造之后或者随后在认证机构处确定。

一旦经过校准，检测设备经常暴露至在工作地点处的非常恶劣的环境条件、运输时车内的热冲击和振动、意外坠落或者撞翻、暴露到直射阳光、雪、雨、水、灰尘等。因此，工厂校准数据在现场操作中可能是不合适的。特别是，电子器件的老化和温度漂移以及现场使用的线圈的移动都可能具有负面影响。因此，由这些设备确定的深度值的可保证准确度水平通常非常低，例如，在几分米到几米内。

因此，其目标是改进这种电缆检测设备，特别是改进其深度确定的准确度和/或可靠性。

发明内容

一个特殊目的在于改进检测设备抵抗环境影响以及电子和机械容差的鲁棒性。

其目的在于提供一种用于埋地公共设施的检测设备，其被构建为被自校准，而不要求外部设备或者特殊安装，特别是被现场校准，使得通过设备自身就可以在任何时间和定位进行或者验证校准。

一个特殊目的在于提供一种可调整大小的检测设备，特别是要求较少存储空间，同时仍然提供高深度检测准确度。

根据本发明，通过给设备提供改进的校准能力，特别是通过提供被构建为例如在现场或者在每次检测使用之前，通过相应校准方法(优选地可以在任何时间和任何地点由缺乏经验的操作者执行)现场校准的设备，解决那些目标。该校准优选地被快速进行，并且对外部影响是鲁棒的。

因此本发明涉及一种移动检测设备，该移动检测设备用于根据被阻隔的交流电承载结构发出的磁场，评估从设备到被阻隔的交流电承载结构的距离值。例如，电缆检测设备用于定位在建筑工地处被阻隔在地下的埋地公共设施(例如，电线、电缆、燃气管道或者水管等)。因此，该设备特别被构建为确定该公共设施埋设的深度。

该设备包括至少第一线圈和第二线圈，各个线圈包括为导电材料的至少一个线圈。线圈包围一区域，并且可以是任意形状的，例如环形、圆形、矩形、并且优选地是大致平坦的，高度与所包围的区域的外形尺寸相比低得多。

线圈布置在检测设备处，相互之间在固定位置。可以通过线圈之间的间距限定这些定位，例如，通过线圈轴线的间距，线圈轴线可以被限定在线圈区域的中心并且与该区域正交。定位是固定的，这意味着线圈不被构建为在深度测量期间关于彼此移动。然而，例如由于机械振动、温度影响等，线圈定位可以随着时间在小容差内变化。

在特殊实施方式中，该设备可以被具体实现为可折叠的、可弯折的或者可伸缩的，例如，以减小设备尺寸到第一位置用于存储和/或运输，并且使设备扩展到第二位置用于使用，其中，线圈之间的间距增加以用于良好的检测结果，其中，第二位置可以是固定的。在这种实施方式中，下面论述的根据本发明的自身校准可能特别有利，因为固定在第二位置的精确定位根据不同的扩展可能稍微变化，并且这样的变化可以通过在每次扩展之后校准来补偿。因此，本发明还涉及一种移动电缆检测设备，该移动电缆检测设备可以在至少两个可固定位置处以机械方式可调整大小，特别是可折叠、可弯折或者可伸缩，其中，在各个位置处，用于检测的线圈之间的距离不同，该设备特别包括在此论述的校准。

该设备还包括用于检测所述结构的电子信号评估单元。根据由结构发出的磁场在线圈中感应的电信号进行该检测。在此，信号评估单元根据来自至少两个检测线圈的电信号的差值评估从设备到结构的距离值。

特别是，因此信号评估单元可以包括以下至少一个：

■连接到线圈的放大器电路，用于放大通过来自结构的磁场在线圈中感应的电信号，

■用于电信号的带宽限制滤波器，其被构建为抑制不期望的频率范围和/或避免混淆，

■模数转换器，用于将放大器电路的滤波输出数字化为时间和值离散数字表示，和/或

■以根据数字表示的评估(特别是根据至少第一线圈和第二线圈之间的信号强度的差值)检测所述结构的方式构建的计算单元。

特别是，来自检测线圈的电信号内不包括任何信息内容，或者如果这样的信息内容不被检测设备评估用于提取信息内容本身的目的，当通过检测设备这样做时，至多用于该信号的可能识别。

根据本发明，检测设备包括校准单元。该校准单元被构建为将设备的至少第一线圈或第二线圈中的一个连续地配置为用于所限定的电激励信号的发送器，以在校准程序期间发射磁性校准场。电激励信号特别可以在频率、电流强度和/或调制中的一个或更多个方面被限定。

由至少第一线圈或第二线圈中的至少其余一个接收或者检测磁性校准场，该至少其余一个线圈当前不被配置为发送器。

用于检测设备的校准参数由校准单元基于所接收到的校准场确定，特别是，用于深度确定的校准参数，例如用于至少第一线圈和第二线圈的偏移参数和/或比例参数。另一个校准参数例如可以是相移参数和/或线圈定位参数。

由此确定的校准参数然后可以被施加至来自待检测结构的电信号(为它们的数字和/或模拟表示)，用于至少第一线圈和第二线圈的不同接收特性和/或信号评估单元(特别是放大器、滤波器和/或模数转换器)的相应信号评估路径的至少部分补偿。

电激励信号可以由信号发生器产生。在一个实施方式中，可以存在通过开关装置选择性地连接到线圈中的一个的一个信号发生器，使得校准单元被构建为将相同激励信号施加到至少第一线圈和第二线圈的置换(permutation)或接续(succession)。在另一个实施方式中，可以存在用于各个检测线圈的专用激励信号发生器。

在一个实施方式中，电激励信号特别可以具有已知电特性，该已知电特性由信号发生器的设计限定或者被测量。例如，在该方面的第一实施方式中，当电子信号评估单元的接收部并联连接至被施加到发送校准场的检测线圈中的一个的电激励信号时，可以通过通常用于检测结构的所述接收部测量该激励信号。在该方面的第二实施方式中，线圈可以选择性地切换至接收部或者生成激励信号源，其中，激励信号由源的设计定义(例如，通过设计固定或被调整)或者通过其它手段测量。在该方面的第三实施方式中，在没有准确定义或测量的其电学特性的知识的情况下，可以施加该激励信号，如果相同激励信号被选择性地切换至检测线圈中的一个，则其不仅可以而且被特别使用。

在特别是具有多于两个线圈的实施方式中，不要求电激励信号具有准确已知的电特性，如下进一步论述的，但是激励信号的频率应当优选地在设备的检测带宽内或者大致对应于来自待检测的结构的场的频率。

换句话说，在本发明中，检测设备的至少第一线圈和第二线圈可操作作为用于磁性校准场的发送器，通过其余线圈拾取该校准场，并且由此评估所得到的值，以确定用于线圈的校准参数。因此，根据本发明的设备能够在不要求外部校准设备或者来自设备外部的所定义和已知的磁场的施加的情况下进行自校准。

如所述，检测设备包括校准单元，校准单元被构建为通过施加电激励信号将检测线圈中的一个配置为用于校准场的发送器，其中，其校准场由其余检测线圈检测，并且存储校准场的检测值(特别是，其强度)。因此，校准单元基于所检测到的校准场的存储值来确定用于检测线圈的校准参数。

在实施方式的特殊示例中，检测设备可以包括至少第一检测线圈和第二检测线圈，特别是正好两个——第一检测线圈和第二检测线圈，并且校准单元被构建为将那些检测线圈中的一个在另一个检测线圈之后连续地配置为用于校准场的发送器，同时利用其余检测线圈检测校准场，并且从其确定线圈校准参数。

在实施方式的另一个特殊示例中，检测设备包括至少第一检测线圈、第二检测线圈和第三检测线圈，特别是正好三个——第一检测线圈、第二检测线圈和第三检测线圈，并且校准单元被构建为一个接一个地将电激励信号施加到至少第一检测线圈、第二检测线圈或第三检测线圈中的一个，以将其配置为发送校准场。然后，通过未被施加激励信号的其余两个检测线圈检测校准场，并且存储校准场的一组检测值，特别是其强度值。由此，校准单元基于所存储的校准场数值确定用于至少两个线圈的校准参数。其中，校准参数例如可以包括用于由检测线圈确定的场值的增益和偏移参数。可选地，检测线圈之间的间距也可以被确定为校准参数，然后其可以用于在检测结构期间补偿误差。

本发明还可以在具有多于三个检测线圈的设备上被实现。优选地，校准单元确定用于各个检测线圈的校准参数(根据其属性，该确定还考虑线圈评估电路)。

电激励信号可以由电流信号发生器(其具有可调整的输出信号)产生。在实施方式中，可以存在单个信号发生器，其输出选择性地可切换至检测线圈中的一个，使得所有检测线圈都可以基本上由相等信号激励。激励信号例如可以是已知频率的正弦波。在另一个实施方式中，激励信号也可以具有另一个波形和/或可以具有可变或可调制幅值和/或频率，由此在特殊示例中，校准信号可以按照使得其与其它环境信号和噪声明显可区分的方式被调制或编码。

作为在检测结构期间也可以单独考虑的本发明的特定方面，电子信号评估单元可以包括放大器电路，该放大器电路被具体实现为电流感应放大器，作为连接到检测线圈的第一放大级。特别是，其可以被具体实现为跨阻抗放大器，优选地具有低输入阻抗，例如，在约50Hz到100.000Hz的相关频率范围内低于100欧姆，并且可以被调谐以在约至少100kHz到几百kHz的频率范围内具有大致线性输出。

在一个实际实施方式中，电流感应放大器可以包括运算放大器(OpAmp)，其具有为电流到电压结构的反馈网络。该电路可以按照以下方式特别被具体实现：负OpAmp输入连接到线圈的一端，检测线圈的另一端连接到正OpAmp输入，并且OpAmp输出由第一阻抗(特别是电阻性阻抗和电容性阻抗)反馈到负OpAmp输入。

在另一个实际实施方式中，电流感应放大器可以被具体实现为具有输入级，该输入级包括为电流到电压结构的第一运算放大器级的反馈回路中的JFET。因此，JFET-栅极例如可以连接到检测线圈并且具有反馈网络。优选地，该电路还包括有源运算点设定和/或自举电路，其包括使第一运算放大器级偏置的第二OpAmp。

其中，检测线圈均可以具有为1到500匝导体的低绕组计数，横截面为至少约0.1mm²，特别是，其中，检测线圈的绕组包围大于100cm²且小于0.5m²的面积，优选地具有大致矩形或环形横截面。在上述任一实施方式中，检测线圈的输出阻抗可以大于检测线圈连接到的第一放大级的输入阻抗。

在本发明的实施方式中，检测线圈被具体实现为PCB上的迹线，特别是，其中，PCB还包括上述电流感应放大器。

在根据本发明的常规实施方式中，检测线圈具有包括两个端口的单个多匝绕组，其将被用作发送器，也用于接收磁场。在特殊实施方式中，检测线圈可以另选地包括用于施加激励信号的专用发送器绕组部分、以及用于检测磁场的专用接收器绕组部分，优选地，其中，两个绕组部分相互之间磁性同轴，并且其中，两个端口在公共刚性(优选为单片的)载体上。

本发明还涉及一种用于移动检测设备的校准方法，该移动检测设备包括多个检测线圈，用于根据结构发出的磁场来估计从检测设备到被阻隔的交流电承载结构的距离或深度值，特别是用于定位在建筑工地处被阻隔在地下的公共设施。该校准涉及：将电激励信号施加至检测线圈中的一个，然后该一个检测线圈用作用于校准场的磁场发送器，并且通过其余检测线圈接收和评估校准场。利用用于发送或接收的检测线圈使用的置换(优选所有可能置换)多次进行发送和接收。然后，基于来自每次置换的一组评估的校准场，通过校准单元进行校准参数的确定，特别是用于至少两个检测线圈(优选地用于所有线圈)的偏移和增益校准参数。

其中，检测设备可以包括至少第一检测线圈、第二检测线圈和第三检测线圈，特别是包括仅第一检测线圈、第二检测线圈和第三检测线圈，并且校准单元将电激励信号连续地施加至至少第一检测线圈、第二检测线圈或第三检测线圈中的一个，用于发送校准场。在各个连续过程中，通过其余检测线圈(目前未对其施加激励信号)进行校准场的检测，并且存储校准场的值，特别是场强值。然后，基于所存储的值，针对各个检测线圈进行校准参数的确定。

其中，利用检测线圈接收和评估可以包括：通过电流模式放大器在电流模式下放大检测线圈输出，其给检测线圈提供低输入阻抗，特别是检测线圈的绕组计数低于100。

该方法或者涉及估算和/或计算的该方法的至少那些部分还可以被具体实现为存储在机器可读介质上的计算机程序产品，或者被具体实现为电磁波(诸如，例如有线或无线数据信号)。从而，本发明还涉及包括用于根据本发明校准检测设备的程序代码的这种计算机程序产品。程序代码在此被特别构建用于执行：

■将激励信号施加至检测设备的一个检测线圈，用于发射校准场，

■由检测设备的至少一个其它线圈接收校准场，并且存储场值，特别是，其中，针对检测设备的多个检测线圈交替地进行施加和接收，优选地以覆盖所有可能置换，以及

■基于所存储的场值，计算用于检测设备的校准参数。

该计算机程序可以在根据本发明的检测设备的校准单元中执行，因此该设备还涉及计算装置，该计算装置被构建为利用或不利用实际加载的计算机程序运行提供根据本发明的校准功能的计算机程序。

附图说明

下面将参照在附图中示意性示出的工作示例，仅通过举例说明，更详细地描述或解释根据本发明的设备、方法和设置。具体地，

图1示出本文档涉及的移动检测设备的实施方式的示例；

图2a和图2b示出根据本发明的检测设备及其校准的第一实施方式的示例；

图3a、图3b和图3c示出根据本发明的检测设备及其校准的第二实施方式的示例；

图4a、图4b和图4c示出可调整大小的根据本发明的检测设备(特别是根据本发明的校准)的实施方式的示例；

图5示出说明根据本发明的检测设备的自校准的原理的框图的示例；

图6示出已知线圈检测电路的示例；

图7示出图6的电路的波特曲线的示例；

图8示出图6的电路的噪声曲线的示例；

图9示出根据本发明的特定方面的电路的第一实施方式的示例；

图10示出根据本发明的特定方面的电路的第二实施方式的示例；

图11示出根据本发明的特定方面的电路的第三实施方式的示例；

图12示出根据本发明的特定方面的电路(像图10中的电路)的波特曲线的示例；

图13示出根据本发明的特定方面的电路(像图10中的电路)的噪声曲线的示例；

图14示出已知线圈检测电路与根据本发明的特定方面的线圈检测电路的灵敏度曲线的比较；

图15示出包括特定方面的根据本发明的检测设备的可能实施方式。

附图中的图不应当被认为是按比例绘制的。当合适时，相同的附图标记被用于相同特征或者用于具有类似功能的特征。附图标记的不同索引被用于区分示例性示出的特征的不同实施方式。

具体实施方式

图1示出用于评估从设备1到埋设在地下12的结构10之间的“a”距离值13的移动检测设备1的实施方式，该结构10承载作为交变电流11的“i”，并且由此发射磁场BiB、BiA。设备1包括至少两个线圈，被示出为“A”—线圈2a以及“B”—线圈2b，它们相互之间以作为间距3的“d”布置。从结构10中的电流11发出的磁场由磁场线BiA和BiB示出，其中，第一个字母B表示磁场，第二个字母“i”表示场的源—其是电流11，并且第三个字母表示测量的位置—其分别是“A”—线圈2a、“B”—线圈2b。

通过由线圈2a和线圈2b检测磁场BiA、BiB，进行结构或公共设施10(其例如可以是地下电缆、探测器、管道等，本身承载或人工感应出电流)的检测。在此，埋地公共设施10可以被看作长载流导体，发射磁场。从设备1的定义点到埋地公共设施10的深度13可以由如下公式在数学上表示：

其中，“Depth”是深度13的值“a”，“A”为在线圈2a处的磁场强度，并且“B”为在线圈2b处的磁场强度，并且“d”为线圈2a和线圈2b的间距3。

严格来讲，通常关于设备1中包括的线圈2a、2b的中心轴线而不是关于地平面确定深度13。例如，这可以通过定义关于设备1的下侧(例如，通过由设备1提供的深度值的相应偏移)确定的预定距离并且将设备1的下侧向下放置在地平面上用于准确测量来克服。另一个选择是定义从下侧到地面12的工作距离，设备1在该距离处必须被操作并且由此得到的偏移提供深度值13。用于这样的设备1和发明本身的又一可能新方法是，检测设备1包括至少一个近程传感器，特别是光学或超声波测距单元，其位于下侧，用于测量从设备的下侧到地平面的间距，优选地在与磁性深度确定相同的测量方向上。然后，由近程传感器确定的实际地面间距值被用作用于所确定的深度13的偏移，使得不管设备1如何被保持，所指示的深度值一直相对于地平面。

显然，比上述至少两个线圈2a和2b更多的线圈也可以用于检测，特别是用于提供冗余数据和/或增加的准确度。为了结构10的检测以及其深度13的确定，设备1包括(在此未明确示出)电子信号评估单元。优选地，评估单元包括可编程和/或硬连线数字计算单元，如微处理器、DSP、FPGA、ASIC等。

上述检测涉及磁场BiA、BiB的信号强度，磁场BiA、BiB通过线圈2a和2b以及线圈2a和2b相互之间的定位被确定。考虑到组件的容差和老化以及它们在检测设备1中的定位，介绍性提到的现有技术使用具有亥姆霍兹线圈的外部校准钻机，以产生模仿为所定义距离的那些长直电缆的电磁场，然后检测设备1被工厂校准到这些电磁场。

图2a和图2b示出根据本发明的方法的原理的实施方式，根据该实施方式实现例如也在现场的检测设备1(不要求外部校准钻机)的自校准。以下解释根据本发明的这样的自校准，该自校准例如可以通过提供设备1的特殊校准模式或功能的校准单元被具体实现。在此未明确示出的检测设备1的校准单元由此也可以例如至少部分地使用与评估单元相同的硬件资源。

如图2a所示的布置中，线圈2a被配置为处于普通接收模式，其等于用于埋地公共设施10的上述检测的一个线圈，例如，线圈2a连接到放大器、滤波器和/或模数转换器。

线圈2b的作用相反，由于其在检测过程中不用于接收，而是用于发送已知信号，产生磁场Bt。这可以通过将电激励信号施加到线圈2b实现，该信号优选地具有已知特性，诸如频率、电流强度和/或相位。为了实现这样，可以通过校准单元将线圈2b连接或者切换到电信号源(特别是电流源)。激励信号为交流信号，优选地在还被用于检测结构10的检测设备1的频率范围内。例如，具有主电源的频率(例如，50Hz或60Hz)或者其谐波中的一个，或者具有由可以被施加至公共设施10的检测信号注入源提供的标准检测频率(例如，约8kHz或33kHz)、和/或例如约15kHz到60kHz的无线电范围内。

线圈2a目前接收由目前的发送线圈2b发射的磁场Ab，并且可以由校准单元分析和/或存储所检测到的信号，例如，可以确定信号强度和/或最终发生的相移。

通过接收电路和电子器件，可以选择感兴趣的特定接收信号，并且系统很难受到任何外部干扰或者噪声影响，因此可以选择用于发送和接收的特定频率，和/或可以对激励信号进行具体地编码或调制，并且对接收信号相应地进行解调，以从其它外部信号中区分出校准信号(仍然没有校准信号中的信息内容被评估并且被提供给另一个装置)。根据本发明，不仅接收线圈2a的特性而且直到整个接收电路达到数字化值的那些特性都可以被确定和校准。

如图2b所示，在本发明中，功能可以反转，并且可以将线圈2a配置为用于场At的发送器，并且将线圈2b配置为用于来自线圈2a的场Ba的接收器。还可以评估和/或存储所确定的场Ba。在特殊实施方式中，优选地来自相同激励信号源的相同激励信号可以例如通过相应开关单元被连续地施加到线圈2a和线圈2b。

基于关于所接收到的校准场Ab、Ba存储的数据，校准单元可以通过确定用于线圈2a、2b的校准参数使检测设备1自校准，偏移和/或增益的参数偏离通过其可以被调整到零。然后，那些校准参数在检测期间可以被施加到待检测的结构10的场信号，以补偿不准确度，并且获得良好检测结果和正确深度值13。

在图2a和图2b的实际实施方式的示意性示例中，两个线圈2a A和2b B(在电缆定位器设备中通常还命名为“顶部”和“底部”天线)分离距离3“d”。可以假定两个线圈2a、2b基本上在同一平面内，并且垂直平面内的任何偏移都可以被忽略。根据本发明，线圈2a、2b中的每一个还可以被配置为发送器，施加到线圈2a的激励信号将其配置为用于校准场At的发送器，该校准场可以由线圈2b接收，反之亦然。激励信号例如可以是所选择的已知频率的纯正弦波。

在实际设计中，可能发生由于制造处理导致的线圈间距3“d”最初可能不被准确地控制，和/或“d”可能随着温度和时间变化。“d”的小变化可能引起所接收到的信号强度的显著改变——因此深度确定将变得不准确。

如图2b所示，与具有线圈半径R的发送器线圈2a相距距离3的磁场Ba由从教科书获知的毕奥萨伐尔定律(Biot Savart Law)给出：

为了简化该分析，假定面积＝线圈的截面面积，使得

为了与图2a和图2b一致，将使用下面的术语：

Ba＝在B处从A接收的信号，

Ab＝在A处从B接收的信号，

At＝从A发送的信号，

Bt＝从B发送的信号。

根据公式，所接收到的信号与(1/d)^3成比例(该比率在检测期间对于来自结构的场相同)，其给出：

和

如果一切都很完美，则Ba和Ab是相等的。由于这不是实际情况，因此引入校准值Ks以补偿“增益”的任何变化。因此，通过确定校准参数实现检测设备1的校准，其使得传感器2b给出与传感器2a相同的读数，使得：

Ab＝Ba·Ks。

如果在特定实施方式中假定线圈2a、2b相互之间的定位可以被认为是固定的和/或已知的，则它们的间距3也可以被包括在校准参数的计算中。例如，用于0.5m的间距“d”的值理论上给出为8的已知场比率。因此，使用线圈2a作为发送器，我们希望线圈2a和线圈2b之间的信号比率为8，并且基于实际测量的值，可以确定用于校正比率测量中的异常的校准参数。这可以重复用于多个或者所有线圈。

用于该应用的电磁检测线圈2a、2b的性质可以被认为是可逆的，原因在于当线圈被配置为电磁发送器时，可以认为其具有利用与其接收的基本相同的特性进行发送的固有能力。如果获得相同结果，则可以得出以下结论：两个线圈2a和2b的响应和/或灵敏度不存在差异。

在此，激励信号可以一个接一个被顺序地施加到线圈2a、2b中的每一个，同时其余线圈被配置为检测由此感应的校准信号。不要求像现有技术的外部赫姆霍尔兹校准钻机那样用协同激励信号激励多个线圈，而是可选地，在具有附加步骤的实施方式中，通过将激励电流的定义差值施加到各个发送检测线圈来验证上述分析，可以验证该校准。

在特殊实施方式中，校准还可以被重复用于多个激励信号频率，以覆盖线圈2a、2b和/或接收电子器件的可能非线性频率响应，例如一次在主频率范围内，并且一次在无线电频率范围内。线圈2a、2b本身均可以通过检测电路被评估。对本发明而言，不要求将线圈2a、2b连接为串联或者并联连接。

图3a、图3b和图3c示出关于用于包括三个线圈A°2a、B°2b和C°2c的移动电缆检测设备1的校准的实施方式的示例。

在电缆定位仪器1中，三个线圈2a、2b和2c相互之间分离距离“d1”3a和“d2”°3b。线圈2a、2b和2c的这种布置也用于被阻隔的结构10的定位。

如上所述，根据本发明，校准单元以将线圈2a、2b、2c配置为用于校准场At、Bt、Ct的发送器的方式被构建。因此，例如线圈2a可以接收从线圈2b(图3b)或者从线圈2c(图3c)发送的信号；线圈2b可以检测来自线圈2a(图3a)或线圈2c(图3c)的信号等。

如下，术语将包括：

At＝从线圈A发送的信号；

Bt＝从线圈B发送的信号；

Ct＝从线圈C发送的信号；

Ab＝在线圈A处从线圈B接收的信号；

Ac＝在线圈A处从线圈C接收的信号；

Ba＝在线圈B处从线圈A接收的信号；

Bc＝在线圈B处从线圈C接收的信号；

Ca＝在线圈C处从线圈A接收的信号；

Cb＝在线圈C处从线圈B接收的信号；

考虑图3a，其中，线圈A 2a被配置为场At的发送器，场At由线圈B 2b接收作为场Ba，并且由线圈°2c接收作为场Ca。

通常，与为线圈半径R的发送器相距距离d的磁场B再次由毕奥萨伐尔定律给出：

再次，为了简化，假定：面积＝线圈的截面面积，这导致：

当线圈A被施加激励信号时，发射场At的Ba和Ca为所接收到的场的测量值，这可以写为：

并且类似地用于图3b和图3c：

以及

由(3)得到

由(2)得到

由(1)得到

因此：并且

结果是

该结果与距离d1和d2无关。

为了校准传感器，可以由校准参数进行由线圈2b检测出的测量值相对于先前2a的修正：

A＝Ks·B+Ko，

其中，Ks为校准比例因子，并且Ko为校准偏移。

替换(7)中的Ab，得到：

替换(7)中的Ac，得到：

并且由(8)得到

将Ko代入到(9)，得到：

这可以解出Ks，结果是：

从(11)和(10)可以确定必须被施加到从线圈2b检测到的信号的两个校准参数。当施加那些校正因子时，线圈2a和2b现在读取用于所施加的场的校正值，不仅用于校准场，而且还用于来自待检测的结构10的场。

可选地，为了验证线圈阵列将正确地读取深度，可以故意引入已知频率和强度的电磁场。到埋地公共设施(其可以被认为是长电流承载导体)的深度由以下给出：

这可以通过将电流的已知差值施加至各个发送器并且重复以上分析被验证。

从以上校准和公式还可以计算d1和d2的值，其例如可以关于线圈绕组的中心轴被定义。

在此所示的公式被示例性示出以解释基本原理，并且示出其在物理上和逻辑上可以基于根据本发明的原理实现校准。在本发明的其它实施方式中，上述基本公式可以被修改，例如以更好地与实际物理条件匹配。例如，磁场公式可以与实际线圈设计相适应，可以不同地选择校准参数，参数估计、最小二乘拟合以及非线性校准模型等可以用于确定校准参数等。

在本发明的特定实施方式中，检测线圈2a、2b、2c还可以与用于激励信号的附加专用传输线圈配对，这些附加专用传输线圈在同一平面内对齐并且与检测线圈磁性同轴，其中，它们可以电隔离或者共享它们的端口中的一个。

换句话说，图3a、图3b和图3c的实施方式可以被描述为检测设备1，该检测设备1包括至少第一检测线圈2a、第二检测线圈2b和第三检测线圈2c、以及配置单元，该配置单元以以下方式被配置和构建：通过将电激励信号施加至一个线圈，将至少第一检测线圈2a、第二检测线圈2b或第三检测线圈2c中的一个配置为发送器用于校准信号，校准信号发出校准场At、Bt、Ct，校准场At、Bt、Ct由未被施加激励信号的其余检测线圈中的至少两个感应，并且基于该感应到的校准场，确定至少两个线圈的校准参数。特别是，第一线圈、第二线圈和第三线圈中的每一个随后依次被强加激励信号，并且由此所得到的信号由第一线圈、第二线圈和第三线圈中的其余线圈测量，以通过确定用于消除偏差(特别是任何偏移和增益)的校准参数对设备进行自校准。

图4a、图4b和图4c示出根据本发明的特殊方面的可以被调整大小的检测设备1、1a、1b的特定实施方式的一些示例。如从基本公式可以看出，用于公共设施10的深度确定取决于线圈2a、2b、2c之间的距离3、3a、3b，其中，对于公共设施的深度“a”°13的准确确定，较大距离3、3a、3b是比较有利的。因此，现有技术中的设备1必须稍长，以实现线圈2a、2b、2c的合理间距3、3a、3b。尽管对检测有利，但是考虑到设备1的存储和/或运输，该大尺寸是不利的。根据本发明的该特殊方面，以可扩展方式(例如，为可缩放、可弯折、可折叠设计)构建设备1、1a、1b。在此，可以使线圈2a、2b、2c达到第一检测定位，该第一检测定位具有允许合理深度检测的大线圈间距。在第二存储或运输定位时，使线圈定位变为比大间距更窄的小间距。

由于必须准确地知晓线圈2a、2b、2c的间距3、3a、3b—这是因为其影响所确定的深度“a”13—这样的可扩展设计可能承受降低的深度准确度，这是因为相互之间的线圈定位从扩展到扩展可能变化。因此，在现有技术中，线圈2a、2b、2c相互之间刚性固定。线圈2a、2b、2c之间的间距通常不用于其它目的，而是用于提供稳定性，并且例如大多数情况下充满空气。通过在此提出的自校准，可以克服该缺点，这是因为扩展位置处的稍微改变线圈定位的影响可以在校准参数中被确定，并且因此可以被补偿—与不补偿的情况相比，允许用于可扩展设备1、1a、1b的更高保证检测准确度。

图4a示出设备1中的线圈2a和2b的第一扩展检测定位，其中，在该扩展布置中执行检测或校准。

图4b示出设备1b可以被存储和/或运输的线圈2a和2b的第二压缩存储定位的示例。在实施方式的该示例中，示出折叠机构或铰链机构，由箭头21b指示。在图4c中的实施方式的示例中，可伸缩机构被用于提供在设备1c中的线圈2a、2b定位的可变性，其由箭头21c指示。尽管如此，还存在提供和实现根据本发明的该方面的机械可扩展性的其它已知技术。如果使用多于两个所示线圈2a、2b，例如以上示例的三个线圈2a、2b、2c或者更多，也可以使用相同原理。第一定位和/或第二定位在此在它们的相应使用期间可以被具体实现为分块的(blocked)。

图5示出本发明的实施方式的基本框图的示例，其示出根据本发明的自校准的功能流程。

在框50中，开始根据本发明的校准程序。由于其是设备1的自校准，这可以独立于外部设备进行，例如在设备1被用于深度检测之前在现场进行。

在框51中，设备1的校准单元将检测线圈2a、2b、2c中的一个配置为发送器。这包括框52，例如通过产生电激励信号并且将该信号切换到一个线圈，将电信号源施加至该一个线圈。然后，该一个线圈基于激励信号发射校准场。如框53所示，所得到的校准场可以由未被配置为发送器的其余检测线圈检测。当在校准之后在检测模式下检测到被阻隔的结构时，按照原本的样子，那些其余检测线圈被配置为处于普通接收模式。存储从校准场检测的信号的值。

在框54中，进行朝向另一个线圈置换用作发送器的一个线圈。特别是，线圈随后被配置为发送器，优选地出现在设备中的所有线圈一个接一个地被配置为发送器，同时其余线圈检测所得到的校准场。这通过循环55指示，该过程针对多个(特别是所有)线圈进行。

在框56中，基于以上校准循环期间所接收到的场的存储值确定校准参数。在简单线性误差模型中的校准参数包括偏移和增益参数，但是考虑到潜在的物理原理和依赖性，还可以被不同地选择，然后从所存储的值被确定。

为了避免来自环境场的影响，在特定实施方式中，激励信号可以被选择为具有特殊特性(例如频率、调制或编码)，根据其能够由校准单元从环境信号中被识别和/或区分出。在特殊实施方式中—其中，仅来自至少两个检测线圈的信号的相关部分被用于确定深度，例如，利用仅允许来自相互相关的线圈2a和2b的一部分信号通过的滤波进行近程确定，其中，由于线圈间距3等导致的那些信号的附加时移/相移可以被考虑——所接收到的信号和/或激励信号之间的相关性也可以被考虑用于根据本发明的校准。

当在不进行以上呈现的校准时，以下特殊方面也可以被认为是本发明本身。除了校准之外，但是也是为了校准，对于检测设备1的性能来说，实现高灵敏度、高线性和高信噪比也很重要。

设计用于电缆检测的线圈2a、2b、2c的传统方法基于法拉第感应定律。例如，经常使用的罗格夫斯基(Rogowski)线圈具有与匝数“n”成比例的输出电压。为了获得更高的灵敏度或电压输出，将更多匝电线简单地添加到线圈是明显的。现有技术中的电缆检测线圈设计通常具有10000匝或者更多，并且因此大且重。那么多匝通常被分成多个通道，使得将绕线分开以减小线圈的自电容。

图6中示出具有实现电压检测原理的相应电子设计63的一种典型已知检测线圈2。所检测到的磁B场61在检测线圈2的端子62处产生输出电压Vout。例如，通常使用的检测线圈L2 2可以具有约900匝，平均绕组直径约70mm，串联电阻约470Ohm，自电容约5nF，以及电感约140mH。分析其相应电学等效电路得到用于线圈自身的灵敏度的表达式，单位为伏/特斯拉

V/B＝j.2.π².f.n.a² (20)。

其中，f＝频率，n＝匝数，a＝罗格夫斯基线圈的半径，B＝磁通量，V＝输出电压。

在公式(20)中，灵敏度与f、n和a²成比例，并且不取决于电感L。

在实际实施方式中，与绕组计数n和所包围的线圈面积a²的比例都很合适，但是对于频率响应，必须考虑在端口62处连接到线圈2的评估电路63以及其输入阻抗R_in。这使得用于在高频下的灵敏度的表达式变成：

V/B＝π.n.a².Rin/L (21)。

用于灵敏度的该表达式(21)目前与频率无关，但是在实际应用中，由于线圈的自电容导致在更高频率处转降，为了简单起见，这不包括在以上公式中。

图7示出像图6的电路的通常使用的电路的典型波特曲线(跨频率的灵敏度67和相位66)的示例。其展现了在约5kHz处具有谐振的非线性灵敏度，但是主频、人工引入的检测频率以及由检测设备检测到的典型自然发射的无线电频率均不从该谐振受益。

图8示出像图6的电路的通常使用的电路的跨频率的相应噪声曲线的典型示例。噪声曲线68在低频范围内具有最高噪声水平(对于干线检测，这必须被感应到)并且在从上获得的谐振频率范围内具有噪声峰值。

在本发明的以下方面之前或者在没有这些方面的情况下，设计检测线圈2遇到的实际问题是实现具有低自电容的很多匝，这限制高频操作。作为一种解决方案，多种方法被设计，像波形绕组并且将绕组分成多个区段，所有那些方法的结果都使得线圈2的体积变得更大。

可以看出，上述已知和使用的用于设计检测线圈2评估电路63的方法具有其缺陷，尤其是考虑到非线性、灵敏度和噪声，而且还考虑到具有所要求的很多绕组的大线圈。考虑到根据本发明的校准，特别是跨频率的非线性，还有噪声和灵敏度都可能阻碍准确校准。例如，考虑到非线性，很可能要求单独校准各个检测频带。

根据本发明的该方面，提出了一种用于电缆检测设备的上述检测电路的另选设计。与现有技术相比，本发明的该方面的方法使其输出更加线性，不依赖于匝数，并且在低频处还具有更高的灵敏度，如下详细解释的。特别是，根据本发明的校准将从其受益，但是其自身也带来优点。在没有校准方面的情况下，在电缆检测技术领域中，其可以被认为是独立发明。

图9示出根据本发明的该方面的电流检测模型的基本结构。如之前图6所示，B表示穿过线圈2的磁场61，Vout 71为接收电路的输出电压，并且I为流过线圈2的电流。包括电线导体的一个或多个回路的线圈2如前可以由其电感L、其串联电阻R、以及其电容C建模。根据发明的该方面的放大器为电流放大级，具有运算放大器70及其电流输入模式反馈网络R_f。R_f表征根据本发明的该方面的放大器使用的反馈网络。

因此，灵敏度表达式被推导为：

其中，R_f＝反馈阻抗，V＝输出电压，L＝线圈电感，B＝磁场，n＝匝数，a＝线圈的半径。

已经注意到，以上公式(22)暗示灵敏度目前与频率无关。考虑到电感L，例如为矩形截面的线圈可以由下列方程定义：

L＝P₀.a.n² (23)，

其中，“a”为平均线圈半径，“n”为匝数，并且P₀为可以在教科书中找到的线圈系数。还存在用于已知线圈电感的数值确定的其它公式，但是在粗略方法中，它们还与a和n的平方近似成比例。

将以上公式(23)带入公式(22)，并且考虑线圈2的串联电阻，其附加参数ρ＝线圈绕组材料的电阻率，以及s＝绕组的导体的截面面积，并且通过考虑欧姆定律，给出用于灵敏度的表达式：

上面所示的用于灵敏度的表达式不依赖于匝数n，并且与线的电阻成反比。因此，根据本发明的该方面，厚导体的低匝数比在现有技术方法中使用的高绕组计数更有利。

根据以上理论公式，单匝厚高导电线是更优选择，因为可以在输出处获得高灵敏度，其不依赖于频率。然而，当考虑到非理想组件(特别是放大器70)时，低绕组计数和大截面、高导电绕组材料的原理仍然保持，但是必须对所使用的组件进行优化，使得大于1但是仍然很低(也就是说，低于几百匝)的绕组计数可能实际上被实现为最佳折衷，该最佳折衷还取决于所选择的运算放大器70的类型，并且例如能够通过模拟确定。为了高灵敏度，还存在组件的低噪声设计及其所要求的设置，以特别是在在电缆检测时使用的约50Hz到250kHz的期望频率范围内测量期望弱电磁场。对于整体性能，不仅是灵敏度，还必须考虑可实现的SNR。如果仅使用单匝大直径线，则为了最大灵敏度，电阻基本上是到运算放大器的短路。因此，必须仔细考虑放大器的偏移和电流噪声规格，否则其通过较高噪底覆盖改进后的灵敏度，妨碍期望信号的检测。

图10示出具有检测线圈2的实施方式的示例，根据上面刚好讨论的本发明该方面，当开关72与激励信号源73接触时，检测线圈2(如在最上面论述的)可以由校准单元配置成发送器，或者当开关72与放大级接触时，检测线圈2被配置为处于普通接收模式。所使用的部件的值仅是说明性的，并且不是限制性的。在这里未示出的另一个实施方式中，可以将放大级直接连接到线圈，由此从73施加的激励信号也可以由检测所接收到的信号的同一电路检测到。

图11示出具有根据本发明的该方面的特性的另一个实施方式的另一个示例，其中，连接到线圈的输入级包括第一级中的JFET J1，反馈回OpAmp U1。自举电路75被示出为示例性实施方式，并且还可以被不同地实现。除了用于本发明的特定方面的线圈2a的检测电路，还示出检测设备的线圈2b，其被配置用于通过校准单元发送。信号源73将激励信号施加至线圈2b，线圈2b发射耦合至离线圈2a以一间距定位的检测线圈2b的校准场B，以实现如前论述的校准。

图12示出根据本发明的该方面的检测的相位76和幅值77的波特曲线，其比图7中的曲线明显更加线性，特别是当考虑比例的变化时。而且，图13所示的噪声曲线78与图8相比已经改进。

图14中示例性地示出来自利用不同匝数和不同线直径评估的实验结果的一些示例。该图表示出如图9、图10或图11所示的输出电压Vout对单位为kHz的频率范围，其是当线圈2在该频率处被提供有所定义强度的电磁场时得到的。

作为根据本发明的特定方面的典型尺寸范围的示例，可以考虑缠绕到约90mm直径的线圈上的约20匝线的线圈实施方式。这些实施方式由直径为0.71mm、0.315mm的线制成，但是还可以使用其它直径。很明显，不要求使用环形截面材料用于绕组，例如，也可以使用方棒或者箔带以形成根据本发明的一个或更多个绕组。绕组应该由良好导体构成，优选铜，但是还可以例如铝、金或银。该图表示出大直径线(通常具有较高截面面积)在较低频率处比较小直径线实现更好的灵敏度。比较而言，现有技术方法具有高匝数，在比较时，示出电压放大线圈。特别是考虑到对于给定埋地公共设施检测应用最相关的期望频率范围，可以看到在50至200Hz的低频范围内的那些期望频带中的改进灵敏度。

在基于图15中所示的示例性工作实施方式论述的示例中，将被覆盖的期望频带从约50Hz到约250kHz。而且，如低功率消耗、重量轻、用于现场应用的合适温度范围、以及小尺寸的其它因素都是将被考虑的因素。线圈2a、2b被设计成具有示例性尺寸，其对于手持电缆定位工具是合理的，并且优选比现有技术设备更小，但是具有相同灵敏度。例如，线圈可以被设置为约80mm x 80mm的面积——其等于约90mm的平均半径。在该数量级的线圈面积被证实可以为该检测设备1提供实现与埋地公共设施10距离5米检测距离所要求的足够灵敏度，其大致等于4E-9特斯拉，因此用于磁场的目标灵敏度可以约为E-12特斯拉。

作为本发明的该实施方式的特殊方面，线圈2a、2b由PCB 80a、80b上的迹线具体实现，印刷电路板还可以包括检测设备1的电子器件的至少一部分，特别是根据本发明的特殊方面的电流放大级81，其实际上允许通过可以在PCB中具体实现的低绕组计数实现合理检测性能，低绕组计数通常约或小于100匝。如果期望，PCB上的铜层可以被选择为很厚，可以实现绕组的大截面面积。

存在两个PCB 80a和80b，各自分别具有示出的检测线圈2a和2b，它们的线圈轴线82相隔距离3，但是还可以具有其它线圈结构，例如可以实现如图3a中所示的三个线圈布置，和/或可以组合图4b或图4c的可扩展性。通过所示设计，可以构建小尺寸的轻量检测设备1。PCB线圈允许甚至更小、更轻和有效的设计，并且当第一放大级81接近线圈定位时，获得噪声免疫。然而，绕线的线圈也可以在另一个实施方式中使用，特别是具有低匝数的粗线，如上所述。

所示设备1还包括校准单元，校准单元以为了校准，通过施加激励信号将设备1内的每一个线圈2a、2b顺序地配置为发送器的方式被构建。从而，由其余线圈拾取所发送的校准场，并且基于所拾取的信号，将设备的自校准确定为用于线圈2a、2b的校准参数。校准还可以获得检测的电流放大器方面的高线性的附加优点，由此可以进一步改进设备1的准确度和灵敏度。通过校准参数，不仅线圈2a、2b和它们之间的间距3，而且评估电路(例如，包括电流放大器、可能的附加放大器和/或滤波器、以及模数转换器)都包括在校准中。

本领域技术人员应当知晓的事实是，在本发明的意义上，在此关于不同实施方式示出和解释的详情也可以与来自其它实施方式并且在其它置换中的详情组合。

Claims

1.一种用于在建筑工地处被阻隔在地下(12)的公共设施的定位的移动检测设备(1)，所述公共设施是被阻隔的交流电流承载结构(10)，该移动检测设备(1)用于根据所述被阻隔的交流电流承载结构(10)发出的磁场来评估从所述移动检测设备(1)到被阻隔的交流电流承载结构(10)的距离值(13)，

■多个检测线圈(2a，2b，2c)，各个所述检测线圈包括电导材料的至少一个绕组，所述多个检测线圈相对于彼此按照一间距(3，3a，3b)被布置在固定位置处，以及

■电子信号评估单元，所述电子信号评估单元用于根据由所述磁场在所述检测线圈(2a，2b，2c)中感应的电信号检测所述结构(10)，并且根据至少两个所述检测线圈(2a，2b，2c)之间的电信号的差值评估所述距离值(13)，

所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述移动检测设备(1)包括校准单元，所述校准单元被构建为通过施加电激励信号将所述检测线圈(2a，2b，2c)中的一个配置为用于校准场(At，Bt，Ct)的发送器，通过其余所述检测线圈检测所述校准场(At，Bt，Ct)，其中，针对所述移动检测设备(1)的所述检测线圈(2a，2b，2c)交替地进行施加和检测，并且

其中，用于所述检测线圈(2a，2b，2c)的校准参数由所述校准单元基于所检测到的校准场(At，Bt，Ct)来确定。

2.根据权利要求1所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述校准参数至少包括校准比例因子和校准偏移。

3.根据权利要求1所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述移动检测设备(1)包括第一检测线圈(2a)和第二检测线圈(2b)，

并且所述校准单元被构建为将所述检测线圈(2a，2b)中的一个配置为用于所述校准场(At，Bt，Ct)的发送器，同时利用其余检测线圈检测所述校准场(At，Bt，Ct)。

4.根据权利要求1所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

对所述检测线圈中的一个在另一个检测线圈之后连续地施加所述电激励信号来进行交替地施加和检测。

5.根据权利要求1所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述移动检测设备(1)包括第一检测线圈(2a)、第二检测线圈(2b)和第三检测线圈(2c)，并且所述校准单元被构建为将所述电激励信号施加到所述第一检测线圈(2a)、所述第二检测线圈(2b)或所述第三检测线圈(2c)中的一个以发送所述校准场(At，Bt，Ct)，通过未被施加所述电激励信号的两个其余检测线圈检测校准场(At，Bt，Ct)，其中，基于所检测到的校准场(At，Bt，Ct)确定用于至少两个所述检测线圈的所述校准参数。

6.根据权利要求5所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

针对至少两个所述检测线圈，所述校准参数还包括所述检测线圈(2a，2b，2c)的间距(3，3a，3b)参数。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

由电流信号发生器(73)产生所述电激励信号。

8.根据权利要求7所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

由输出能够选择性地切换至所述检测线圈(2a，2b，2c)中的一个的单个信号发生器产生所述电激励信号。

9.根据权利要求7所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述电激励信号是已知频率的正弦波，具有可变或可调制幅值和/或频率。

10.根据权利要求7所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述电激励信号以与其它环境信号和噪声唯一可区分的方式被调制或编码。

11.根据权利要求1至3中的任一项所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述电子信号评估单元包括放大器电路，所述放大器电路被具体实现为电流感应放大器(81)，作为连接至所述检测线圈(2a，2b，2c)的第一放大级。

12.根据权利要求11所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述第一放大级被具体实现为具有低于100欧姆的低输入阻抗的跨阻抗放大器。

13.根据权利要求11所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述放大器电路被构建为被调谐以与所述检测线圈(2a，2b，2c)组合具有在频率上的线性输出。

14.根据权利要求1至3中的任一项所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述检测线圈(2a，2b，2c)各自具有为1到500匝导体的绕组计数，所述导体的截面积为至少0.1mm²。

15.根据权利要求14所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述检测线圈(2a，2b，2c)的绕组具有大于100cm²且小于0.5m²的面积，所述绕组具有矩形或圆形截面。

16.根据权利要求11所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述电流感应放大器(81)包括反馈网络为电流到电压结构的运算放大器OpAmp。

17.根据权利要求16所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

■所述OpAmp的负输入连接到所述检测线圈(2a，2b，2c)的一端，

■所述检测线圈(2a，2b，2c)的另一端连接到所述OpAmp的正输入，并且

■所述OpAmp的输出通过第一阻抗被反馈到所述OpAmp的负输入，所述第一阻抗包括电阻性阻抗和电容性阻抗。

18.根据权利要求16所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述电流感应放大器(81)被具体实现有输入级，所述输入级包括为电流到电压结构的第一运算放大器级的反馈回路中的JFET，其中，JFET-栅极连接到所述检测线圈(2a，2b，2c)和所述反馈网络。

19.根据权利要求18所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

有源运算点设定包括用于使所述第一运算放大器级偏置的第二运算放大器。

20.根据权利要求14所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述检测线圈(2a，2b，2c)的输出阻抗高于所述检测线圈(2a，2b，2c)所连接到的第一放大级的输入阻抗。

21.根据权利要求1所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述检测线圈(2a，2b，2c)被具体实现为PCB(80a，80b)上的迹线。

22.根据权利要求21所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述PCB(80a，80b)还包括放大器电路，所述放大器电路被具体实现为作为连接到所述检测线圈(2a，2b，2c)的第一放大级的电流感应放大器(81)。

23.根据权利要求1所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

所述检测线圈(2a，2b，2c)具有用于施加所述电激励信号的专用发送器绕组部分和用于检测磁场的专用接收器绕组部分。

24.根据权利要求23所述的移动检测设备(1)，所述移动检测设备(1)的特征在于：

两个绕组部分彼此磁性同轴，其中，所述两个绕组部分在公共刚性载体上。

25.一种用于定位在建筑工地处被阻隔在地下的公共设施的移动检测设备(1)的校准方法，所述公共设施是被阻隔的交流电流承载结构(10)，所述移动检测设备(1)包括多个检测线圈(2a，2b，2c)，用于通过以下处理，根据所述被阻隔的交流电流承载结构(10)发射的磁场来估计从所述移动检测设备(1)到被阻隔的交流电流承载结构(10)的距离值(13)：

将电激励信号施加至所述检测线圈(2a，2b，2c)中的一个检测线圈，然后该一个检测线圈用作用于校准场的磁场发送器，以及

由其余检测线圈(2a，2b，2c)接收和评估所述校准场，

以上处理通过用于发送或接收的检测线圈的置换多次进行，并且其中，由校准单元基于来自每次置换的一组所评估的校准场来确定用于至少两个所述检测线圈(2a，2b，2c)的校准参数。

26.根据权利要求25所述的校准方法，该校准方法的特征在于：

所述校准参数包括偏移和增益校准参数。

27.根据权利要求25所述的校准方法，该校准方法的特征在于：

所述移动检测设备(1)包括第一检测线圈(2a)、第二检测线圈(2b)和第三检测线圈(2c)，并且所述校准单元将电激励信号施加到至少第一检测线圈(2a)、第二检测线圈(2b)或第三检测线圈(2c)中的一个用于发送所述校准场(At，Bt，Ct)，并且通过未被施加所述电激励信号的其余检测线圈(2a，2b，2c)检测所述校准场(At，Bt，Ct)，并且存储其值。

28.根据权利要求27所述的校准方法，该校准方法的特征在于：

所述校准参数包括用于各个检测线圈的增益参数和偏移参数，并且还包括所述检测线圈(2a，2b，2c)的间距(3，3a，3b)参数。

29.根据前述权利要求25或27中的任一项所述的校准方法，该校准方法的特征在于：

利用所述检测线圈(2a，2b，2c)接收和评估包括：通过将低输入阻抗提供给所述检测线圈(2a，2b，2c)的电流感应放大器(81)在电流模式下放大检测线圈输出。

30.根据权利要求29所述的校准方法，该校准方法的特征在于：

所述检测线圈(2a，2b，2c)的绕组计数低于100。

31.一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有程序代码，用于移动检测设备(1)的校准，所述程序代码被构建为执行：

■将激励信号施加至所述移动检测设备(1)的一个检测线圈(2a，2b，2c)，用于发射校准场(At，Bt，Ct)，

■通过所述移动检测设备(1)的至少一个其它线圈(2a，2b，2c)接收所述校准场(At，Bt，Ct)，并且存储场值，以及

■基于所述场值来计算用于所述移动检测设备的校准参数，

在根据权利要求1至24中的任一项所述的移动检测设备(1)的校准单元中执行。

32.根据权利要求31所述的计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质的特征在于：

其中，所述程序代码被构建为针对所述移动检测设备(1)的所述检测线圈(2a，2b，2c)执行交替地施加和接收，以覆盖所有可能置换。