CN201749197U - 一种用于计算由埋入式载流导体产生的电磁场失真的探测器 - Google Patents

Abstract

用于计算由埋地载流导体产生的电磁场失真的探测器包括3个天线B，M，T。运用两种方法比较两对天线的输出以及计算埋地导体的深度。如果两种计算的深度存在重大区别那么就认为由埋地载流导体产生的电磁场被埋地导体内的材料严重失真。该探测器可以用于计算由埋入式载流导体产生的电磁场失真，进而探测埋入式载流导体。

Description

一种用于计算由埋入式载流导体产生的电磁场失真的探测器 

技术领域

本实用新型涉及一种用于计算由埋入式载流导体产生的电磁场失真的探测器。 

背景技术

在埋有电缆，光缆或其它公用工程管道或管线的地方开始挖掘或其它作业之前，测定上述埋地的缆索或管线位置以确保它们在进行作业时不被破坏是非常重要的。一旦定位出埋地的公用工程，公用工程的深度就能够被计算出来以便测定一个安全的挖掘深度。 

载流导体发射可以由电性天线探测到的电磁辐射。如果光缆或非金属公用工程缆索或管线是以少量电子示踪器线路设置的，示踪器线路能够感应一股交流电轮流发射的电磁辐射。众所周知的使用探测器探测由承载交流电的导体发射的电磁场。 

一种类型的所述探测器是以两种模式中的一种进行工作的，即“主动”或“被动”模式。每种模式均有各自的探测频率波段。 

被动模式包括“电力”模式和“无线电“模式。在电力模式中，探测器探测到由承载交流电主干线电源的导体产生的磁场达到50/60Hz，或来自由邻近承载交流电电缆导致的导体再辐射的磁场，加之更高谐频一直到大约5KHz。在无线电模式中，探测器探测由埋地导线再辐射的超低频(VLF)无线电能量。最初的超低频无线电信 号的来源是多个超低频长波发射机，用于商业和军事方面。 

在主动模式中，一信号发送机产生一公知调频的交变磁场以感应在邻近埋地导线中的电流。信号发送机可以被直接连接到导线上或，不能直接连接通路的地方，信号发送机可以被放置在邻近埋地导线的位置及可以在导线内感应信号。埋地导线再辐射由信号发送机产生的信号。 

本实用新型为计算埋地电流承载导线深度的现有设备带来更多的提高，为使用者提供附加的功能和便利。 

实用新型内容

根据本实用新型的第一个方面，提供一种用于计算由埋地载流导体产生的电磁场失真的探测器，该探测器包括：一第一天线；一具有其轴线平行于第一天线轴线并距离第一天线隔开s间隔的第二天线；一具有其轴线平行于第一和第二天线轴线并距离第一天线隔开2s间隔，距离第二天线隔开s间隔的第三天线；用于对比在第一和第二天线的磁场而产生的第一相对值的设备；用于对比在第二和第三天线的磁场而产生的第二相对值的设备；基于第一和第二相对值计算上述埋地导线深度的第一设备；基于在一对第一，第二和第三天线的磁场计算上述埋地导线深度的第二设备；以及用于比较计算深度的第一设备和计算深度的第二设备的深度计算而计算由上述埋地载流导体产生的电磁场失真的设备。 

位于第一和第二天线的磁场和位于第二和第三天线的磁场可运用下述关系进行比较： 

R＝(B_B-B_M)/(B_B-B_T) 

其中： 

B_B表示位于第一天线的电磁场 

B_M表示位于第二天线的电磁场；以及 

B_T表示位于第三天线的电磁场；以及 

运用下述关系计算深度的第一设备可被安排计算位于第一天线下面的上述导线的深度d： 

d＝2s(1-R)/(2R-1) 

以及运用下述关系计算深度的第二设备可被安排计算位于第一天线下面的上述导线的深度d： 

d＝2s/(B_B/B_T-1) 

该探测器可进一步包括当由上述埋地载流导体产生的电磁场失真≥10％时用于提醒操作者的设备。 

每一天线可输出一代表位于天线的电磁场的磁场强度信号的类似物。该探测器可进一步包括增强磁场强度信号的设备。 

该探测器可进一步包括：将磁场强度信号类似物转换为数字信号的设备；及处理数字信号以便隔离预先确定的频率波段信号的设备。 

将磁场强度信号类似物转换为数字信号的设备可以是delta-sigma立体编解码器。 

每对第一和第二天线以及第二和第三天线可被校准达到至少六十万分之一的精度。 

根据本实用新型的第二个方面，提供一种计算由埋地载流导体产 生的电磁场失真的方法，该方法包括：提供一第一天线；提供一具有其轴线平行于第一天线轴线并距离第一天线隔开s间隔的第二天线；提供一具有其轴线平行于第一和第二天线轴线并距离第一天线隔开2s间隔，距离第二天线隔开s间隔的第三天线；对比在第一和第二天线的磁场而产生的第一相对值；对比在第二和第三天线的磁场而产生的第二相对值；基于第一和第二相对值计算上述埋地导线深度；基于在一对第一，第二和第三天线的磁场计算上述埋地导线深度；以及比较深度计算的结果和计算由上述埋地载流导体产生的电磁场的失真。 

位于第一和第二天线的磁场和位于第二和第三天线的磁场可运用下述关系进行比较： 

R＝(B_B-B_M)/(B_B-B_T) 

其中： 

B_B表示位于第一天线的电磁场 

B_M表示位于第二天线的电磁场；以及 

B_T表示位于第三天线的电磁场；以及 

运用下述关系可首先计算位于第一天线下面的上述导线的深度d： 

d＝2s(1-R)/(2R-1) 

运用下述关系可第二次计算位于第一天线下面的上述导线的深度d： 

d＝2s/(B_B/B_T-1) 

根据本实用新型的第三个方面，提供一种承载计算机可读编码的运载媒体以控制一微处理器从而实现上述方法。 

根据本实用新型的第四个方面，提供一种用于计算由埋地载流导体产生的电磁场失真的探测器，该探测器包括：一第一天线；一具有其轴线平行于第一天线轴线并距离第一天线隔开s间隔的第二天线；一具有其轴线平行于第一和第二天线轴线并距离第一天线隔开2s间隔，距离第二天线隔开1s间隔的第三天线；以及一微处理器，配置为：对比在第一和第二天线的磁场而产生的第一相对值；对比在第二和第三天线的磁场而产生的第二相对值；基于第一和第二相对值计算所述埋地导线的第一深度；基于在一对第一，第二和第三天线的磁场计算所述埋地导线的第二深度；以及比较第一和第二深度计算以计算由所述埋地载流导体产生的电磁场的失真。 

位于第一和第二天线的磁场和位于第二和第三天线的磁场可运用下述关系进行比较： 

R＝(B_B-B_M)/(B_B-B_T) 

其中： 

B_B表示位于第一天线的电磁场 

B_M表示位于第二天线的电磁场；以及 

B_T表示位于第三天线的电磁场；以及 

运用下述关系计算深度的第一设备可被安排计算位于第一天线下面的上述导线的深度d： 

d＝2s(1-R)/(2R-1) 

以及运用下述关系计算深度的第二设备可被安排计算位于第一天线下面的上述导线的深度d： 

d＝2s/(B_B/B_T-1) 

该探测器可进一步包括一用户界面用于当由上述埋地载流导体产生的电磁场失真≥10％时提醒操作者注意。 

每一天线可输出一代表位于天线的电磁场的磁场强度信号。该探测器可进一步包括安排放大器以增强磁场强度信号。 

该探测器可进一步包括：模拟数字转换器将磁场强度信号转换为数字信号；以及安排一数字信号处理器以处理数字信号以便隔离预先确定的频率波段信号。 

模拟数字转换器可以是delta-sigma立体编解码器。 

每对第一和第二天线以及第二和第三天线可被校准达到至少六十万分之一的精度。 

本实用新型的有益效果是：为计算埋地电流承载导线深度的现有设备带来更多的提高，为使用者提供附加的功能和便利。 

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例公开的探测器的结构图； 

图2是一常用探测器的两水平天线的示意图； 

图3是图1所示探测器的三天线的示意图； 

图4是图1所示的处理由图3中的天线探测的信号的探测器的局部示意图； 

图5是图1所示探测器的两天线的示意图； 

图6是图1所示探测器的更多两天线的示意图；以及 

图7是图1所示探测器的数字信号处理模块的局部示意图。 

具体实施方式

图1是根据本实用新型的一实施例公开的便携式探测器的结构图。探测器包括5个用于探测由一电流承载导体辐射的电磁信号的天线3。每个天线3将位于天线的电磁场转换为从天线3输出的磁场强度信号5。 

每个天线输出被传到前置放大、均衡滤波、增益开关7。如果磁场强度信号5的强度弱则来自天线3的输出通过均衡过滤器被增强和过滤。如果有足够的来自天线3输出的磁场强度信号5则信号被直接提供给探测器的下一阶段。除来自天线3的输出外，其它输入可被直接应用于探测器例如来自辅助部件如夹具，听诊器，水下探针和用于故障探测的三角支架。 

来自前置放大、均衡滤波、增益开关7的输出被提供到超外差混频器9中。该混频器电路被设计为恢复来自承载器的全量级和阶段信息。 

来自混频器9的输出被提供到编解码器11中。该编解码器11是24比特立体delta-sigma模拟数字转换器(ADC)。这是一种相对廉价的设备并且其具有±1％的低绝对精度但是具有极高的比例精度。然而，如下所述本实用新型的编解码器11的被应用的路径使其成为理想的模拟数字转换器。编解码器11达到96KHz时过度取样磁场强度信号。编解码器11的输出被提供到由数字信号处理器(DSP)和磁场可编程序日期阵列(FPGA)。 

该探测器进一步包括一包含动力能源如电池和电源管理电路的 电源单元(PSU)15。提供一通信模块17以允许探测器连接到个人计算机(PC)或个人数字助(PDA)上传存储在探测器中的数据以及允许从个人计算机/个人数字助理到探测器的下载，例如软件更新。该探测器进一步包括一存储块19和用户界面模块21。用户界面模块21可包括一个或更多显示器用于显示信息给设备操作者，输入设备如键盘或触摸敏感屏幕以及音响输出设备如扬声器或寻呼机。便携式探测器的组成被收容在一外壳内(未示出)。 

图2是在加长的垂直保持的外壳(未示出)内的已知探测器的两个水平垂直分离天线B，T的示意图。使用中的探测器被置在埋地载流导体的地面23的垂直上方底部天线B接近于地面23。天线的轴线均平行以及在底部天线B和顶部天线T间的间隔为2s。埋地导体25位于地面23以下深度为d处(以及在底部天线B以下)以及天线B和T和导体25之间的水平位移为x。 

当交流电在导体25中流变时导体25辐射一电磁场。由载流导体25产生的电磁场引起的位于天线B_B底部和天线B_T顶部的磁通量密度和磁场分别通过以下给出： 

B_B(x，d)＝μ₀id/2π(d²+x²)+C                  (1) 

以及 

B_T(x，d)＝μ₀i(d+2s)/2π((d+2s)²+x²)+C        (2) 

其中： 

μ₀是自由空间的磁导系数； 

i是在导体25中的电流流动；以及 

C是被称为通常模式磁场失真的频率应变量。 

通常模式磁场失真是由埋地载流导体产生的电磁场失真，这是由埋地载流导体25内的材料的复数阻抗引起的。由于地面具有分布的复数阻抗，通常模式磁场失真的结果是由通过地面的返回电流引起的信号均匀失真。地面的复数阻抗由于不同材料如干土，湿粘土以及沙而变化。例如，在频率为83KHz当埋地导体在湿粘土中的深度为1.7m时C的贡献是对B理论值给出34％的变差。 

$d=\frac{2s}{\frac{B_B(x,d)}{B_T(x,d)}-1}---\left(3\right)$

基于磁通量密度测量值B_B和B_T埋地导体的深度为： 

当x＝0时用等式(3)代替等式(1)和(2)，即当探测器直接在载流导体25上时给出： 

从等式(4)中可以看出，运用两个天线进行深度计算依赖于通常模式磁场失真，这导致在确定埋地导体深度时有实际困难。常规设备中减少难点是基于从不同地点对于“平均”土壤类型给出函数C的 

$d=\frac{2s}{\frac{\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}i}{2\mathrm{\πd}}+C}{\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}i}{2\mathrm{\π}(d+2s)}+C}-1}---\left(4\right)$

测量值而配备一近似通常模式磁场失真的补偿算法。由于在湿粘土和干砂之间的测量值的重大差异达到35％，该近似值不能满足要求，通常会导致低估埋地载流导体的深度。 

图3是图1的探测器的三个横向垂直间隔的天线T，M，B的示意图。所述天线的轴线均是平行的。中间天线M被安置在底部天线B和顶部天线T的中间每个天线相互间隔s以便于底部天线B和顶部天线T的间隔为2s。如图2所示，导体25被埋在地面23以下(以及在底部天线B以下)深度为d以及天线T，M，B和导体之间的水平位移为 

$B_M(x,d)=\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}i(d+s)}{2\mathrm{\π}({(d+s)}^2+x^2)}+C---\left(5\right)$

x。中间天线的磁通量密度B_M由以下给出： 

实际上，当天线在导体的垂直上方时可计算载流导体的深度，即，当水平位移x为0时。等式(1)，(2)和(5)变为： 

一认为方便的比率R由以下给出： 

$R=\frac{B_B-B_M}{B_B-B_T}---\left(9\right)$

$B_B=\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}i}{2\mathrm{\πd}}+C---\left(6\right)$

$B_T=\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}i}{2\mathrm{\π}(d+2s)}+C---\left(7\right)$

$B_M=\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}i}{2\mathrm{\π}(d+s)}+C---\left(8\right)$

由等式(9)替换等式(6)，(7)和(8)给出。 

$R=\frac{\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}i}{2\mathrm{\πd}}+C-\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}i}{2\mathrm{\π}(d+s)}+C}{\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}i}{2\mathrm{\πd}}+C-\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}i}{2\mathrm{\π}(d+2s)}+C}---\left(10\right)$

比率R是有效的第二派生梯度术语以及与通用模式失真C无关。单一等式(10)给出： 

$R=\frac{\frac{1}{d}-\frac{1}{d+s}}{\frac{1}{d}-\frac{1}{d+2s}}=\frac{\frac{1}{d+s}}{\frac{2}{d+2s}}=\frac{d+2s}{2(d+s)}---\left(11\right)$

对于d的求解等式(11)给出三个天线深度等式： 

$d=\frac{2s(1-R)}{2R-1}---\left(12\right)$

因此，等式(9)和(12)提供了一种通过比较位于三个天线的磁通量密度计算载流导体25的深度的方法。通过运用不依赖埋地载流导体内物质的复数阻抗的比率术语R，等式(9)和(12)无需为埋地载流导体25内的物质的通常模式磁场影响作补偿以及这些等式提供一种计算埋地导体深度的改进方法。 

等式(1)，(2)和(5)应用到承载均匀电流和在真空中提供精确径向场的无限延伸导体。当所述的导体埋在含有有限传导性的次级电流的土壤中并产生磁场时将会在土壤中有所感应。对用于载流导体产生的磁场等式(1)，(2)和(5)的可选择模式在下面给出，显示等式(1)，(2)和(5)如何脱离理论的纯径向场： 

$B=\frac{{\mathrm{\μ}}_{0}i}{2\mathrm{\πd}}{e}^{\left(\frac{d}{\mathrm{\Δ}\left(f\right)}\right)}---\left(13\right)$

其中 

$\mathrm{\Δ}\left(f\right)=\frac{503.8}{\sqrt{{\mathrm{\δ}\left(f\right)}^{\mathrm{\γ}}}}$

μ₀是自由空间的磁导系数； 

i是在导体25中的电流流动； 

δ是地传导性；以及 

γ是根据地传导性频率变化的变量 

架设土壤传导性是同质的，如果对于每个天线用等式(9)代替等式(3)其可表明在比率分析中消除指数项和通常模式磁场的影响。 

该比率计算的先决条件是三个水平天线T，M，B的精确校正达到大约六十万分之一的精度。天线的校正是关于顶部和中间天线T，M以及中部和底部天线M，B的相对性能而执行的。探测器的组装完成后，每个天线被依次安放在已知磁场内然后从天线处输出的磁场强度信号的量级和状态通过频率排列被测得。表示顶部和中间天线以及中间和底部天线性能比例的校正值被计算和存储在探测器的存储块19中以便于从一对天线输出的磁场强度信号的比例计算始终精确到大约六十万分之一。 

图4是图1所示处理由图3所示天线探测到的信号的探测器的局部结构图。 

如果由天线T，M，B探测到的信号弱，通过前置放大、均衡滤波、增益开关7提供以及通过因子G(w)增强来自三个天线T，M，B中的每个的模拟输出；另外来自天线T，M，B的输出被直接提供到电路的混频器9中。混频器9包括两个多路转换器，第一多路转换器结合来自顶部天线T和中间天线M的信号以及第二多路转换器结合来自中间天线M和底部天线B的信号。 

来自每一多路转换器的输出当时被提供到delta-sigma编解码器11内。delta-sigma编解码器是数字转换成对天线的输出的理想编解码器因为它们提供几乎精确的比例精度(大约2²⁴分之一交叉取样频带宽度从4KHz到96KHz)。因此等式(9)的执行包括提供来自中间天线M的输出到两个delta-sigma编解码器11内。 

关于图4，当天线T，M，B的输出未被增强时，等式(9)变为： 

$R=\frac{B.C2-M.C2}{B.C1-T.C2}---\left(14\right)$

其中： 

B是来自底部天线的输出； 

M是来自中间天线的输出； 

T是来自顶部天线的输出； 

C1是编解码器1的转换函数；以及 

C2是编解码器2的转换函数。 

通过除以C2，等式(14)变为： 

$R=\frac{B-M}{B.\frac{C1}{C2}-T}---\left(15\right)$

由比较来自通过两个均允许计算R的编解码器11的中间天线M的输出来求比例C1/C2的值。 

当天线T，M，B的输出被增强时，等式(9)变为： 

$R=\frac{B.G_B.C2-M.G_M.C2}{B.G_B.C1-T.G_T.C2}---\left(16\right)$

其中： 

G_B，G_M和G_T是用于各自增强的底部，中间和顶部天线的扩大器的增值。 

通过除以C2和B.G_B，等式(16)变为： 

$R=\frac{1-\frac{M.G_M}{B.G_B}}{\frac{C1}{C2}-\frac{T.G_T}{B.G_B}}$

通过精确校正M.G_M/B.G_B和T.G_T/B.G_B以及通过比较来自通过两个编解码器11的中间天线的输出计算比例C1/C2，能够计算R。 

在次同样介绍一种计算由埋地导体内材料的复数阻抗引起的由埋地载流导体25产生的电磁场的通常模式磁场失真的方法。如上所述，不同的地面材料，如砂，干和湿土壤以及干和湿粘土，具有不同的复数抗阻。通过比较运用两个天线深度等式(3)和三个天线深度等式(12)得到的深度测量值能够计算通常模式磁场失真。 

除了上述的通常模式的磁场强度失真外，由载流导体25辐射的电磁信号可被在临近导体上的二级耦合导致变形。与通常模式磁场失真是同质的不同，由在临近导体上的耦合引起的磁场失真导致一非径向场且不能被补偿。 

如果没有或极少由二级耦合引起的失真那么由两个天线深度等式(3)和三个天线等式(12)的比较产生的通常模式磁场失真计算应该给出通常模式失真，C＜探测信号的10％。 

如果由二级耦合引起的失真很重要那么将影响一些测量值的精度以及有效警示操作者重大的二级耦合失真会导致由探测器产生的读书缺少完整性。如果通常模式磁场失真计算≥10％的探测信号那么会有一个二级耦合存在的指示以及通过可见或可听警报警戒探测器的操作者。 

对于常规的探测器，一旦探测器被安放在正确的位置，通过按“计算深度”按钮便可显示给操作者深度数据。对于计算深度的正确位置是当天线在导体的垂直上方以及天线的轴线垂直于埋地导体的轴线。 

实际上正确的位置是通过穿过导体的一端到另一端移动探测器以及在垂直轴线周围旋转探测器而发现的。当探测器被正确安置时由具有其轴线垂直于导体轴线的水平天线探测到一最大灵敏度以及由具有其轴线平行于导体轴线的垂直天线和水平天线探测到一无效灵敏度。 

为了正确和有效地执行深度计算操作者必须具有足够的技能和经验以精确定位探测器在导体的垂直上方以及与导体结合指明埋地 导体的深度能够被精确计算。如果当探测器未位于相对于导体正确的位置时按到计算深度按钮不熟练或粗心的操作者可能被错误的深度计算所诱导。 

对于计算埋地导体的深度被认为是最适宜的位置是深度计算“最佳听音位置”。仅当满足预先确定的标准时本实用新型通过呈现深度计算的结果致力于定位最佳听音位置的难点。 

图5是位于图1所示的探测器底部的两个天线B，V的示意图。探测器被定位于距离位于地平面23以下深度为d的埋地导体水平位移为x处。探测器的底部两天线B，V被彼此接近地设置在探测器的底部，天线B如上所述被垂直排列以及另一天线V在垂直排列之后(当探测器保持垂直时)，正交于底部天线B。连接埋地导体和底部天线B，V的线路27与垂线的倾斜角度为θ。 

当电磁场由埋地导体25发射产生时，在底部天线B和垂直天线V中感应到电流。由于这些天线是正交的在天线内感应的电流被认为代表清晰的由导体辐射的电磁场的分别水平和垂直组成。因此，角度θ通过参考等式能够被计算： 

$\mathrm{\θ}={\tan }^{-1}\left(\frac{B_V}{B_B}\right)$

其中： 

B_B是位于底部天线的磁通量密度；以及 

B_V是位于垂直天线的磁通量密度。 

当探测器被水平移动接近导体25时，即，当水平位移x减少时， B_B/B_V减少以及正切，θ，也减少趋向于0。 

图6是从上看显示第一中间水平天线M和第二中间水平天线M90的进一步有两个天线M，M90的图1所示探测器的示意图。探测器的中间两个天线M，M90被彼此接近地放置在探测器的中间，天线M，M90均彼此成直角水平放置(当探测器保持垂直时)。探测器相对于埋地导体25定向使中间天线M，M90成水平以及导体25的轴线与第二水平中间天线M90之间的角度，即，导体的轴线与平面垂直于中间天线M之间的角度为φ。对于最大灵敏度第一中间天线M的轴线应该定向于埋地导体25的垂直上方并与其正交。 

当电磁场由埋地导体25发射产生时，在第一水平中间天线M和第二水平中间天线M90中感应到电流。由于这些天线是正交的在天线内感应的电流被认为代表清晰的由导体辐射的电磁场的水平正交组成。因此，角度φ通过参考等式能够被计算： 

$\mathrm{\φ}={\tan }^{-1}\left(\frac{B_{M90}}{B_M}\right)$

当M90是被定向为同导体“同向”的天线时： 

当M90是被定向为同导体“异向”的天线时， 

其中： 

B_M90是位于第二水平中间天线M90的磁通量密度以及 

B_M是位于第一水平中间天线M的磁通量密度。 

当探测器在垂直轴线周围旋转时以至第二中间天线M90变得更易与导体25结合，B_V/B_B减少以及角度θ也减少趋向于0。 

通过监测在两个天线M，M90和两个底部天线B，V内的感应电流能够计算角度θ和φ。这些角度计算能够用于确定是否探测器放置在深度计算的且能精确保证深度计算的最佳听音位置。如果确定探测器放置在最佳听音位置那么探测器在显示器21上将深度计算结果显示给使用者。 

预先确定的标准指示探测器在最佳听音位置是当角度θ和φ在±10°以内，优选的在±5°以内和±2°以内。 

更多的参数被考虑用来校验深度计算的完整性。如果参数满足预先确定标准那么深度计算将显示在探测器的显示屏21上。一个或更多下列参数可被考虑和优选地所有下列参数被评估以及应该满足预先确定标准。基于运用两个或三个水平天线的测量值，即运用等式(3)或(12)，这些参数可考虑用于深度计算。 

图7是图1所示的探测器的数字信号处理模块13的局部示意图。在图1所示的编解码器11内提取来自天线3的磁场强度信号5以及结合影响频率的余弦和正弦组成以产生位于天线3测得的磁场强度信号的同相“I”和积分“Q”组成。该操作的更多细节参见雷迪公司申请公开的GB2400674，在此结合其内容参考。 

I和Q组成被传送到SINC⁵破损滤波器29。SINC⁵破损滤波器操作的更多细节参见雷迪公司申请公开的GB2400674，在此结合其内容参考。 

来自SINC⁵破损滤波器的输出通过有限脉冲响应(FIR)过滤器33被降低取样31以及低传送过滤。该处理导致获得在窄带宽，典型地10HZ内限定的天线信号地复相和量级。DSP任务操作的更多细节参见雷迪公司申请公开的WO03/071311，WO03/069598和GB2400674，在此结合其内容参考。 

由位于天线探测到的二级派生相信号的量级，即|d²∠U/dt²|是一个被认为可校验深度计算完整性的参数。该参数是一有效的穿过有限脉冲响应过滤器带宽的无关噪音的测量以及应该小于0.5°/s²，优选地小于0.2°/s²和0.1°/s²。 

一个被认为可校验深度计算完整性的进一步的参数是深度计算的标准偏差。该参数显示深度计算是稳定地以及不会受噪音影响而过度变动。涉及10Hz带宽的深度计算的标准偏差应该小于5％，优选地小于2％和1％。 

一个被认为可校验深度计算完整性的进一步的参数是在编解码器动态范围内的输入编解码器的所有信号。如果发现输入编解码器的信号超出了编解码器的动态范围那么将导致编解码器错误取样。 

一个被认为可校验深度计算完整性的进一步的参数是由位于天线探测到的信号的第一派生量级，即dU/dt。该参数确保在深度计算时仪表仍然被保持以便于该参数作为反弹道过滤器。探测到的信号的第一派生量级应该小于信号/s的5％，优选地小于信号/s的2％和1％。 

一个被认为可校验深度计算完整性的进一步的参数是用于探测 由埋地导体辐射的信号的穿越(两个或三个)天线的相关相。天线间相的区别应该小于5°，优选地小于2°和1°。 

一个或更多被认为可确定深度计算的上述参数具有良好的完整性。上述的极限值取决于信号强度，有限脉冲响应过滤器的计算带宽和探测的导体深度。 

各种修正值出现在本领域中以及希望包括所有所述修正值均落在随附的权利要求的保护范围之内。 

在本实用新型的实施例中探测器不断地计算埋地导体的深度但当满足预先确定的标准时仅显示计算深度。在另外的实施例中探测器可在用户界面上显示图象或产生一可听声音以提示操作者已满足预先确定的标准。另外，当满足预先确定的标准时探测器可被设置为只计算深度。 

本实用新型的观点能够以任意方便的形式实施，例如运用专用硬件，或专用硬件和软件的混合。该处理设备能够包括任意合适的编程设备如通用计算机，个人数字助理，移动电话(如手机上网协议或适应3G电话)等。既然本实用新型能够作为软件执行，本实用新型的每一方面从而围绕在编程设备上进行计算机软件执行。计算机软件能够提供给运用任意常规的承载媒体的编程设备。承载媒体可包括瞬时承载媒体如电，光，微波，声或承载计算机代码的无线电频率信号。所述瞬时媒介的例子是通过IP网络，如互联网承载计算机代码的TCP/IP信号。承载媒介同样可包括一用于存储处理器可读代码的存储媒介如软盘，硬盘，CD存储器，磁带设备或固体存储器设备。 

Claims (10)

1.一种计算由埋地载流导体产生的电磁场失真的探测器，其特征在于，该探测器包括：

一第一天线；

一具有其轴线平行于第一天线轴线并与第一天线分隔一定距离的第二天线；

一具有其轴线平行于第一和第二天线轴线并与第一天线分隔2s以及与第二天线分隔s距离的第三天线；

比较位于第一和第二天线的磁场以产生第一相对值的设备；

比较位于第二和第三天线的磁场以产生第二相对值的设备；并基于第一和第二相对值计算所述埋地导体的第一设备；

基于位于成对的第一，第二和第三天线的磁场计算所述埋地导体深度的第二设备；以及

比较计算深度的第一设备的深度计算和计算深度的第二设备以计算由所述埋地载流导体产生的电磁场失真的设备。

2.如权利要求1所述的探测器，其特征在于，该探测器可进一步包括一当由埋地载流导体产生的电磁场失真≥10％时提醒操作者注意的设备。

3.如权利要求1或2所述的探测器，其特征在于，进一步包括增强磁场强度信号的设备。

4.如权利要求3所述的探测器，其特征在于，进一步包括：

转换模拟磁场强度信号为数字信号的设备；以及处理数字信号以 分离预先确定的频率带的信号的设备。

5.如权利要求4所述的探测器，其特征在于，其中转换模拟磁场强度信号为数字信号的设备是一delta-sigma立体编解码器。

6.如权利要求1或2所述的探测器，其特征在于，其中每对第一和第二天线以及第二和第三天线可被校准达到至少六十万分之一的精度。

7.一种计算由埋地载流导体产生的电磁场失真的探测器，其特征在于，该探测器包括：

一第一天线；

一具有其轴线平行于第一天线轴线并与第一天线分隔距离s的第二天线；

一具有其轴线平行于第一和第二天线轴线并与第一天线分隔2s以及与第二天线分隔s距离的第三天线；

一微处理器设置为：

比较位于第一和第二天线的磁场以产生第一相对值；

比较位于第二和第三天线的磁场以产生第二相对值；

基于第一和第二相对值计算所述埋地导体的第一深度；

基于位于成对的第一，第二和第三天线的磁场计算所述埋地导体的第二深度；以及

比较第一和第二深度计算以计算由所述埋地载流导体产生的电磁场失真。

8.如权利要求7所述的探测器，其特征在于，进一步包括被安排 增强磁场强度信号的放大器。

9.如权利要求8所述的探测器，其特征在于，其中模拟数字转换器是一delta-sigma立体编解码器。

10.如权利要求7所述的探测器，其特征在于，其中每对第一和第二天线以及第二和第三天线可被校准达到至少六十万分之一的精度。 

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