DE102011107710B4

DE102011107710B4 - Locating device for acoustic localization

Info

Publication number: DE102011107710B4
Application number: DE201110107710
Authority: DE
Inventors: Volker Fraedrich; Marco STEPHAN; Rainer Purschwitz
Original assignee: Hagenuk KMT Kabelmesstechnik GmbH
Current assignee: Megger Germany De GmbH
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2011-07-17
Publication date: 2014-04-10
Anticipated expiration: 2031-07-18
Also published as: DE102011107710A1

Abstract

Ortungsgerät zur akustischen Lokalisierung eines an einer Stelle in einem elektrischen Kabel oder in einer Rohrleitung erzeugten akustischen Signals, mit einem Griff zum manuellen Versetzen der Position des Ortungsgerätes im Bereich oder entlang des Kabels oder der Rohrleitung, mit einem Mikrofon zur Aufnahme des akustischen Signals und einer Tonausgabeeinrichtung zur Wiedergabe des akustischen Signals, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungsgerät folgende Elemente aufweist: – einen kapazitiven Annäherungsdetektor (11) zur Detektion einer mit der Annäherung einer Hand eines Benutzers an den Griff (12) verbundenen Änderung eines von dem Annäherungsdetektor (11) erfassten Kapazitätswertes, und – einem Schalter (24) zur Unterbrechung der Wiedergabe des akustischen Signals, wenn und solange der von dem Detektor (11) erfasste Kapazitätswert einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.Locating device for acoustic localization of an acoustic signal generated at a point in an electrical cable or pipeline, with a handle for manually moving the position of the locating device in the area or along the cable or pipeline, with a microphone for recording the acoustic signal and a Sound output device for reproducing the acoustic signal, characterized in that the locating device has the following elements: - a capacitive proximity detector (11) for detecting a change in one detected by the proximity detector (11) associated with the approach of a hand of a user to the handle (12) Capacitance value, and a switch (24) for interrupting the reproduction of the acoustic signal if and as long as the capacitance value detected by the detector (11) exceeds a predetermined threshold value.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ortungsgerät zur akustischen Lokalisierung eines an einer Stelle in einem elektrischen Kabel oder in einer Rohrleitung erzeugten akustischen Signals, mit einem Griff zum manuellen Versetzen der Position des Ortungsgerätes im Bereich oder entlang des Kabels oder der Rohrleitung, mit einem Mikrofon zur Aufnahme des akustischen Signals und einer Tonausgabeeinrichtung zur Wiedergabe des akustischen Signals.The invention relates to a locating device for the acoustic localization of an acoustic signal generated at a location in an electrical cable or in a pipeline, with a handle for manually displacing the position of the locating device in the area or along the cable or the pipeline, with a microphone for receiving the acoustic signal and a sound output device for reproducing the acoustic signal.

Eine solche akustische Lokalisierung beruht auf der Erzeugung von akustischen Signalen an einer Fehlerstelle in den genannten Kabeln oder Rohrleitungen. Im Falle von elektrischen Kabeln werden solche akustischen Signale dadurch erzeugt, dass in das Kabel ein energiereicher Spannungsimpuls eingespeist wird, der an der Fehlerstelle einen elektrischen Überschlag bzw. eine Entladung hervorruft. Im Falle von Rohrleitungen, die ein flüssiges oder gasförmiges Medium führen, wird das akustische Signal zum Beispiel durch das Ausströmen des Mediums aus einem Leck in der Rohrleitung erzeugt.Such acoustic localization is based on the generation of acoustic signals at a fault location in said cables or pipelines. In the case of electrical cables such acoustic signals are generated by the fact that in the cable, a high-energy voltage pulse is fed, which causes an electrical flashover or a discharge at the fault location. In the case of pipelines carrying a liquid or gaseous medium, the acoustic signal is generated, for example, by the outflow of the medium from a leak in the pipeline.

Zum Auffinden einer solchen akustischen Signalquelle und damit der betreffenden Fehlerstelle sind akustische (Fehler-)Ortungsgeräte bekannt, die insbesondere mobile akustische Sensoren wie Bodenmikrofone oder andere mobile Mikrofone aufweisen. Diese Geräte bzw. Sensoren müssen mobil einsetzbar sein, da deren Position zum Auffinden der Quelle zum Beispiel in Form eines Maximums der Intensität des akustischen Signals häufig im Bereich oder entlang des Kabels bzw. der Rohrleitung verändert werden muss.For locating such an acoustic signal source and thus the relevant fault location, acoustic (fault) locating devices are known, which in particular have mobile acoustic sensors, such as ground microphones or other mobile microphones. These devices or sensors must be mobile, since their position to find the source, for example, in the form of a maximum of the intensity of the acoustic signal must be changed frequently in the area or along the cable or the pipe.

Dabei besteht die Notwendigkeit, dass insbesondere in der Nähe der akustischen Signalquelle die Position des Ortungsgerätes bzw. des betreffenden Sensors mehrfach und in kleinen Schritten geändert bzw. versetzt werden muss, um eine möglichst genaue Lokalisierung zu erzielen. Bei diesen Bewegungen kommt es beim Berühren des Griffes sowie dem Hochheben und Absetzen des Ortungsgerätes zu starken akustischen Störungen, die das Gehör des Benutzers irritieren.In this case, there is a need for the position of the locating device or of the relevant sensor in particular in the vicinity of the acoustic signal source to be changed and / or shifted several times and in small steps in order to achieve the most accurate localization possible. When these movements occur when touching the handle and the raising and lowering of the locating device to strong acoustic interference that irritate the hearing of the user.

Um diese akustischen Störungen beim Umsetzen zu vermeiden, könnte zwar an dem Ortungsgerät eine Taste oder ein Schalter zum manuellen Abschalten bzw. Einschalten der akustischen Ausgabe durch den Benutzer vorgesehen sein. Ein Nachteil dabei besteht jedoch in der Notwendigkeit einer zusätzlichen Bedienung durch den Benutzer, sodass dieser stets eine freie Hand benötigt.In order to avoid these acoustic disturbances during the conversion, a key or a switch for manually switching off or switching on the acoustic output by the user could be provided on the locating device. A disadvantage, however, is the need for additional operation by the user, so this always requires a free hand.

Es wäre weiterhin denkbar, eine Taste oder einen Schalter in einen Griff des Ortungsgerätes oder des Sensors einzubauen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bereits das Berühren des Griffes ein Störgeräusch verursacht, bevor der Benutzer in der Lage ist, den Schalter auszulösen. Außerdem unterliegen die genannten Schalter bzw. Tasten aufgrund des Einsatzes des Gerätes bzw. der Sensoren in der freien Umgebung und der damit verbundenen Einwirkung von Schmutz, Staub, Feuchtigkeit, unterschiedlichen Temperaturen usw. einem relativ schnellen Verschleiß.It would also be conceivable to install a button or a switch in a handle of the locating device or the sensor. However, it has been found that even touching the handle causes a noise before the user is able to trigger the switch. In addition, due to the use of the device or the sensors in the free environment and the associated action of dirt, dust, moisture, different temperatures, etc., the said switches or buttons are subject to relatively rapid wear.

Aus den Druckschriften DD 267 336 A1 , DE 198 04 832 A1 und der US 7,755,360 B1 sind bereits Vorrichtungen zur akustischen Lokalisierung eines an einer Stelle in einem elektrischen Kabel oder in einer Rohrleitung erzeugten akustischen Signals bekannt. Hierbei sind jeweils kein kapazitiver Annäherungsdetektor zur Detektion eines von dem Annäherungsdetektor erfassten Kapazitätswertes vorgesehen, um eine Bedienung zu erleichtern.From the pamphlets DD 267 336 A1 . DE 198 04 832 A1 and the US Pat. No. 7,755,360 B1 Devices are already known for the acoustic localization of an acoustic signal generated at a location in an electrical cable or in a pipeline. In this case, no capacitive proximity detector for detecting a capacitance value detected by the proximity detector is provided in each case in order to facilitate an operation.

Weiterhin ist nach der DE 20 2008 013 083 U1 eine Berührungs- und Schaltschwellenerkennung in kapazitiven Schaltern bekannt geworden, wobei eine Detektionseinrichtung dazu ausgestattet ist, kapazitive Kopplungen zwischen einer Elektrodenstruktur und einem Objekt zu detektieren.Furthermore, after the DE 20 2008 013 083 U1 a touch and switching threshold detection in capacitive switches has become known, wherein a detection device is equipped to detect capacitive couplings between an electrode structure and an object.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die akustische Ausgabe am Ortungsgerät zur Ortung eines an einer Fehlerstelle eines elektrischen Kabels oder einer Rohrleitung erzeugten akustischen Signals noch vor dem Berühren des Griffes ohne zusätzliche Bedienelemente abzuschalten und erst nach dem Loslassen des Ortungsgerätes wieder einzuschalten, um die vorgenannten Probleme zu vermeiden und eine wesentlich einfachere Handhabung, ein deutlich verbesserter Komfort sowie eine schnelle Ortung eines solchen akustischen Signals zu ermöglichen.An object of the invention is therefore to turn off the acoustic output on the locating device for locating an acoustic signal generated at a fault of an electrical cable or a pipeline before touching the handle without additional controls and turn on only after releasing the locating device to the To avoid the above problems and to allow a much easier handling, a significantly improved comfort and rapid detection of such an acoustic signal.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination des Anspruches 1.The solution of this object is achieved according to the invention by the feature combination of claim. 1

Hierdurch wird mit der in der dort genannten Weise mittels Annäherungsdetektor dessen Elektrode mit dem Griff des Ortungsgerätes verbunden ist eine Annäherung der Hand des Benutzers an den Griff des Ortungsgerätes detektiert und ein Ausgangssignal am Annäherungssensor erzeugt.In this way, with the in the manner mentioned there by proximity detector whose electrode is connected to the handle of the locating device detects an approach of the user's hand to the handle of the locating device and generates an output signal on the proximity sensor.

Durch dieses Ausgangssignal des Annäherungssensors wird die Ausgabe des akustischen Signals des Ortungsgerätes mittels eines Schalters unterbrochen. Wenn die Hand des Benutzers wieder von der Elektrode bzw. dem mit dieser verbundenen Griff entfernt wird und der Annäherungsdetektor kein Ausgangssignal mehr erzeugt, wird die Ausgabe des akustischen Signals des Ortungsgerätes wieder aktiviert.By this output signal of the proximity sensor, the output of the acoustic signal of the locating device is interrupted by means of a switch. When the user's hand is again removed from the electrode or grip associated with it and the proximity detector no longer produces an output signal, the output of the user will be removed acoustic signal of the locator reactivated.

Entscheidend ist dabei nicht, dass das akustische Signal an einer Fehlerstelle der genannten Kabel oder Rohrleitungen erzeugt wird oder wo diese Kabel oder Rohrleitungen verlegt sind, auch wenn die Lokalisierung von Fehlerstellen an unterirdisch verlegten Kabeln oder Rohrleitungen der häufigste Anwendungsfall sein wird. Das akustische Signal könnte aber auch zum Beispiel durch eine Strömungsveränderung an einer Engstelle einer Rohrleitung, durch Vibrationen oder auf andere Weise erzeugt werden.It is not decisive that the acoustic signal is generated at a fault location of said cables or pipelines or where these cables or pipelines are routed, even if the localization of faults on underground cables or pipelines will be the most common application. However, the acoustic signal could also be generated, for example, by a flow change at a throat of a pipeline, by vibration or otherwise.

Ein besonderer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass ein Benutzer nicht aktiv mittels eines Schalters die akustische Ausgabe abschalten muss, da allein durch die damit verbundene Berührung des Ortungsgerätes bzw. dessen Gehäuses oder Griffs häufig schon Störgeräusche erzeugt werden. Schließlich unterliegt die erfindungsgemäße Lösung keinem Verschleiß.A particular advantage of this solution is that a user does not have to actively switch off the acoustic output by means of a switch, since disturbing noises are often generated solely by the associated contact of the locating device or its housing or handle. Finally, the solution according to the invention is not subject to wear.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 gekennzeichnet.Further advantageous developments of the invention are characterized by the features of claims 2 to 4.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings. Show it:

1 eine Darstellung der Anordnung wesentlicher Komponenten eines akustischen Ortungsgerätes; 1 a representation of the arrangement of essential components of an acoustic locating device;

2 ein Ersatzschaltbild der im Zusammenhang mit einem solchen Gerät vorhandenen Kapazitäten; 2 an equivalent circuit of existing in connection with such a device capacities;

3 eine schematische Darstellung der Anordnung wesentlicher Komponenten eines erfindungsgemäßen akustischen Ortungsgerätes; 3 a schematic representation of the arrangement of essential components of an acoustic locating device according to the invention;

4 ein Ersatzschaltbild eines erfindungsgemäßen akustischen Ortungsgerätes, und 4 an equivalent circuit diagram of an acoustic locating device according to the invention, and

5 ein Blockschaltbild wesentlicher Komponenten eines erfindungsgemäßen akustischen Ortungsgerätes. 5 a block diagram of essential components of an acoustic locating device according to the invention.

Das dargestellte Gehäuse 10 eines Ortungsgerätes besitzt einen kapazitiven Annäherungs- oder Näherungsdetektor 11, im Folgenden kurz Kapazitätssensor 11 genannt. An dem Gehäuse 10 ist ein Griff 12 befestigt, mit dem das Gehäuse 10 durch einen Benutzer versetzt werden kann.The illustrated housing 10 A locating device has a capacitive proximity or proximity detector 11 , hereinafter briefly capacitance sensor 11 called. On the case 10 is a handle 12 attached to the housing 10 can be offset by a user.

Innerhalb des Gehäuses 10 befindet sich in bekannter Weise ein akustischer Sensor wie zum Beispiel ein Bodenmikrofon (nicht dargestellt) zur Erfassung der zu ortenden, oben erläuterten akustischen Signale, die nach entsprechender Verstärkung vorzugsweise mittels eines Kopfhörers für den Benutzer wiedergegeben werden.Inside the case 10 is located in a known manner, an acoustic sensor such as a ground microphone (not shown) for detecting the location to be located, above-mentioned acoustic signals, which are preferably reproduced after appropriate amplification by means of a headphone for the user.

Der Kapazitätssensor 11 beinhaltet einen als bekannt anzusehenden CDC (capacity to digital converter) – Sensor, welcher eine analoge Eingangsgröße in ein digitales Signal umwandelt.The capacity sensor 11 includes a capacitance to digital converter (CDC) sensor, which converts an analog input into a digital signal.

Der Kapazitätssensor 11 umfasst dabei in bekannter Weise eine erste Elektrode a und eine zweite Elektrode b sowie eine nicht näher dargestellte Wechselspannungsquelle zur Erzeugung einer ersten Wechselspannung mit einer zur Kapazitätsmessung geeigneten Frequenz. Die mit der Annäherung einer Hand H eines Benutzers an Elektrode a verbundene kapazitive Kopplung dieser Elektrode über den Benutzer nach Erdpotential, die hier in Form einer zu erfassenden Kapazität Cmess dargestellt ist, führt dazu, dass sich die mit dem Kapazitätssensor 11 erfasste Kapazität verändert. Diese Veränderung wird erkannt und in Form eines geeigneten analogen oder digitalen Sensorsignals 16 ausgegeben.The capacity sensor 11 comprises in a known manner a first electrode a and a second electrode b and an AC voltage source not shown in detail for generating a first AC voltage having a frequency suitable for capacitance measurement. The capacitive coupling of this electrode via the user to earth, which is connected to the approach of a user's hand H to electrode a, which is shown here in the form of a capacitance Cmess to be detected, leads to the fact that the capacitance sensor 11 changed capacity. This change is detected and in the form of a suitable analog or digital sensor signal 16 output.

Die erste Elektrode a ist mit dem Griff 12 elektrisch verbunden oder durch den Griff 12 gebildet, wenn der Griff 12 elektrisch leitend (zum Beispiel aus Aluminium) und an dem Gehäuse 10 elektrisch isoliert montiert ist. Die zweite Elektrode b wird mit einem Massepotential als Masse des Ortungsgerätes bzw. insbesondere dessen Gehäuses 10 verbunden oder durch die umgebende Luft gebildet sein.The first electrode a is with the handle 12 electrically connected or by the handle 12 formed when the handle 12 electrically conductive (for example made of aluminum) and on the housing 10 is mounted electrically insulated. The second electrode b is connected to a ground potential as ground of the locating device or in particular its housing 10 be connected or formed by the surrounding air.

Vorzugsweise ist in dem Kapazitätssensor 11 eine Schaltschwelle in Form eines Kapazitätswertes implementiert, bei dessen Erreichen das Sensorsignal 16 ausgegeben wird. Bei dem Ausführungsbeispiel liegt diese Schaltschwelle geringfügig oberhalb desjenigen, mit dem Kapazitätssensor 11 erfassten Kapazitätswertes, der durch den Griff 12 bereits ohne eine Berührung durch einen Benutzer gegeben ist. Dieser Kapazitätswert wird durch eine entsprechende Messung ermittelt. Durch die Wahl des Abstandes der Schaltschwelle von diesem gemessenen Kapazitätswert wird die Empfindlichkeit des Kapazitätssensors 11 festgelegt, wobei die Schaltschwelle und damit die Empfindlichkeit vorzugsweise einstellbar ist. Je geringer dieser Abstand ist, desto höher ist die Empfindlichkeit, d. h. bei einer umso größeren Entfernung z. B. einer sich an eine der beiden Elektroden annähernden Hand H eines Benutzers wird das Sensorsignal ausgelöst.Preferably, in the capacitance sensor 11 implemented a switching threshold in the form of a capacitance value, upon reaching the sensor signal 16 is issued. In the embodiment, this switching threshold is slightly above that with the capacitance sensor 11 recorded capacity value by the handle 12 already given without a touch by a user. This capacity value is determined by a corresponding measurement. By selecting the distance of the switching threshold from this measured capacitance value, the sensitivity of the capacitance sensor 11 set, wherein the switching threshold and thus the sensitivity is preferably adjustable. The smaller this distance, the higher the sensitivity, ie at a greater distance z. B. a approaching to one of the two electrodes H hand of a user, the sensor signal is triggered.

An dem Gehäuse 10 befindet sich ein Erdkontakt, der mit dem Massepotential des Ortungsgerätes bzw. insbesondere dessen Gehäuses 10 verbunden ist und dieses auf Erdpotential legt, wenn das Gehäuse auf den Boden aufgesetzt ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass sich der Erdkontakt zum Beispiel auf sehr feuchtem Boden oder auf trockenem Boden befinden oder während des Transportes des Gerätes wie in 1 dargestellt frei und ohne jeden Bodenkontakt sein kann, sodass die Erdung des Gehäuses 10 des Ortungsgerätes entsprechend unterschiedlich ausfällt und damit das Massepotential des Ortungsgerätes, mit seinem Gehäuse 10 nicht immer gleich dem Erdpotential ist.On the case 10 There is a ground contact, with the ground potential of the locating device or in particular the housing 10 is connected and this puts on ground potential, when the housing is placed on the ground. It should be noted that the earth contact to the Example on very damp ground or on dry ground or during transport of the device as in 1 can be shown freely and without any ground contact, allowing the grounding of the housing 10 the locating device correspondingly different fails and thus the ground potential of the locating device, with its housing 10 not always equal to the earth potential.

Somit ergeben sich die in 1 schematisch angedeuteten parasitären Kapazitäten, nämlich eine erste parasitäre Kapazität Cvar1 zwischen dem Massepotential des Gehäuses 10 und dem Erdpotential E, eine zweite parasitäre Kapazität Cvar2 zwischen dem Griff 12 und dem Erdpotential E sowie eine dritte parasitäre Kapazität (Messkapazität) Cmess zwischen dem Griff 12 und einer sich an diesen annähernden Hand H eines Benutzers, die wiederum über den Benutzer mit Erdpotential E verbunden ist.Thus, the result in 1 schematically indicated parasitic capacitances, namely a first parasitic capacitance Cvar1 between the ground potential of the housing 10 and the ground potential E, a second parasitic capacitance Cvar2 between the handle 12 and the ground potential E and a third parasitic capacitance (measurement capacitance) Cmess between the handle 12 and an approaching hand H of a user, which in turn is connected to ground potential E via the user.

Daraus wird deutlich, dass sich die erste und die zweite parasitäre Kapazität Cvar1, Cvar2 in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Bodens, insbesondere dessen Feuchtigkeit, sowie der Lage und der Höhe des Gehäuses 10 über dem Boden ändern und somit undefiniert sind. Dies hat zur Folge, dass die an den Elektroden a, b des Kapazitätssensors 11 gemessene Kapazität bzw. die entsprechende Messspannung ebenfalls entsprechend stark veränderlich ist und die zu messende Kapazität Cmess so stark beeinflusst, dass letztere nicht zuverlässig erfassbar ist.It can be seen that the first and the second parasitic capacitance Cvar1, Cvar2 depending on the nature of the soil, in particular its moisture, as well as the location and the height of the housing 10 change over the ground and thus are undefined. This has the consequence that at the electrodes a, b of the capacitance sensor 11 measured capacitance or the corresponding measurement voltage is also correspondingly strongly variable and the capacitance Cmess to be measured so strongly influenced that the latter can not be reliably detected.

Im Ersatzschaltbild gemäß 2 ist mit einem ersten Anschluss E1 an dem Gehäuse 10 die erste Elektrode a des Kapazitätssensors 11 verbunden, während an einem zweiten Anschluss E2 die zweite Elektrode b des Kapazitätssensors 11 anliegt. Dieser zweite Anschluss E2 ist auch mit dem Massepotential M des Ortungsgerätes d. h. mit dem Gehäuse 10 verbunden.In the equivalent circuit diagram according to 2 is connected to a first terminal E1 on the housing 10 the first electrode a of the capacitance sensor 11 connected, while at a second terminal E2, the second electrode b of the capacitance sensor 11 is applied. This second terminal E2 is also connected to the ground potential M of the locating device ie to the housing 10 connected.

Hintergrund dieser Betrachtungen ist die bei mobilen Ortungsgeräten wichtige Tatsache, dass sich innerhalb des Gerätes alle Spannungen auf die Gerätemasse M das ”Massepotential”, beziehen, d. h. also auf das Potential des Gehäuses 10, der Bedieneinheit, der Bedienelemente, der Abschirmungen etc.. Im Unterschied dazu ist das ”Erdpotential” E zu berücksichtigen, das in der Umgebung des Gerätes, insbesondere im Boden vorhanden ist und mit dem ein Benutzer verbunden ist.The background to these considerations is the fact, important in mobile locating devices, that all voltages on the device ground M refer to the "ground potential" within the device, ie, to the potential of the housing 10 In contrast, the "earth potential" E to be considered, which is present in the environment of the device, in particular in the ground and with which a user is connected.

Beide Potentiale können, wie oben erläutert wurde, unterschiedlich stark miteinander gekoppelt sein, und zwar in einem Bereich zwischen kleinen kapazitiven Kopplungen bei vom Erdboden abgehobenem Gehäuse 10 bis zur direkten elektrischen Verbindung über den Erdkontakt bei feuchtem Boden.As explained above, both potentials can be coupled to one another to a different degree, namely in a region between small capacitive couplings with the housing lifted off the ground 10 until direct electrical connection via the earth contact on moist ground.

Im einzelnen bezeichnet in 2 wiederum die erste parasitäre Kapazität Cvar1 die veränderliche Kapazität zwischen dem Massepotential M des Gehäuses 10 und dem Erdpotential E, die zweite parasitäre Kapazität Cvar2 die veränderliche Kapazität zwischen dem Griff 12 und dem Erdpotential E, sowie die dritte parasitäre Kapazität (Messkapazität) Cmess die zu erfassende Kapazität zwischen dem Griff 12 und einer sich an diesen annähernden Hand H eines Benutzers.Specifically referred to in 2 Again, the first parasitic capacitance Cvar1 the variable capacitance between the ground potential M of the housing 10 and the ground potential E, the second parasitic capacitance Cvar2, the variable capacitance between the handle 12 and the ground potential E, and the third parasitic capacitance (measurement capacitance) Cmeas the capacitance to be detected between the grip 12 and an approaching hand H of a user.

Der Benutzer des Ortungsgerätes befindet sich dabei im allgemeinen auf Erdpotential, also auf dem Potential der Umgebung, und somit nicht unbedingt auf dem Massepotential des Gerätes bzw. Gehäuses 10.The user of the locating device is generally at ground potential, ie at the potential of the environment, and thus not necessarily at the ground potential of the device or housing 10 ,

Der Kapazitätssensor 11 soll bei Annäherung der Hand H eines Benutzers an den Griff 12 das Sensorsignal und damit einen ersten Schaltvorgang auslösen, sodass die Ausgabe des akustischen Signals des Ortungsgerätes gesperrt bzw. ein entsprechender Schalter geöffnet wird, und nach dem Loslassen des Griffes 12 und Entfernen der Hand H mit einem zweiten Schaltvorgang diese Ausgabe wieder freigegeben bzw. der entsprechende Schalter geschlossen werden.The capacity sensor 11 should approach the hand H of a user to the handle 12 the sensor signal and thus trigger a first switching operation, so that the output of the acoustic signal of the locating device is locked or a corresponding switch is opened, and after releasing the handle 12 and removing the hand H with a second switching operation, this output released again or the corresponding switch can be closed.

Um also die durch das Annähern der Hand H eines Benutzers verursachte parasitäre Kapazität Cmess am Eingang des Kapazitätssensor 11 zuverlässig erfassen und mit dem genannten Schwellwert vergleichen zu können, müssen die Einflüsse der ersten und zweiten parasitären Kapazität Cvar1, Cvar2 zumindest weitgehend beseitigt werden.Thus, the parasitic capacitance Cmess caused by the approach of a user's hand H at the input of the capacitance sensor 11 reliably detect and compare with said threshold, the effects of the first and second parasitic capacitance Cvar1, Cvar2 must be at least largely eliminated.

Mit anderen Worten muss also der Kapazitätssensor 11 insbesondere Erd- und Massepotential-unabhängig arbeiten, so dass die Erfassung der Messkapazität Cmess nicht durch die Art der Verbindung zwischen dem Massepotential M des Ortungsgerätes bzw. des Gehäuses 10 und Erdpotential E bzw. eine Differenz zwischen beiden Potentialen beeinflusst wird.In other words, therefore, the capacity sensor 11 In particular earth and ground potential-independent work, so that the detection of the measuring capacitance C measurement not by the type of connection between the ground potential M of the locating device or the housing 10 and earth potential E or a difference between the two potentials is affected.

Hierzu wird gemäß 3 eine zusätzliche Elektrode in Form einer Gegenelektrode 13 vorgesehen, die gegenüber dem Massepotential M elektrisch isoliert angeordnet und vorzugsweise an einer Innen- oder Außenseite des Gehäuses 10 elektrisch isoliert befestigt ist. An diese Gegenelektrode 13 wird eine zweite Wechselspannung gegen Massepotential M angelegt, deren momentane Polarität jeweils umgekehrt zu der momentanen Polarität der ersten Wechselspannung ist, die an der ersten Elektrode a des Kapazitätssensors 11 gegen Massepotential M anliegt. Somit ist also die an der Gegenelektrode 13 anliegende zweite Wechselspannung stets gegenphasig oder um 180° in der Phase versetzt zu der an der ersten Elektrode a des Kapazitätssensors 11 anliegenden ersten Wechselspannung.This is done according to 3 an additional electrode in the form of a counter electrode 13 provided, which are arranged electrically insulated from the ground potential M and preferably on an inner or outer side of the housing 10 is fixed electrically isolated. At this counter electrode 13 a second alternating voltage is applied to ground potential M, the instantaneous polarity of which is in each case opposite to the instantaneous polarity of the first alternating voltage, which is at the first electrode a of the capacitance sensor 11 against ground potential M is present. Thus, that is at the counter electrode 13 applied second alternating voltage always in phase opposition or by 180 ° in phase offset from that at the first electrode a of the capacitance sensor 11 applied first AC voltage.

Zwischen der Gegenelektrode 13 und dem Erdpotential E bildet sich nun eine vierte parasitäre Kapazität Cvar3 aus, die sich, ebenso wie die erste und die zweite parasitäre Kapazität Cvar1, Cvar2 mit der Höhe des Gerätes 10 über dem Boden, der Feuchtigkeit usw. ändert.Between the counter electrode 13 and the ground potential E now forms a fourth parasitic capacitance Cvar3, which, as well as the first and the second parasitic capacitance Cvar1, Cvar2 with the height of the device 10 above the ground changing humidity, etc.

Dabei bilden die erste und die vierte parasitäre Kapazität Cvar1, Cvar3 über das Erdpotential E eine erste Stromschleife, die von einem ersten Strom durchflossen wird. Gleichzeitig bilden die erste und die zweite parasitäre Kapazität Cvar1, Cvar2 über das Erdpotential E eine zweite Stromschleife, die von einem zweiten Strom durchflossen wird, wobei der erste Strom und der zweite Strom stets gegenphasig zueinander sind.In this case, the first and fourth parasitic capacitances Cvar1, Cvar3 form a first current loop via the ground potential E, through which a first current flows. At the same time, the first and second parasitic capacitances Cvar1, Cvar2 form, via the ground potential E, a second current loop through which a second current flows, wherein the first current and the second current are always in opposite phase to one another.

Die Amplitude der an der Gegenelektrode 13 anliegenden zweiten Wechselspannung wird so abgeglichen, dass der erste und der zweite Strom betragsmäßig im wesentlichen gleiche Amplituden aufweisen. Auf diese Weise heben sich die Einflüsse der ersten, der zweiten und der vierten parasitären Kapazitäten Cvar1, Cvar2, Cvar3 gegenseitig auf. Somit wird die durch die Annäherung der Hand H eines Benutzers entstehende dritte parasitäre Kapazität Cmess zumindest weitgehend unbeeinflusst von den drei genannten anderen parasitären Kapazitäten durch den Kapazitätssensor 11 erfasst werden.The amplitude of the at the counter electrode 13 adjacent second AC voltage is adjusted so that the first and the second current in magnitude have substantially equal amplitudes. In this way, the influences of the first, second and fourth parasitic capacitances Cvar1, Cvar2, Cvar3 cancel each other out. Thus, the third parasitic capacitance Cmess resulting from the approach of a user's hand H is at least largely unaffected by the three other parasitic capacitances mentioned by the capacitance sensor 11 be recorded.

Gemäß einem Ersatzschaltbild nach 4, wobei die erste bis dritte parasitäre Kapazität Cvar1, Cvar2, Cmess wiederum jeweils die gleichen Kapazitäten bezeichnet, wie sie oben mit Bezug auf 2 beschrieben wird.According to an equivalent circuit diagram 4 in which the first to third parasitic capacitances Cvar1, Cvar2, Cmess again each denote the same capacitances as described above with reference to FIG 2 is described.

Hierbei ist zusätzlich ein Inverter 15 angeordnet, dessen Ausgang mit einer vierten parasitären Kapazität Cvar3 verbunden ist, die gemäß 3 die Kapazität der Gegenelektrode 13 gegen Erdpotential E darstellt. An dem Eingang des Inverters 15 liegt die gleiche (erste) Wechselspannung an, die auch an der ersten Elektrode a des Kapazitätssensors anliegt. Somit wird also die Gegenelektrode 13 mit einem Signal gespeist, das gegenphasig zu dem Signal an der ersten Elektrode a des Kapazitätssensors ist. Die Amplitude der an der Gegenelektrode 13 anliegenden zweiten Wechselspannung ist über die Einstellung der Verstärkung des Inverters 15 einstellbar. Durch die Wahl einer geeigneten Amplitude können unterschiedliche Geometrien der ersten Elektrode, wie Form des Griffs 12, und der Gegenelektrode 13 kompensiert werden.Here is an additional inverter 15 whose output is connected to a fourth parasitic capacitance Cvar3, according to 3 the capacity of the counter electrode 13 represents earth potential E. At the entrance of the inverter 15 is the same (first) AC voltage, which is applied to the first electrode a of the capacitance sensor. Thus, therefore, the counter electrode 13 supplied with a signal which is in phase opposition to the signal at the first electrode a of the capacitance sensor. The amplitude of the at the counter electrode 13 applied second AC voltage is via the setting of the gain of the inverter 15 adjustable. By choosing a suitable amplitude, different geometries of the first electrode, such as the shape of the handle 12 , and the counter electrode 13 be compensated.

Auf diese Weise wird ein Annäherungsdetektor in Form eines Potential-unabhängigen Kapazitätssensors geschaffen, mit dem die Annäherung der Hand H eines Benutzers an einen Griff 12 bzw. eine erste Elektrode des Kapazitätssensors eines Ortungsgerätes erkannt werden, um die akustische Ausgabe von an dem Kabel bzw. der Rohrleitung erzeugten und durch den akustischen Sensor aufgenommenen Signalen zu unterbrechen.In this way, a proximity detector in the form of a potential-independent capacitance sensor is provided, with which the approach of the hand H of a user to a handle 12 or a first electrode of the capacitance sensor of a locating device can be detected in order to interrupt the acoustic output of signals generated on the cable or pipe and recorded by the acoustic sensor.

In einem Blockschaltbild gemäß 5 sind wesentliche Komponenten eines akustischen Ortungsgerätes gezeigt. Auch in dieser Darstellung ist wiederum ein Griff 12 gezeigt, mit dem ein Benutzer das Ortungsgerät versetzen kann. Der Griff 12 ist elektrisch mit einer ersten Elektrode a eines Kapazitätssensors 11 verbunden, dessen zweite Elektrode b an einem Massepotential des Gehäuses des Ortungsgerätes anliegt.In a block diagram according to 5 essential components of an acoustic locating device are shown. Again, in this presentation is a handle 12 shown, with which a user can put the locating device. The handle 12 is electrically connected to a first electrode a of a capacitance sensor 11 connected, the second electrode b is applied to a ground potential of the housing of the locating device.

Der Kapazitätssensor 11 weist einen ersten Ausgang auf, an dem die gleiche (erste) Wechselspannung wie an der ersten Elektrode a des Kapazitätssensors 11 anliegt. Der erste Ausgang ist mit einem Eingang eines Inverters 151 verbunden, mit dem diese Wechselspannung hinsichtlich ihrer Phase invertiert wird. Der Ausgang des Inverters 151 liegt an einem Eingang eines Verstärkers 152 an, dessen Verstärkung einstellbar ist, um, wie oben beschrieben wurde, die Amplitude des zweiten Stroms so einzustellen, dass sie betragsmäßig zumindest im Wesentlichen gleich der Amplitude des ersten Stroms ist. Der Ausgang des Verstärkers 152 ist schließlich mit der Gegenelektrode 13 verbunden, um diese mit der zweiten Wechselspannung zu speisen.The capacity sensor 11 has a first output at which the same (first) AC voltage as at the first electrode a of the capacitance sensor 11 is applied. The first output is connected to an input of an inverter 151 connected, with which this AC voltage is inverted in phase. The output of the inverter 151 is located at an input of an amplifier 152 whose gain is adjustable to adjust, as described above, the amplitude of the second current to be at least substantially equal in magnitude to the amplitude of the first current. The output of the amplifier 152 is finally with the counter electrode 13 connected to feed these with the second AC voltage.

Hierbei ist ein Mikrofon 20 zur akustischen Lokalisierung von insbesondere an einer Fehlerstelle in einem elektrischen Kabel oder in einer Rohrleitung erzeugten akustischen Signalen dargestellt. Ein mit dem Mikrofon 20 aufgenommenes Signal wird zunächst mit einem Verstärker 21 verstärkt, anschließend mit einem Analog/Digital-Wandler 22 in ein digitales Signal umgewandelt und in einer Recheneinheit 23 verarbeitet. Am Ausgang dieser Recheneinheit 23 liegt dann ein Signal an, das über eine Verarbeitung einer Tonausgabeeinrichtung, wie einem Kopfhörer K zur Wiedergabe des aufgenommenen akustischen Signals dem Benutzer zugeführt wird.Here is a microphone 20 for the acoustic localization of acoustic signals generated in particular at a fault location in an electrical cable or in a pipeline. One with the microphone 20 recorded signal is first with an amplifier 21 amplified, then with an analog / digital converter 22 converted into a digital signal and in a computing unit 23 processed. At the output of this arithmetic unit 23 Then there is a signal which is supplied to the user via a processing of a sound output device, such as a headphone K for reproducing the recorded acoustic signal.

Eine Ausgabe erfolgt über einen Schalter 24, dessen Steuereingang mit dem Sensorsignal 16 des Kapazitätssensors 11 verbunden ist, um den Schalter 24 zu öffnen und zu schließen. Wie erläutert wird in dem Fall, in dem eine durch den Kapazitätssensor 11 zwischen seinen Elektroden a, b erfasste Kapazität den oben genannten vorbestimmten Schwellwert erreicht oder überschreitet, weil sich die Hand H eines Benutzers dem Griff 12 annähert, ein erstes Schaltsignal an dem Ausgang des Kapazitätssensors 11 in der Weise aktiviert, dass damit der Schalter 24 geöffnet wird, so dass die Übertragung des Signals zu dem Kopfhörer K des Benutzers unterbrochen und damit eine Tonausgabe stumm geschaltet wird.An output is via a switch 24 , whose control input with the sensor signal 16 the capacitance sensor 11 connected to the switch 24 to open and close. As explained, in the case where one is detected by the capacitance sensor 11 capacitance detected between its electrodes a, b reaches or exceeds the above predetermined threshold value because a user's hand H contacts the handle 12 approaches, a first switching signal at the output of the capacitance sensor 11 in the way that activates the switch 24 is opened, so that the transmission of the signal to the headset K of the user is interrupted and thus a sound output is muted.

Wenn die mit dem Kapazitätssensor 11 erfasste Kapazität wieder unterhalb des Schwellwertes liegt, nachdem die Hand H des Benutzers den Griff 12 loslässt und sich von diesem wieder entfernt, so liegt an dem Ausgang des Kapazitätssensors 11 ein entsprechendes zweites Schaltsignal an, mit dem der Schalter 24 wieder geschlossen wird, so dass die Unterbrechung der Signalübertragung zu dem Kopfhörer K wieder aufgehoben ist.If the with the capacity sensor 11 detected capacity is again below the threshold after the user's hand H the handle 12 let go and get away from it, so is the output of the capacitance sensor 11 a corresponding second switching signal, with which the switch 24 is closed again, so that the interruption of the signal transmission to the headphone K is canceled.

Der Kapazitätssensor 11 beinhaltet somit eine Vergleichseinrichtung (Komparator), mit der ein erfasster Kapazitätswert mit einem einstellbaren Schwellwert verglichen wird, um durch entsprechende Ansteuerung des Schalters 24 die Wiedergabe des akustischen Signals zu unterbrechen, wenn und solange der erfasste Kapazitätswert den Schwellwert überschreitet.The capacity sensor 11 thus includes a comparator (comparator), with which a detected capacitance value is compared with an adjustable threshold, by appropriate control of the switch 24 to interrupt the reproduction of the acoustic signal if and as long as the detected capacitance value exceeds the threshold value.

Claims

Locating device for acoustic localization of an acoustic signal generated at a location in an electrical cable or in a pipeline, with a handle for manually displacing the position of the locating device in the area or along the cable or the pipeline, with a microphone for receiving the acoustic signal and a Sound output device for reproducing the acoustic signal, characterized in that the positioning device comprises the following elements: - a capacitive proximity detector ( 11 ) for detecting a with the approach of a user's hand to the handle ( 12 ) associated change of one of the proximity detector ( 11 ) detected capacity value, and - a switch ( 24 ) for interrupting the reproduction of the acoustic signal, if and as long as that of the detector ( 11 ) detected capacitance value exceeds a predetermined threshold.

Locating device according to Claim 1, characterized in that it has a capacitive proximity detector ( 11 ) with an AC voltage source for generating a first AC voltage between the handle ( 12 ) and a ground potential (M) of the locating device, and an inverter ( 15 ; 151 ) for generating a second alternating voltage whose polarity is inverted to the polarity of the first alternating voltage and that between a counterelectrode ( 13 ) is applied to the locating device and the ground potential (M), and whose amplitude is adjustable so that a first, by a first parasitic capacitance (Cvar1) and a second parasitic capacitance (Cvar2) between the handle ( 12 ) and the ground potential (E), the amount of current flowing is approximately equal to the amplitude of a second, by a first parasitic capacitance (Cvar1) between the ground potential (M) of the locating device and the ground potential (E) and a third parasitic capacitance (Cvar3) between the Counterelectrode ( 13 ) and the ground potential (E), flowing current, whereby the influence of the variable parasitic capacitance (Cvar1) is compensated.

Locating device according to claim 1, characterized in that the capacitive proximity detector ( 11 ) has a comparator for comparing a detected capacitance value with an adjustable threshold value and an output at which a switching signal for switching the switch ( 24 ) is present.

Locating device according to claim 1, characterized in that the capacitance sensor has a transmitting and a receiving electrode, wherein the transmitting electrode with the handle ( 12 ) and the counterelectrode ( 13 ) is fed with an AC voltage which is in opposite phase to the voltage applied to the transmitting electrode AC voltage.