DE3708968A1 - Vorrichtung zur ermittlung des trassenverlaufes von kabeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ermittlung des Trassenverlaufes von Kabeln über aufge­ schaltete Signale, insbesondere Tonfrequenzsignale, ins­ besondere für Trassenverläufe mit einer Vielzahl von Kabeln, wobei ein Signalgenerator zwischen einer Ader und einer Erdverbindung anschaltbar ist und das Signal oberhalb der Trasse über einen Empfänger ermittelbar ist.

Bei der Trassensuche mit Tonfrequenz tritt das Problem auf, daß in vielen Fällen nicht nur ein sondern mehrere Kabel, Rohrleitungen oder dgl. ein tonfrequentes Signal führen und vom Anwender eine Unterscheidung vom Kabel mit dem gesuchten Trassenverlauf nur schwer oder gar nicht durchgeführt werden kann.

Diese Probleme treten insbesondere beim Vorhandensein einer Vielzahl von Leitungen sowie bei Leitungen auf, die über eine größere Strecke mit anderen Leitungen parallel verlegt sind. Der dabei auftretende Tonfrequenz­ strom in den Nachbarleitungen entsteht im wesentlichen durch Erdverbindungen und wird von einem Induktionsstrom überlagert, dessen Amplitude vom Abstand der parallel verlegten Leitungen sowie von der Länge der gemeinsamen Trasse abhängt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die ohne aufwendige Anschaltmaßnahmen eine eindeutige Bestimmung des gesuchten Trassenverlaufes des Kabels ermöglicht und die Identifizierung gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der aufgeschaltete Wechselstrom mit einer in einer Stromrichtung verlaufenden Kennung modulierbar bzw. überlagerbar und über einen zugeordneten ausge­ richteten induktiven Empfänger erfaßbar ist.

Hierdurch wird auf einfache Weise erreicht, daß bei dem Kabel, dessen Trassenverlauf zu bestimmen ist, der Strom in Richtung des entfernten Endes überwiegt und ein entsprechend gepoltes Magnetfeld erzeugt. In allen anderen Leitungen fließt der Strom in der Gegenrichtung. Selbstverständlich ist eine Stromrichtungsmessung jedoch nur dann zur Identifikation der gesuchten Leitung geeignet, wenn das Tonfrequenzsignal so moduliert oder von zusätzlichen Signalen überlagert wird, daß mit einer Empfängerspule die Stromrichtung aufgenommen und ent­ sprechend verarbeitet wird.

Eine Ausbildung der Vorrichtung wird dadurch geschaffen, daß dem Wechselstrom in einer Stromrichtung unipolare Stromimpulse überlagerbar sind. Da das Signal auf dem Weg zum Empfänger differenziert wird, muß die Impulsform angemessen gewählt werden (Überschwinger, Flächeninhalt). Die Stromimpulse sollten mit dem Sinusverlauf synchroni­ siert sein und können jeder Sinuswelle oder nur jeder ersten Sinuswelle überlagert sein.

Alternativ wird vorgeschlagen, daß eine oder mehrere Halbwellen aus den Sinuswellen des aufgeschalteten Wechselstromes ausgetastet und nach einer Pause ein Neubeginn mit festgelegter Polarität (Flanke) einstell­ bar ist. Hierbei werden aus dem Dauersinus eine oder mehrere definierte Halbwellen ausgetastet, wobei ein Neubeginn immer mit festgelegter Polarität erfolgt.

Eine Ausführungsform wird dadurch geschaffen, daß ein Sinus-Generator über einen Schalter an eine Kabelader angeschlossen ist, wobei der Schalter über eine bi­ stabile Kippstufe steuerbar ist, die über einen Kompa­ rator mit flankengesteuerten Zählern unterschiedlicher Zählkapazität schaltbar ist.

Als Ausbildung für einen Empfänger wird weiterhin vorgeschlagen, daß der zugeordnete Empfänger eine ent­ sprechend gerichtete Spule aufweist und das aufgenommene Signal mit definierter Halbwelle zwei parallel geschal­ teten monostabilen Schmitt-Triggern zuführbar ist und über eine bistabile Kippstufe Signale für eine Anzeige des gesuchten oder eines falschen Kabels schaltbar sind, indem ein Schmitt-Trigger mit der entsprechend defi­ nierten Halbwelle nach einer Signalpause die Anzeige für das gesuchte Kabel schaltet.

Zur Verbesserung des Empfängers ist vorgesehen, daß die Spule des Empfängers in einem auf Resonanz abgestimmten Schwingkreis integriert ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine prinzipielle Gesamtanordnung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Senders,

Fig. 3 einen Spannungsverlauf am gesuchten Kabel,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Empfängers.

Bei der dargestellten Anordnung ist der Sender 1 mit seinem entsprechend modulierten Ausgangssignal über einen Anschluß 2 mit einer Ader 3 eines gesuchten Kabels 4 verbunden, während zusätzlich über einen Erdanschluß 5 ein Stromkreis gebildet wird. Hierdurch wird auch in einem zusätzlichen Kabel 6 als störender Effekt ein Stromfluß erzielt. Oberhalb des Kabels 4 ist ein Empfänger 7 angeordnet, der eine ausgerichtete Empfänger­ spule 8 aufweist.

Der Sender 1 besteht aus einem Sinusgenerator 9, der eine kontinuierliche sinusförmige Ausgangsspannung er­ zeugt, die über einen Schalter 10 und einen Leistungs­ verstärker mit Anpassungsstufe 11 an den Ausgangsan­ schluß 2, bezogen auf Erdanschluß 5, gegeben wird. Ein Komparator 12 wandelt die Sinusspannung des Generators 9 in eine Rechteckspannung um, deren Flanke zeitlich mit dem Nulldurchgang der Sinusspannung zusammenfällt. Die Rechteckspannung gelangt an flankengesteuerte Zähler 13, 14. Der Zähler 13 hat eine größere Zählkapazität, beispielsweise hundert als der Zähler 14, beispiels­ weise zehn. Die Übertragssignale der Zähler 13, 14, die jeweils am Ende der Zählkapazität erzeugt werden, schalten eine bistabile Kippstufe 15 jeweils um (set/reset).

Die Umschaltung der bistabilen Kippstufe 15 bewirkt, daß die beiden Zähler 13, 14 abwechselnd zählen, und zwar derart, daß durch das Übertragssignal vom Zähler 13 der Ausgang X Zähler 13 abschaltet und der Ausgang Y Zähler 14 einschaltet. Das Übertragssignal von Zähler 14 setzt die bistabile Kippstufe 15 zurück, d. h. X schaltet Zähler 13 wieder ein, und Y schaltet Zähler 14 wieder aus.

Gleichzeitig wird von X der Schalter 10 betätigt, und zwar derart, daß, solange Zähler 14 aktiv ist und Zähler 13 inaktiv, das Signal vom Sinusgeneratur 9 nicht an den Leistungsverstärker 11 weitergegeben wird. Ist dagegen Zähler 13 aktiv, wird über den Schalter 10 das Sinus­ signal an den Leistungsverstärker 11 durchgeschaltet.

Dadurch wird erreicht, daß an dem Ausgangsanschluß 2 eine Sinusspannung mit definierten Pausen liegt. Da die beiden Zähler 13, 14 jeweils bei der positiven Rechteck­ flanke umschalten, wird auch die Sinusspannung im positiven Nulldurchgang ein- bzw. ausgeschaltet.

Die damit auf die Ader 3 des Kabels 4 aufgeschalteten Signale werden durch einen Empfänger 7 ausgewertet. Hierbei wird über die Empfängerspule 8 eine induzierte Spannung abgegeben, die der Stromgröße und -richtung in dem unter ihr liegenden Kabel 4 entspricht. Zur größeren Selektivität ist die Spule 8 in einen auf Resonanz abgestimmten Schwingkreis integriert. Bei richtig ange­ ordneter Spule 8 über dem Kabel, dessen Trassenverlauf bestimmt werden soll, entspricht diese Spannung der vom Sender 1 an der Ausgangsbuchse 2 abgegebenen Spannung, d.h. die kurzen Signalpausen enden jeweils mit einer positiven Halbwelle. Die Spannung wird im Verstärker und Filter 16 selektiv verstärkt und zur optischen und akustischen Auswertung einer Pegelanzeige 17 und einem Hörer 23 zugeleitet. Zusätzlich wird die verstärkte Spannung monostabilen Schmitt-Triggern 18, 19 zugeleitet. Der Schmitt-Trigger 18 gibt nur ein Signal an seinen Ausgang bei Einspeisung von negativen Halbwellen, der Schmitt-Trigger 19 nur bei positiven Halbwellen.

Die Dauer des instabilen Zustandes der Schmitt-Trigger 18,19 ist so bemessen, daß sie immer bis zu nächsten Signalpause reicht, mit Sicherheit dann aber auch endet. Dadurch wird erreicht, daß bei jedem gesendeten Schwingungspaket jeder Schmitt-Trigger 18 bzw. 19 nur einmal, d. h. zu Beginn, reagiert.

Beginnt nach der Signalpause das Schwingungspaket mit einer positiven Halbwelle, spricht zunächst Schmitt-Trigger 19 an. Dadurch wird eine bistabile Kippstufe 20 so gesetzt, daß eine grüne Lampe 21 als Zeichen für das gesuchte Kabel 4 eingeschaltet wird. Eine rote Lampe 22 bleibt abgeschaltet. Außerdem setzt der Schmitt-Trigger 19 den Schmitt- Trigger 18 außer Betrieb, um zu verhindern, daß dieser bei einer der folgenden negativen Halbwellen anspricht.

Beginnt das Schwingungspaket nach einer Signalpause mit einer negativen Halbwelle, laufen sinngemäß umgekehrte Schaltvorgänge ab und schalten die rote Lampe 22 ein, die grüne Lampe 21 bleibt abgeschaltet. Dadurch wird erreicht, daß bei Beginn des Schwingungspakets mit positiver Halbwelle die grüne Lampe 21 leuchtet, bei Beginn mit negativer Halbwelle die rote Lampe 22.

Nach entsprechender Anschaltung des gesuchten Kabels 4 an den Sender 1 über den Anschluß 2 und Verbindung des Anschlusses 5 mit der Erde sowie der Erdung der angeschalteten Ader 3 am fernen Ende des zu bestimmenden Kabels, fließt der Strom entsprechend.

Wird der Empfänger 7 horizontal derart über das zu suchende Kabel 4 gehalten, daß sein aufgebrachter Richtungspfeil 24 vom Sender 1 in Richtung fernes Ende zeigt, ergibt sich am Spulenanschluß eine Spannung, die aus sinusförmigen Schwingungspaketen besteht, die jeweils mit einer positiven Halbwelle beginnen. Ent­ sprechend leuchtet im Empfänger 7 die grüne Lampe 21 als Zeichen dafür, daß das Trassensuchsignal von dem Kabel 4 aufgenommen wird, dessen Trassenverlauf bestimmt werden soll. Bei allen anderen Leitungen 6, die einen Teil des Rückstroms führen, leuchtet wegen der umge­ kehrten Stromrichtung die rote Lampe 22 als Zeichen für das falsche Kabel auf.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Ermittlung des Trassenverlaufes von Kabeln über aufgeschaltete Signale, insbesondere Tonfrequenzsignale, insbesondere für Trassenverläufe mit einer Vielzahl von Kabeln, wobei ein Signal­ generator zwischen einer Ader und einer Erdverbindung anschaltbar ist und das Signal oberhalb der Trasse über einen Empfänger ermittelbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der aufgeschaltete Wechselstrom mit einer in einer Stromrichtung verlaufenden Kennung modulierbar bzw. überlagerbar und über einen zugeord­ neten ausgerichteten induktiven Empfänger (7) erfaßbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wechselstrom in einer Stromrichtung unipolare Stromimpulse überlagerbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere definierte Halbwellen aus den Sinuswellen des aufgeschalteten Wechselstromes ausge­ tastet und nach einer Pause ein Neubeginn mit festgelegter Polarität (Flanke) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sinus-Generator (9) über einen Schalter (10) an eine Kabelader angeschlossen ist, wobei der Schalter (10) über eine bistabile Kippstufe (15) steuerbar ist, die über einen Komparator (12) mit flankengesteuerten Zählern (13, 14) unterschiedlicher Zählkapazität schaltbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zugeordnete Empfänger (7) eine entsprechend gerichtete Spule (8) aufweist und das aufgenommene Signal mit definierter Halbwelle zwei parallel geschalteten monostabilen Schmitt-Triggern (18, 19) zuführbar ist und über eine bistabile Kipp­ stufe (20) Signale für eine Anzeige des gesuchten oder eines falschen Kabels (4, 6) schaltbar sind, indem ein Schmitt-Trigger (18) mit der entsprechend definierten Halbwelle nach einer Signalpause die Anzeige (21) für das gesuchte Kabel (4) schaltet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (8) des Empfängers (7) in einem auf Resonanz abgestimmten Schwingkreis integriert ist.