NO146218B - Apparat for lokalisering av et metall-objekt - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et apparat for lokalisering av

et metall-objekt.

Mer spesielt er oppfinnelsen rettet mot slike apparater montert på et land-kjøretøy eller et undervannsfartøy og gjør det mulig å følge et langstrakt metall-legeme, så som en rør-ledning eller en kabel som er nedgravet.

Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe et apparat

av ovennevnte type som har enkel konstruksjon og sikker funksjon, særlig med tanke på å oppnå en nøyaktig lokalise-

ring av et metall-objekt og tar ikke bare sikte på å detek-

tere et slikt objekt. Spesielt er det et formål med oppfinnelsen å gjøre det mulig for et skip å finne en undersjøisk rørledning og derefter å følge denne for vedlikeholdsformål, hvilket krever en nøyaktig og kontinuerlig lokalisering av rørledningen i forhold til skipet. Mer spesielt må apparatet ifølge oppfinnelsen frembringe i det minste et avstandssig-

nal og et sideforskyvningssignal for objektet i forhold til apparatet, slik at en datamaskin kan lokalisere objektet.

US-patent 2.290.930 beskriver et system for deteksjon av metallgjenstander i en masse av forskjellige materialer som transporteres på et transportørbånd. Dette kjente system omfatter en senderanordning til å generere et magnetfelt som er rettet mot materialmassen og de eventuelle metallgjenstan-

der i denne, og genererer således hvirvelstrømmer i gjenstan-dene. Slike hvirvelstrømmer vil på sin side frembringe et sekundært magnetfelt som blir detektert av mottagerspoler,

slik at det fremkommer et signal som indikerer nærvær av metallgjenstander. Det er imidlertid klart at bare nærvær eller fravær av metallgjenstander blir detektert, da det ikke er beskrevet noen midler til å gi nøyaktig bestemmelse av gjenstandens posisjon, f.eks. ved hjelp av to målinger.

Nærmere bestemt tar oppfinnelsen utgangspunkt i et apparat for lokalisering av et metallobjekt og for bestemmelse av posisjonen av objektet i forhold til apparatet, av den type som omfatter en ramme på hvilken det er montert en sender med i det minste to poler av motsatt magnetisk polaritet og med deres akser i det vesentlige i samme plan, for mot metall-objektet å rette et primært magnetfelt, og en mottager med i det minste én spole hvis akse står vinkelrett på aksene for senderpolene, for å måle det sekundære magnetfelt som skyldes hvirvelstrømmer frembragt i metaliobjektet. De nye og særegne trekk ved apparatet ifølge oppfinnelsen består i første rekke i at senderen og mottageren er anordnet slik at de danner to måleinnretninger ved hjelp av i det minste to senderspoler eller i det minste to mottagerspoler for å måle de respektive avstander fra to referansepunkter på rammen, til metallobjektet, at en subtraksjonskrets er forbundet med måleinnretningene for å avstedkomme et signal som represen-terer den sideveis avstand mellom apparatet og objektet, og at det omfatter en anordning til å avgi et analogt hjelpesignal svarende til intensiteten av magnetfeltet i et punkt beliggende i det vesentlige mellom referansepunktene.

Således er differansesignalet lik null når metall-objektet befinner seg nøyaktig i samme avstand fra hvert av referansepunktene. Det er derfor meget bekvemt å lokalisere metallobjektet ved samtidig å utnytte dette signal <p>g hjelpesignalet hvorav man kan avlede den midlere avstand mellom metall-objektet og det segment som bestemmes av de to referansepunkter.

Ved en fordelaktig utførelsesform blir det differansesignal som leveres av subtrahsjonskretsen, kombinert i en kalkulator-anordning med hjelpesignalet slik at kalkulator-anordningen avgir i det miriste to signaler som hvert både er en funksjon av dif f eransesignalet og av h jelpesignalet., hvilke signaler utgjør et mål for posisjonen av apparatet i forhold til metall-ob jektet. " • .,: Det er videre en fordel at apparatet omfatter -én kalkula-toranordning i hvilken dif f eransesignalet blir -multiplisert', med et signal hvis amplitude er en funksjon av det inverse av hjelpesignalet.

Det er ytterligere en fordel at hjelpesignalet er det målesignal som leveres av en hjelpe-måleinnretning hvis referansepunkt ligger mellom referansepunktene for de to første måleinnretninger.

Det er ytterligere en fordel at de to måleinnretninger har et av følgende organer til felles: deres sender og deres mottager.

Det er ytterligere en fordel at apparatet omfatter i det minste en sender og en mottager, og at et av disse to organer omfatter i det minste én spole mens det annet organ omfatter i det minste to spoler hvis akser står vinkelrett på aksen for spolen i det førstnevnte organ.

Det er ytterligere en fordel at hver måleinnretning som mottager omfatter en mottagerspole plassert slik at dens sentrum i det vesentlige faller sammen med det tilhørende referansepunkt.

Det er ytterligere en fordel at hver måleinnretning omfatter: en sender hvis to poler befinner seg på hver sin side av og i samme avstand fra det tilhørende referansepunkt, hvilken sender avgir et primært magnetfelt i hvilket parametrene frekvens og/eller fase adskiller seg fra tilsvarende parameter for det primære magnetfelt som frembringes av senderen i den annen innretning.

Det er ytterligere en fordel at apparatet omfatter to senderspoler og to mottagerspoler'hvis akser står vinkelrett på aksene for senderpolene, hvert av hvilke elementer er pla-sert ved enden av en gren svarende til et tenkt kors.

Det er ytterligere en fordel at kalkulator-anordningen omfatter en forsteker med variabel forsterkning og som mottar hjelpesignalet, hvilken forsterkning blir regulert på slik måte at amplituden av hjelpesignalet etter forsterkning i forsterkeren vedvarende er lik en regulerbar konstant verdi.

Ovennevnte samt andre nye og særegne trekk samt fordelene ved oppfinnelsen vil bedre fremgå av den følgende beskrivelse basert på flere utførelseseksempler og under henvisning til tegningene, hvor: - fig. 1 er et skjematisk perspektivriss som viser senderspolene og mottager- eller detektor-spolene i en utførelses-form av et lokaliseringsapparat beregnet for undersjøiske rørledninger som ikke er synlige; - fig. 2 viser i et diagram det signal som leveres av apparatet på fig. 1 som funksjon av sideveis forskyvning i forhold til rørledningens akse; - fig. 3 viser et elektronisk blokkskjerna for apparatet på fig. 1 ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen; - fig..3a. viser et potensiometer for regulering"av fase, for bruk i tilknytning til kretsen på fig. 3; - fig. 4 viser skjematisk i perspektivriss sender- og mottageranordninger i apparatet ifølge en annen utførelsesform for oppfinnelsen; - fig. 5 er et skjematisk perspektivriss av en ytterligere ut-førelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen; - fig. 6 er et oversikts-skjema for en utførelsesform av den elektroniske krets i apparatet på fig. 5; og - fig. 7 er et oversikts-skjema for en utførelsesform av den elektroniske krets i apparatet på fig. 1.

Det apparat som er vist- på fig. 1 omfatter to vertikale senderspoler 1 og 2, som er plassert på samme høyde og mates med vekselstrøm slik at de frembringer et primært magnetfelt som er illustrert rent skjematisk med en felt-linje 3 på fig. 1. Dette primærfelt frembringer, i et langstrakt metall-legeme så som en nedgravet undersjøisk rørledning 4, beliggende under apparatet, hvirvelstrømmer 5 som i sin tur etablerer et sekundært magnetfelt som søker å oppheve det primære magnetfelt gjennom rør-ledningen 4. Dette sekundære felt kan detekteres ved hjelp av tre detektorspoler 6, 7 og 8 hvis horisontale og innbyrdes parallelle akser ligger i et felles plan 9 for senderspolene 1, 2. Detektor- eller mottager-spolene 6, 7 og 8 er med fordel anbrakt på linje langs en akse 10 som befinner seg i like stor avstand fra hver av spolene 1 og 2 og perpendikulært på et vertikalplan 11 inneholdende aksene for spolene 1 og 2.

Takket være denne spesielle anordning av mottagerspolene har primærfeltet liten eller ingen innvirkning på disse.

De på siden liggende detektorspoler 6 og 7 er anordnet differensielt, dvs. at et magnetfelt frembringer i den ene av spolene 6, 7 et signal av samme amplitude og med motsatt polaritet av det som leveres av den annen spole 7, 6 under påvirkning av det samme magnetfelt. Resultatet er at de to spoler 6 og 7 som er beliggende på siden og som er anordnet differensielt, utgjør en transduser som etter synkron demodulasjon avgir et signal 12 hvis amplitudevariasjon som funksjon av posisjonen x av apparatet langs den tverrgående akse 10, er vist på fig. 2. Dette signal har et positivt maksimum ved en abscisse A svarende til en posisjon av apparatet hvor spolen 7 befinner seg vertikalt over rør-ledningen 4, og et negativt minimum for en abscisse B tilsvarende en posisjon av apparatet hvor spolen 7 befinner seg vertikalt over rørledningen 4.

Aksen for spolen 8 befinner seg i det felles plan 100 for aksene for spolene 1 og 2 mens spolene 6 og 7 ligger innbyrdes symmetrisk i forhold til dette plan 100.

Signalet 12 utbalanseres til null når spolene 6 og 7 befinner seg i samme avstand fra det vertikalplan som inneholder aksen for rørledningen 4.

Den maksimale amplitude av signalet 12 avhenger i sterk grad av avstanden mellom planet 9 og rørledningen 4. Den midtre detektorspole 8 hvis akse befinner seg i planet 11, har til funksjon å avgi et annet signal hvis amplitude varierer sterkt med avstanden mellom planet 9 og rørledningen 4, hvilket signal har et maksimum i den posisjon av apparatet som svarer til abscissen 0. En hensiktsmessig kombinasjon av dette siste signal med signalet 12 gjør det mulig å eliminere virkningen av avstanden mellom apparatet og rørledningen 4, på signalet 12. Dessuten ut-gjør det signal som leveres av den midtre spole 8 et mål på denne avstand.

Fig. 3 viser et utførelseseksempel på en elektronisk krets brukt til å mate senderspolene 1 og 2 og til å behandle de signaler som leveres av detektorspolene 6, 7 og 8.

Som det fremgår av denne figur er det anordnet en oscillator 13 som er koblet til en effekt-forsterker 14, som mater spolene 1 og 2. En del av den effekt som leveres av forsterkeren 14, avledes ved hjelp av en strømtransformator 15 til en anordning 16 som avgir signaler med følgende fire faser: 0°, 90°, 180° og 270° i forhold til fasen av den strøm som gjennomflyter senderspolene 1 og 2. Disse forskjellige signaler gjør det mulig å kompensere for uønskede synkrone komponenter som oppfanges av mottagerne 6, 7 og 8. De gjør det videre mulig å justere fasen av det signal som styrer utløsningen av synkrone detektorer 23 og 26 som skal beskrives nedenfor..

I dette øyemed omfatter anordningen 16 to inverterings-kretser 16a som hver innfører en faseforskyvning på 180° og en faseforskyvnings-krets 16b som innfører en faseforskyvning på 90°.

Den enhet som omfatter organene 13 til 16 og 16c, utgjør en krets 61.

De signaler som gjenutsendes fra det søkte objekt 4, blir oppfanget av mottagerne 6, 7 og 8. Etter for-forsterkning i forsterkertrinnene 17a og 17b og forsterkning i selektive for-sterkertrinn 18a, 18b for å eliminere asynkron støy hvis frekvenser er forskjellige fra frekvensen av oscillatoren 13, blir det differansesignal som leveres av mottagere 6 og 7 på siden og det signal som leveres av den midtre mottager 8, hvert addert algebraisk i addisjonskretser 19a, 19b med en spenning i fase og en spenning i fasekvadratur for å eliminere uønskede komponenter som skriver seg fra faste metalliske legemer i nærheten av apparatet, eller fra en mekanisk uregelmessighet eller forstyrrelse i dette. Amplitudene av disse spenninger justeres separat ved hjelp av potensiometere 16c

De signaler som leveres av kretsene 19a og 19b blir så kombinert slik at det fremkommer en kvantitativ indikasjon av den sideveis forskyvning, langs aksen 10, mellom det søkte objekt 4 og apparatet, samt en angivelse av den avstand som adskiller objektet 4 fra apparatet.

Ifølge det utførelseseksempel som er vist på fig. 3 blir differansesignalet fra'transduseren 6, 7 multiplisert i en krets 20 med et signal hvis amplitude er en funksjon av det inverse av signalet fra kretsen 19b og som kommer fra den midtre mottager 8. I dette øyemed blir utgangs-signalene fra kretsen 19a på den ene side og fra kretsen 19b på den annen side hvert påtrykket en identisk forsterker 21, 22 med variabel forsterkning. Utgangen av forsterkeren 22 blir demodulert i en synkron detektor 23 og ført tilbake til styreklemmen 22a på forsterkeren 22 etter passasje gjennom en sarranenligningskrets 24. Amplituden av ut-gangssignalet fra forsterkeren 22 blir således ved hjelp av denne tilbakekobling holdt konstant på et nivå avhengig av referanse-spenningen i sammenligningskretsen 24, hvilken spenning leveres av en kontinuerlig regulerbar spenningskilde 25. Styrespenningen for forsterkningen i forsterkeren 22 blir likeledes påtrykket på styreklemmen 21a på forsterkeren 21. Denne styrespenning er således avpasset slik at den tilsvarer en forsterkning i forsterkerne 21 og 22 som er omvendt proporsjonal med topp-verdien av inngangsspenningen til forsterkeren 22.

Utgangsspenningen fra forsterkeren 21 er således et balansert vekselspennings-signal hvis amplitude er kvotienten av amplituden av det signal som påtrykkes forsterkeren 21 og amplituden av det signal som påtrykkes forsterkeren 22. Etter demodulasjon i en synkron detektor 26 gir amplituden av dette balanserte signal en kvantitativ indikasjon tilsvarende den sideveis forskyvning av apparatet i forhold til det søkte objekt 4, hvilket skjer uavhengig eller tilnærmet uavhengig av avstanden mellom apparatet og objektet. Denne indikasjon blir fremvist ved hjelp av et posisjonsindikator-instrument 27. Avstanden mellom apparatet og metall-objektet kan avledes fra den spenning som styrer forsterkningen i forsterkerne 21 og 22. Denne avstand blir fremvist i en dybdeindikator 28v

De synkrone detektorer 23 og 2 6 styres av et signal av samme frekvens som frekvensen av oscillatoren 13 og hvis fase kan reguleres ved hjelp av et sløyfe-potensiometer med fire innganger hvis fire faste punkter 2 9a, 29b, 2 9c og 2 9d er forbundet med respektive punkter 16d, 16e, 16f og 16g på potensiometret 16c i anordningen 16. Glidekontakten 29e ,i sløyfe-potensiometret 2 9

er forbundet med styreklemmen på de synkrone detektorer 23 og 26.

Ifølge en utførelsesform som er vist på fig. 4, består senderanordningen av et ferromagnetisk anker 30 med U-form og som er forsynt med en eksitasjonsvikling 31. De to ben eller poler 30a og 30b på ankeret 30 har parallelle akser og er forskjøvet i forhold til hverandre samt har endeflater 32 som befinner seg i det vesentlige i ett og samme plan vendt mot rørledningen 4.

Aksene for mottagerspolene 7 og 8 er parallelle og ligger i et plan 101 som er forskjøvet i forhold til planet 33. i retning mot bunnen av det U-formede anker 30. På denne måte har primærfeltet 30 ingen innvirkning på mottager- eller detektor-spolene 6, 7 og 8. Som i tilfellet på fig. 1 ligger aksen for den midtre spole 8 i et plan 100 som står vinkelrett og midt på segmentet AB, idet A og B er midtpunktene for spolene 6 og 7. Planet 100 er likeledes det felles plan for aksene for senderpolene 30a, 30b.

I henhold til en ikke vist utførelsesform kan apparatet omfatte ett eller flere par supplerende senderspoler hvis innbyrdes avstand er mindre enn avstanden mellom spolene 1 og 2. Dette par supplerende spoler er beregnet til å frembringe et korrigerende magnetfelt med omvendt retning og mindre romlig ut-strekning enn det felt som frembringes av senderspolene 1 og 2, slik at den romlige variasjon av det primære magnetfelt på høyde med mottagerne er meget mindre enn når apparatet bare omfatter to senderspoler. En mekanisk deformasjon av apparatet vil derfor avstedkomme en mindre drift i den gjenværende vekselspenning som oppfanges av mottagerne.

Vekten og omfanget av apparatet reduseres ved å anbringe magnetkjerner i spolene 1, 2, 6, 7 og 8, hvilket gir tilsvarende effektivt tverrsnitt for sterkt.reduserte spolediametere.

For å forbedre apparatets følsomhet eller respons på lang avstand kan det tilføyes et ytterligere par mottagere med mindre innbyrdes avstand enn de ytterste eller sideliggende mottagere 6 og 7.

For videre å eliminere innflytelsen av faste metallmasser som befinner seg i nærheten av apparatet, kan det anvendes magnetiske skjermer som isolerer apparatet magnetisk fra nær-liggende magnetisk virkende masser.

Det signal som tjener til å bestemme avstanden mellom apparatet og det søkte objekt, kan med fordel behandles i en kalkulator-anordning eller regnemaskin av passende type enten på digital eller analog basis, hvorved det enten kan tas hensyn til differansesignalet 12 eller ikke, slik at det oppnådde mål for distansen er mer nøyaktig.

Vinkelen mellom aksen for rørledningen 4 og lengdeaksen 34 (se fig. 1) for apparatet kan bestemmes ved utnyttelse av de signaler som oppfanges av to sentrale mottagere'35 som står vinkelrett på hverandre og som danner en vinkel a på 45° med apparatets akse 34. Disse mottagere som er vist med strekede linjer på fig. 1, er plassert på hver sin side av aksen 34 og deres akser ligger i det felles medianplan 9 for spolene 1 og 2.

Ifølge en ikke vist utførelsesform av skjemaet på fig. 3 kan spolene 1 og 2 mates med to signaler med forskjellige frekvenser. De selektive forsterkere 18a og 18b blir da valgt slik at hver av disse forsterker henholdsvis bare signaler méd den ene eller den annen av disse frekvenser. På denne måten trenger kretsen 20 bare å omfatte en enkelt forsterker med variabel forsterkning.

Ifølge en utførelsesform vist på fig. 5 og 6 omfatter apparatet bare en senderspole 50 med horisontal akse og to detektorspoler 51, 52 med vertikale akser og plassert med samme avstand på hver sin side av spolen 50 på linje med aksen 50a for denne spole. Mottager- eller detektor-spolene 51 og 52 har et felles medianplan 53 som inneholder aksen 50a for spolen 50.

I optimal deteksjonsstilling ligger spolen 50 vinkelrett på den rørledning 4 som skal lokaliseres, slik som vist på fig. 5.

I visse tilfeller er det viktig at mottagerspolene ligger i det vesentlige på ett og samme nivå som senderpolene eller

-benene. På fig. 1 er dette nivå akkurat det som svarer til det felles plan for senderspolene 1 og 2, mens på fig. 5. er dette nivå det som tilsvarer det horisontale plan 53 som inneholder aksen 50a. Fig. 6 viser oversiktsskjema for den. elektroniske krets som kan anvendes for behandling av de signaler som leveres av spolene 51 og 52. På denne figur er elementer som er identiske med eller analoge med dem på fig. 3, angitt med samme henvisningstall. Kretsen på fig. 6 adskiller seg fra den på fig. 3 på følgende punkter: - spolene 51 og 52 er ikke lenger anordnet elektrisk differensielt eller motsatt rettet og det signal som leveres av hver spole 51, 52 blir behandlet uavhengig av hverandre, nemlig suksessivt i en for-forsterker 17a, 17b, i en selektiv forsterker 18a, 18b og i en addisjonskrets 19a,. 19b idet indeksen a svarer til spolen 51 og indeksen b til spolen 52.;;./' - dybdeinformasjon blir her oppnådd ved i en addisjonskrets 54 å addere de signaler som leveres avkretsene 19a og 19b. - de signaler som leveres av .kretsene 19a og 19b blir

likeledes subtrahert fra hverandre i eri subtraksjonskrets 55 hvis utgang er forbundet med dividend-inngangen D på en divisjonskrets 56 hvis divisor-inngang d er forbundet med utgangen av addisjonskrets en 54. Den kvotient som fremkommer på utgangen Q av kretsen 56, blir efter demodulasjon i den synkrone demodulator 2 6 påtrykket posisjonsindikatoren 27.

Andre utførelsesformer av apparatet ifølge oppfinnelsen kan utledes av de apparater som er vist på fig. 1, 4 og 5 ved hjelp av resiprositetsteoremet, ifølge hvilket senderne 1 og 2 eller 30, 31 eller 50 anvendes som mottagere og mottagerne 6, 7 eller 51, 52 som sendere. I henhold til disse varianter som kan betegnes som resiproke utførelser, omfatter apparatet to sendere 6 og 7 eller 51 og 52 som hver kan etablere et primærfelt med passende frekvens eller fase. På denne måte ér det mulig i de mottatte signaler i mottageren eller mottagerne 1, 2 eller 30, 31 eller 50, å adskille det signal som skriver seg fra en sender 6 eller 51 fra det som skriver seg fra den annen sender 7 eller 52. Denne adskillelse blir oppnådd ved i avhengighet av det praktiske tilfelle å anvende frekvens-selektive forsterkere eller fase-diskriminatorer.

Disse resiproke utførelser arbeider på optimal måte når, sett i forhold til rørledningen 4, arrangementet av elementene 1, 2, 6, 7 (fig. 1) eller 30, 31, 6, 7 (fig. 4) eller 50, 51, 52 (fig. 5) er identisk med det som er vist på fig. 1, 4 og 5, idet man vil forstå at elementet eller elementene 1, 2 eller 30, 31 eller 50 utgjør mottageren eller mottagerne mens elementene 6, 7 eller 51, 52 utgjør senderne. Som vist på fig. 7 er mottagerne 1 og 2.(tilfellet på fig. 1) elektrisk forbundet i serie slik at deres signaler adderes. I tilfelle av at hver sender frembringer et .primærfelt med en egen frekvens, blir det komplekse målesignal som leveres av mottageren, påtrykket på inngangen av to for-forsterkere 17a, 17b, og så efter behandling i disse for-forsterkere blir signalene påtrykket på inngangen av to selektive forsterkere l8a, 18b som hver er innstilt på en av senderfrekvensene for senderne 6 og 7. De signaler som leveres av forsterkerne 18a, 18b blir behandlet på tilsvarende måte som signalene fra forsterkerne med samme henvisningstall på fig. 6, bortsett fra at de addisjonssignaler som innføres i addisjonskretsene 19a, 19b kommer henholdsvis |ra senderen 6 og senderen 7 alene gjennom respektive kretser 61a og 61b som tilsvarer kretsen 61 på fig. 3. Da de signaler som kommer fra kretsene 19a og 19b har forskjellige frekvenser, anbringes det på utgangén av hver av disse kretser en synkron demodulator 102.

Når det gjelder de resiproke utførelser svarende til fig. 4 og 5 kan det anvendes en krets identisk med den på fig. 7 hvor spolene 1 og 2 er erstattet'med en eneste mottagerspole, henholdsvis 31 og 50, idet senderspolene 6 og 7 selvsagt er ekvivalente med spolene 51 og 52.

Ifølge en annen resiprok utførelse av den på fig. 1 kan arrangementet av sender- og mottagerelementer dreies 90° om sin sentrale vertikal-akse i forhold til rørledningen 4, og dette gir en anordning i likhet med den på fig. 5. I dette tilfelle er det ikke nødvendig at senderne 6 og 7 hver påtrykkes forskjellige frekvenser eller faser.

I alle tilfeller omfatter apparatet ifølge oppfinnelsen en ramme 60 på hvilken det er montert to hoved-måleinnretninger som hver måler avstanden mellom metallobjektet 4 og et tilsvarende fast punkt, henholdsvis A og B på rammen 60 som senderne og mottagerne er monterte på. Disse faste punkter A og B er i de først beskrevne utførelser sentrene i mottagerne 6 og 7 eller 51 og 52 eller eventuelt i de resiproke utførelser de omtalte median-punkter (dvs. de punkter som befinner seg midt mellom) de to senderpoler 6a, 6b og 7a, 7b eller 51a, 51b og 52a, 52b i hver måleinnretning.

Når det gjelder apparatene på fig. 1, 4 og 5 med funksjon som tidligere beskrevet, omfatter de to måleinnretninger sende-anordninger 1 og 2 eller 30 og 31 eller 50 som-er felles og sær-skilte mottageranordninger 6, 7 eller 51, 52.

På fig. 1 og 4 omfatter apparatet en tredje måleinnretning 1, 2, 8 eller 30, 31, 8 hvis mottageranordning består av mottagerspolen 8 og hvis senderanordning er den samme (1 og 2) som i de to første innretninger. Denne tredje måleinnretning ut-gjør en hjelpe-måleinnretning som tillater måling av avstanden mellom metallobjektet 4 og et tredje fast punkt C som er sentret for spolen 8 og midtpunktet på segmentet AB.

I alle tilfeller blir de signaler som leveres av hoved-måleinnretningene subtrahert fra hverandre, og det således oppnådde differansesignal blir dividert med et hjelpesignal tilsvarende intensiteten av det sekundære magnetfelt i et punkt beliggende mellom punktene A og B. Ifølge eksemplene på fig. 1 til 4 er dette hjelpesignal det samme som leveres av den tredje måleinnretning 1, 2, 8 eller 30, 31, 8. På fig. 5 og 6 er dette hjelpesignal dannet av summen av de signaler som leveres av de to måleinnretninger 50, 51 og 50, 52.

Det ovenfor beskrevne apparat kan anvendes til å dirigere et land-kjøretøy eller et undervannsfartøy i forhold til en nedgravet rørledning som ikke er optisk synlig, hvilket kjøretøy eller fartøy er beregnet til å utføre kontroll og vedlikehold av rørledningen.

Dette apparat angir høyden av kjøretøyet eller fartøyet

i forhold til rørledningen og avvikelsen av dettes bevegelses-bane i forhold til retningen av rørledningen.

Andre anvendelser av dette apparat vil være mulige på om-rådet kontroll og vedlikehold av undersjøiske kabler eller når det gjelder posisjonering av metalliske objekter i forhold til en konstruksjon som apparatet er festet på.

Det er klart at forskjellige modifikasjoner kan utføres av fagmannen på de utførelser og metoder som her er beskrevet utelukkende som ikke-begrensende eksempler, uten å komme utenom rammen for denne oppfinnelse.

Spesielt kan den ovenfor beskrevne krets 20 for analog behandling og divisjonskretsen 56 med fordel i mange tilfeller erstattes med en digital eller analog regnemaskin, arrangert eller programmert slik at den kan levere et signal f(A ,A) som er en funksjon både av amplituden A av differansesignalet 12 og amplituden A av det hjelpesignal som tilsvarer eller overens-stemmer med intensiteten av det sekundære magnetfelt i et punkt beliggende mellom referansepunktene, hvilken funksjon f(A ,A) er forskjellig fra -,- men valgt slik at den utgjør et mest mulig nøyaktig mål for den størrelse x som er definert ovenfor under henvisning til fig. 2.

En slik funksjon f kan f.eks. være av typen:

hvor C ,C,,C0...C er konstanter som kan bestemmes ved kalibrering,

o 1 2 n 3

Videre blir det dybdesignal som leveres til indikatoren

28 med fordel frembrakt av en kalkulator-anordning som mottar hjelpesignalene og differansesignalene. Denne kalkulator-anordning kan være arrangert eller programmert slik at den leverer en funksjon g(A, A) valgt slik at den gir et mest mulig nøyaktig mål for avstanden mellom apparatet og metallobjektet.

En slik funksjon g kan f.eks. være av typen:

hvor DQ, D^ p og q er hensiktsmessig valgte konstanter som kan bestemmes ved kalibrering.

Claims (16)

1. Apparat for lokalisering av et metallobjekt og for bestemmelse av posisjonen av objektet i forhold til apparatet, omfattende en ramme på hvilken det er montert en sender med i det minste to poler av motsatt magnetisk polaritet og med deres akser i det vesentlige i samme plan, for mot metall-objektet å rette et primært magnetfelt, og en mottager med i det minste én spole hvis akse står vinkelrett på aksene for senderpolene, for å måle det sekundære magnetfelt som skyldes hvirvelstrømmer frembragt i metallobjektet, karakterisert ved at senderen og mottageren -er anordnet slik at de danner to måleinnretninger ved hjelp av i det minste to senderspoler eller i det minste to mottagerspoler for å måle de respektive avstander fra to referansepunkter på rammen, til metallobjektet, at en subtraksjonskrets er forbundet med måleinnretningene for å avstedkomme» et signal som represen-terer den sideveis avstand mellom apparatet og objektet, og at det omfatter en anordning til å avgi et analogt hjelpesignal svarende til intensiteten av magnetfeltet i et punkt beliggende i det vesentlige mellom referansepunktene.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det differansesignal som leveres av subtraksjonskretsen, kombineres i en kalkulator-anordning med hjelpesignalet slik at kalkulator-anordningen avgir i det minste to signaler som hvert både er en funksjon av differansesignalet og av hjelpesignalet, hvilke signaler utgjør et mål for posisjonen av apparatet i forhold til metall-objektet.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det omfatter en kalkulator-anordning i hvilken differansesignalet blir multiplisert med et signal hvis amplitude er en funksjon av det inverse av hjelpesignalet.

4. Apparat ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at hjelpesignalet er det målesignal som leveres av en hjelpe-måleinnretning hvis referansepunkt ligger mellom referansepunktene for de to første måleinnretninger .

5. Apparat ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at de to måleinnretninger har et av følgende organer til felles: deres sender og deres mottager.

6. Apparat ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at det omfatter i det minste en sender og en mottager, og at et av disse to organer omfatter i det minste én spole mens det annet organ omfatter i det minste to spoler hvis akser står vinkelrett på aksen for spolen i det førstnevnte organ.

7. Apparat ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at hver måleinnretning som mottager omfatter en mottagerspole plassert slik at dens sentrum i det vesentlige faller sammen med det tilhørende referansepunkt.

8. Apparat ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at hver måleinnretning omfatter: en sender hvis to poler befinner seg på hver sin side av og i samme avstand fra det tilhørende referansepunkt, hvilken sender avgir et primært magnetfelt i hvilket parametrene frekvens og/eller fase adskiller seg fra tilsvarende parameter for det primære magnetfelt som frembringes av senderen i den annen innretning.

Apparat ifølge et av kravene 1 til 8, karakterisert ved at det omfatter to- senderpoler og to mottagerspoler hvis akser står vinkelrett på aksene for senderpolene, hvert av hvilke elementer er plassert ved enden av en gren svarende til et tenkt kors.

10. Apparat ifølge et av kravene 6 til 9, karakterisert ved at sentrene for sender- og mottagerspolene befinner seg i det vesentlige i samme plan.

11. Apparat ifølge et av kravene 6 til 8, karakterisert ved at sentrene for sender- og mottagerspolene befinner seg i det vesentlige på linje.

12. Apparat ifølge et av kravene 6. til LI,. karakterisert ved at det omfatter i det minste én senderspole og to mottagerspoler plassert på hver sin side av senderspolen.

13. Apparat ifølge et av kravene 6 til 11, karakterisert ved at det omfatter i det minste én mottagerspole og to senderspoler plassert på forlengelsen av mottager-spolens akse og på hver sin side av denne.

14. Apparat ifølge et av kravene 1 til 10, karakterisert ved at det omfatter i det minste to mottagerspoler og i det minste to senderpoler som er forskjøvet i forhold til hverandre vinkelrett på deres akser, og at mottagerspolene er symmetriske i forhold til et felles plan for senderpolenes akser. p

15. Apparat ifølge et av kravene 1 til 14, karakterisert ved at mottagerspolene og/eller senderpolene har parallelle akser.

16. Apparat ifølge et av kravene 2 til 15, karakterisert ved at kalkulator-anordningen omfatter en forsterker med variabel forsterkning og som mottar hjelpesignalet, hvilken forsterkning blir regulert på slik måte at amplituden av hjelpesignalet efter forsterkning i forsterkeren vedvarende er lik en regulerbar konstant verdi.