NO851237L

NO851237L - SEARCH APPLIANCE FOR LOCATION OF UNDERGROUND MARKETS OF THE RESON TYPE.

Info

Publication number: NO851237L
Application number: NO851237A
Authority: NO
Inventors: Willy Palle Pedersen
Original assignee: Willy Palle Pedersen
Priority date: 1983-07-27
Filing date: 1985-03-27
Publication date: 1985-03-27
Also published as: DK137385D0; DK137385A; GB8507912D0; GB2156632A; AU3217184A; WO1985000666A1; GB2156632B; EP0153339A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et søkeapparat til lokalisering av underjordiske markører av resonanstypen, d.v.s markører som omfatter en resdnanskrets, som er innstilt på en bestemt søkefrekvens, f.eks. 100 kHz. Slike markører, se f.eks.uden internationale patentansøkning nr. W083/ The present invention relates to a search apparatus for locating underground markers of the resonance type, i.e. markers comprising a resdnan circuit, which is set to a specific search frequency, e.g. 100 kHz. Such markers, see e.g. without international patent application no. W083/

01036 er blitt utviklet så langt at de kan anvendes som offisielle fastpunktmarkører, idet de med sin elektromagnetiske akse kan angi en meget begrenset plass på jordoverflaten, selv når det er gravet ned til en dybde på f.eks. 50-200 cm. Begrensningen av den plass som markeres på denne måte, vil naturligvis avhenge av kvaliteten av det søkeapparat som benyttes. 01036 have been developed so far that they can be used as official fixed point markers, since with their electromagnetic axis they can indicate a very limited place on the earth's surface, even when it is dug down to a depth of e.g. 50-200 cm. The limitation of the space that is marked in this way will naturally depend on the quality of the search device used.

Søkeapparatet skal omfatte en senderenhet som er istandThe search device must include a transmitter unit that is in working order

til å "pumpe" en elektromagnetisk bølge med den søke-frekvens det gjelder ned i jorden fra en avstemt signal-senderenhet og en mottagerdel med en tilsvarende avstemt signalmottagerenhet som har en spole til mottagning av det elektromagnetiske eller nesten rent magnetiske reso-nanssignal fra den nedgravde markør. Markørens resonanskrets vil svinge når den mottar energi fra signalsender-enheten og den vil fortsette å svinge i en viss tid etterat sendesignalet er blitt brått stanset. Under den følgende periode med selvsvingning, vil markøren utgjøre en andre senderenhet som stråler ut resonansfrekvensen og søkeapparatets mottagerdel vil motta dette markør- to "pump" an electromagnetic wave with the relevant search frequency into the earth from a tuned signal transmitter unit and a receiver part with a corresponding tuned signal receiver unit which has a coil for receiving the electromagnetic or almost purely magnetic resonance signal from the buried marker. The marker's resonant circuit will oscillate when it receives energy from the signal transmitter unit and it will continue to oscillate for a certain time after the transmission signal has been abruptly stopped. During the following period of self-oscillation, the marker will constitute a second transmitter unit radiating the resonant frequency and the receiver part of the search apparatus will receive this marker-

signal som naturligvis vil være av stigende styrke ved en avtagende avstand mellom markør og søkeapparat. Søkingen kan således utføres ved bevegelse av søkeapparatet under intermitterende drift av sende/mottagerdel inntil styrken på det motsatte signal kommer på et maksimum som angis av en egnet indikator. signal which will naturally be of increasing strength with a decreasing distance between marker and search device. The search can thus be carried out by moving the search device during intermittent operation of the transmitter/receiver part until the strength of the opposite signal reaches a maximum indicated by a suitable indicator.

For en mer detaljert gjennomgåelse av de relevante måle-betingelser, kan det vises til tysk utlegningsskrift nr. 1.249.416. For a more detailed review of the relevant measurement conditions, reference can be made to German specification no. 1,249,416.

På grunn av oppbygningen av det elektromagnetiske eller magnetiske nærfelt som frembringes av markøren, har det imidlertid ikke vært praktisk mulig å oppnå en høy presi-sjon ved lokaliseringen av fastpunktet, d.v.s. skjæringspunktet mellom jordoverflaten og markørens akse, ved en direkte eller absolutt maksimumsmåling av signalet fordi feltstyrken viser seg å være praktisk talt den samme i og like utenfor aksen. Det har vært foreslått andre fremgangsmåter, f.eks. bestemmelse av diametralt motstående punt-områder med identisk ikke-maksimal signalstyrke og en på-følgende geometrisk bestemmelse av fastpunktet, men en slik fremgangsmåte er både arbeidskrevende og unøyaktig når den ønskede nøyaktighet skal holdes i centimeter-eller til og med i millimeterområdet. However, due to the build-up of the electromagnetic or magnetic near field produced by the marker, it has not been practically possible to achieve a high precision when locating the fixed point, i.e. the point of intersection between the earth's surface and the axis of the marker, by a direct or absolute maximum measurement of the signal because the field strength turns out to be practically the same in and just outside the axis. Other methods have been proposed, e.g. determination of diametrically opposed punt areas with identical non-maximum signal strength and a subsequent geometric determination of the fixed point, but such a method is both laborious and inaccurate when the desired accuracy is to be kept in the centimeter or even millimeter range.

Formålet med oppfinnelsen er å komme frem til et søkeapparat ved hjelp av hvilket man på mer nøyaktig måte kan lokalisere den elektromagnetiske akse av en markør av den nevnte reso-nanstype. The purpose of the invention is to arrive at a search device with the help of which one can more accurately locate the electromagnetic axis of a marker of the aforementioned resonance type.

Ifølge oppfinnelsen er søkeapparatets signalmottagerenhet anbragt i nærfeltet for apparatets senderenhet med en orientering som generelt er vinkelrett på senderenhetens akse på en slik måte at de av de to enheter utsendte og mottatte elektromagnetiske felt er innbyrdes ortogonalt polarisert, idet signalmottagerenheten er av den type som omfatter en smal spole montert på en flukskonsentrerende kjerne så som en ferrittstang, mens den nevnte indikator er innrettet til å angi et relativt og et absolutt styrkeminimum for det mottatte signal. According to the invention, the search device's signal receiver unit is placed in the near field of the device's transmitter unit with an orientation that is generally perpendicular to the transmitter unit's axis in such a way that the electromagnetic fields emitted and received by the two units are mutually orthogonally polarized, the signal receiver unit being of the type that comprises a narrow coil mounted on a flux-concentrating core such as a ferrite rod, while said indicator is arranged to indicate a relative and an absolute strength minimum for the received signal.

Søkeapparatet ifølge oppfinnelsen er anvendelig i nærfeltet for en markør, f.eks. etter at markøren er blitt grovlokalisert ved hjelp av et vanlig søkeapparat. Den kombinerte sender/mottagerdel holdes eller understøttes på bevegelig måte med senderenheten orientert i eller nær ved loddrett retning og med mottagerenheten orientert vannrett. På grunn The search device according to the invention is applicable in the near field for a marker, e.g. after the marker has been roughly located using a normal search device. The combined transmitter/receiver part is held or supported in a movable manner with the transmitter unit oriented in or near vertical direction and with the receiver unit oriented horizontally. Due

av det ortogonale forhold mellom sender/mottagerenheten,of the orthogonal relationship between the transmitter/receiver unit,

vil den sistnevnte prinsipielt ikke være istand til åthe latter will in principle not be able to

motta dét.utsendte signal, men allikevel vil den omtalte intermiterende drift av senderenheten være å foretrekke. receive the transmitted signal, but still the mentioned intermittent operation of the transmitter unit would be preferable.

Når det under søkebevegelsen av sender/mottagerenheten observeres et signal med minimum styrke, vil dette angi at mottagerenheten befinner seg i en stilling, hvori den er orientert vinkelrett på en radius fra det fastpunkt som skal lokaliseres, noe som er forklart nærmere nedenfor, When a signal of minimum strength is observed during the search movement of the transmitter/receiver unit, this will indicate that the receiver unit is in a position in which it is oriented perpendicular to a radius from the fixed point to be located, which is explained in more detail below,

og når deretter sender/mottagerenheten beveges langs denne radius med mottagerenheten orientert i radiens stilling, and when the transmitter/receiver unit is then moved along this radius with the receiver unit oriented in the position of the radius,

vil den kombinerte enhet beveges gjennom eller inn i en stilling, der mottagerenheten frembringer et minimumsignal eller et nullsignal, og denne stilling som vil være defi-nert ved et middelpunkt av mottagerenheten, vil angi fast-punktets beliggenhet. Når mottagerenheten på denne måte ligger på markøraksen, vil mottagerenheten på grunn av sin orientering i et plan vinkelrett på denne akse, frembringe et nullsignal uavhengig av dens retninger etter plan og oppsøkingen av det korrekte punkt er lett å kontrollere, nemlig ved bare å dreie den vannrette mottagerenhet over 90° rundt dens loddrette midtakse, hvorved indikatorens anvisning fortsatt skal være null. the combined unit will be moved through or into a position, where the receiver unit produces a minimum signal or a zero signal, and this position, which will be defined at a center point of the receiver unit, will indicate the location of the fixed point. When the receiver unit lies on the marker axis in this way, due to its orientation in a plane perpendicular to this axis, the receiver unit will produce a zero signal regardless of its directions according to the plane and the search for the correct point is easy to control, namely by simply turning it horizontal receiver unit over 90° around its vertical center axis, whereby the indicator's indication should still be zero.

Det er fastslått at man ved bruk av søkeapparatet i henhold til oppfinnelsen kan oppnå en bemerkelsesverdig høy nøyak-tighet ved lokaliseringen. I den avsluttende fase av søkningen, frembringes nemlig nullanvisningen som et mar-kant fall ved en bevegelse av sender/mottagerenheten langs bare noen få millimeter. Det er vesentlig at mottager-og senderenheten som begge er tilstede i nærfeltet, er orientert feltmessig ortogonalt i forhold til hverandre for de senderenhetens resonanskrets da vil være istand til å forstyrre den frie oppbygning av de markørfeltkomponenter som mottas av mottagerenheten, noe som ellers ville gi anledning "til betydelige unøyaktigheter. It has been determined that by using the search device according to the invention, a remarkably high accuracy can be achieved in the localization. In the final phase of the search, the zero indication is produced as a sharp drop by a movement of the transmitter/receiver unit along just a few millimeters. It is essential that the receiver and transmitter unit, which are both present in the near field, are oriented field-wise orthogonally in relation to each other, because the transmitter unit's resonant circuit will then be able to disturb the free structure of the marker field components received by the receiver unit, which would otherwise give occasion "to significant inaccuracies.

Det skal påpekes at fastpunktmarkørene normalt er montert i jorden med deres akse nøyaktig loddrett orientert, og at mottagerenheten derfor vil være vinkelrett på markøraksen når den holdes horisontalt, fortrinnsvis ved hjelp av en libelle. Forøvrig vil søkeapparatet også være brukbart til kontroll av om en markørakse virkelig er loddrett, noe som er forklart nærmere i det følgende. It should be pointed out that the fixed point markers are normally mounted in the earth with their axis oriented exactly vertically, and that the receiver unit will therefore be perpendicular to the marker axis when held horizontally, preferably by means of a spirit level. Incidentally, the search device will also be usable for checking whether a marker axis is really vertical, which is explained in more detail below.

Søkeapparatet kan naturligvis være håndbåret, men i betraktning av den oppnåelige høye nøyaktighet, er det ifølge oppfinnelsen å foretrekke at sender/mottagerenheten er forbundet med et jordstøttende føreapparat, som kan plasseres på det grovlokaliserte område og deretter anvendes til den endelige, nøyaktige lokalisering av fastpunktet. The search device can of course be hand-held, but in view of the achievable high accuracy, according to the invention it is preferable that the transmitter/receiver unit is connected to an earth-supporting guide device, which can be placed on the roughly located area and then used for the final, accurate localization of the fixed point .

Et modifisert søkeapparat ifølge oppfinnelsen omfatter en ytterligere mottagerenhet som på samme måte som den første mottagerenhet, er anbragt ortogonalt på senderenhetens akse, men ytterligere både vinkelmessig og midtpunktsmessig fortsatt i forhold til den første mottagerenhet. Når en markør-akse ligger i skjæringspunktet mellom normalene til de to mottagerenheter, vil deres respektive indikatorer begge frembringe et nullsignal og det aktuelle skjæringspunkt vil derfor være søkeapparatets "fastpunktmarkeringspunkt". A modified search device according to the invention comprises a further receiver unit which, in the same way as the first receiver unit, is arranged orthogonally on the axis of the transmitter unit, but still both angularly and centrally in relation to the first receiver unit. When a marker axis lies at the point of intersection between the normals of the two receiver units, their respective indicators will both produce a zero signal and the point of intersection in question will therefore be the search device's "fixed point marking point".

Oppfinnelsen forklares i det følgende nærmere under henvis-ning til tegningen, der The invention is explained in more detail in the following with reference to the drawing, there

fig. 1 viser søkeapparat ifølge oppfinnelsen i perspektiv, fig. 1 shows the search device according to the invention in perspective,

fig. 2 viser søkeapparat sett fra siden,fig. 2 shows the search apparatus seen from the side,

fig. 3 viser et loddrett snitt gjennom et jordområde og gjennom det av en i dette anbragt markør frembragte felt, fig. 3 shows a vertical section through an area of land and through the field produced by a marker placed therein,

fig. 4 viser dette område sett ovenfra,fig. 4 shows this area seen from above,

fig. 5 viser i perspektiv et modifisert søkeapparat,fig. 5 shows in perspective a modified search apparatus,

fig. 6 viser et ytterligere modifisert søkeapparat sett ovenfra, fig. 6 shows a further modified search apparatus seen from above,

fig. 7 viser i perspektiv et søkeapparat som omfatter et jordstøttende føringsapparat, og fig. 7 shows in perspective a search apparatus comprising an earth-supporting guide apparatus, and

fig. 8 viser på samme måte et modifisert føreapparat.fig. 8 similarly shows a modified driving device.

Det søkeapparat som er vist på fig. 1 omfatter en bærbar søke-enhet 2 og en bærbar elektrisk apparatenhet 4, hvilke enheter er innbyrdes forbundet ved hjelp av en kabel 6. Enheten eller redskapet 2 har en håndtaksstang 8, som ved sin øvre ende er forsynt med en bryter 10 og ved sin nedre ende har et sylindrisk tverrelement 12, hvorpå det er anbragt en libelle 14. Ved midten av elementet 12 er det anbragt en holdebøssing 16 for en tilspisset tapp 18. The search device shown in fig. 1 comprises a portable search unit 2 and a portable electrical apparatus unit 4, which units are interconnected by means of a cable 6. The unit or tool 2 has a handle bar 8, which is provided at its upper end with a switch 10 and at its lower end has a cylindrical transverse element 12, on which is placed a spirit level 14. At the center of the element 12 is placed a holding bushing 16 for a pointed pin 18.

I den nedre endedel av håndtakstangen 8 er det innlagt en senderenhet 20, omfattende en ferrittstang, som er vist stiplet og som på ikke vist måte bærer en spole som inngår i en resonanskrets, hvilken krets er avstemt på en bestemt søkefrekvens, f.eks. 80 kHz. På lignende måte inneholder tverrelementet 12 en mottagerenhet 22 som består av en ferrittstang og en tilhørende resonanskrets. In the lower end part of the handle rod 8, a transmitter unit 20 is inserted, comprising a ferrite rod, which is shown dashed and which, in a manner not shown, carries a coil which forms part of a resonant circuit, which circuit is tuned to a specific search frequency, e.g. 80 kHz. In a similar way, the transverse element 12 contains a receiver unit 22 which consists of a ferrite rod and an associated resonant circuit.

Apparatdelen 4 omfatter en generatordel til intermitterende frembringelse av et søkesignal med den nevnte søkefrekvens for senderenheten 20 og en mottagerdel til mottagning av signaler fra mottagerenheten 22. Styrken på det mottatte signal angis av et instrument 24 og/eller en høytaler 26, The apparatus part 4 comprises a generator part for intermittently producing a search signal with the aforementioned search frequency for the transmitter unit 20 and a receiver part for receiving signals from the receiver unit 22. The strength of the received signal is indicated by an instrument 24 and/or a loudspeaker 26,

og mottagerens følsomhet er justerbar ved hjelp av en volum-reguleringsknapp 28. En bryter 30 tjener til å muliggjøre en omkastning av forbindelsen mellom apparatenheten 4 og henholdsvis sender- og mottagerenhetene 20 og 22. and the receiver's sensitivity is adjustable by means of a volume control button 28. A switch 30 serves to enable a reversal of the connection between the apparatus unit 4 and the transmitter and receiver units 20 and 22, respectively.

En ytterligere mottagerenhet 32 er anbragt i den nedre ende av håndtaket 8 like over og i forlengelsen av senderenheten 20. Håndtaksbryteren 10 er .en vender ved hjelp av hvilken de to mottagerenheter 22 og 32 kan settes i virksomhet etter valg. A further receiver unit 32 is placed at the lower end of the handle 8 just above and in the extension of the transmitter unit 20. The handle switch 10 is a switch by means of which the two receiver units 22 and 32 can be put into operation as desired.

Til lokalisering av den omtrentlige beliggenhet av en underjordisk markør, settes venderen 10 for å sette mottagerenheten 32 i virksomhet, og søkeredskapet beveges over jorden inntil man får et maksimalt utslag på instrumentet 24. Denne oppsøkning vil være basert på kjente prinsipper, idet det gjøres bruk av en felles orientering av senderenheten 20 og mottagerenheten 32. Det nevnte maksimumut-slag vil vise at søkeredskapet nu befinner seg i nærfeltet av den markør som skal lokaliseres og operatøren betjener deretter venderen 10, slik at mottagerenheten 22 settes i virksomhet. To locate the approximate location of an underground marker, the turner 10 is set to activate the receiver unit 32, and the search tool is moved above ground until a maximum sweep is obtained on the instrument 24. This search will be based on known principles, making use of of a common orientation of the transmitter unit 20 and the receiver unit 32. The aforementioned maximum output will show that the search tool is now in the near field of the marker to be located and the operator then operates the turner 10, so that the receiver unit 22 is put into operation.

Senderenheten 20 vil fortsatt "pumpe" elektromagnetiskThe transmitter unit 20 will still "pump" electromagnetically

energi ned i jorden og derved bevirke at markøren svarer ved å frembringe et elektromagnetisk eller nesten rent magnetisk felt slik det er vist med feltlinjer på fig. 3. Hvis eller når operatøren beveger mottagerenheten 22 energy into the earth and thereby cause the marker to respond by producing an electromagnetic or almost purely magnetic field as shown by field lines in fig. 3. If or when the operator moves the receiver unit 22

sentralt og horisontalt gjennom den med å betegnede vertikal akse for markøren 34, vil mottagerenhetens ferrittstang utsettes for en helt symmetrisk fordeling av markør-feltet på begge sider av enhetens midtpunkt, hvorved det resulterende mottagersignal blir null. En slik "nullpassasje11 er lett å konstatere på instrumentet 24 og/eller en karak-teristisk endring av et akustisk signal fra høytaleren 26, centrally and horizontally through the marked vertical axis of the marker 34, the receiver unit's ferrite rod will be exposed to a completely symmetrical distribution of the marker field on both sides of the unit's center point, whereby the resulting receiver signal will be zero. Such a "zero passage" 11 is easily ascertained on the instrument 24 and/or a characteristic change of an acoustic signal from the loudspeaker 26,

og det er konstatert at en slik nullpassasje kan referere til en bevegelse av mottagerdelen 22 innenfor noen få millimeter. and it has been established that such a zero crossing may refer to a movement of the receiver part 22 within a few millimeters.

En slik nullanvisning vil imidlertid forekomme, ikke bare når mottagerenheten 22 ligger umiddelbart over markøren 34, men også når mottagerenheten inntar en stilling vinkelrett på en horisontal radius fra markøraksen a, prinsipielt uavhengig av enhetens avstand fra denne akse fordi mottakerenheten i slike tilfeller vil motta like store og motsatt rettede feltsignaler fra markøren 34, noe som er vist på However, such a zero indication will occur, not only when the receiver unit 22 lies immediately above the marker 34, but also when the receiver unit takes a position perpendicular to a horizontal radius from the marker axis a, in principle independent of the unit's distance from this axis because in such cases the receiver unit will receive equal large and oppositely directed field signals from the marker 34, which is shown in

fig. 4. Når det derfor konstateres en minimum-eller nullangivelse ved en sidebevegelse av redskapet 2, d.v.s. en bevegelse i den langsgående retning av mottagerenheten 22, vil det derved anvises at markøraksen a vil ligge i normal-retningen på mottagerenheten i dennes nullindikerende stilling. Deretter kan aksen a lett lokaliseres ved at man dreier mottagerenheten 22 90° i det vannrette plan, og igjen forskyver det i enhetens 22 langsgående retning inntil det fremkommer en ny minimum-eller nullangivelse. Midtpunktet av mottagerenheten 22 vil dermed ligge på markør-aksen og vil således angi skjæringspunktet P (fig. 3) fig. 4. When a minimum or zero indication is therefore established by a lateral movement of the tool 2, i.e. a movement in the longitudinal direction of the receiver unit 22, it will thereby be indicated that the marker axis a will lie in the normal direction of the receiver unit in its zero-indicating position. The axis a can then be easily located by turning the receiver unit 22 90° in the horizontal plane, and again displacing it in the longitudinal direction of the unit 22 until a new minimum or zero indication appears. The center of the receiver unit 22 will thus lie on the marker axis and will thus indicate the intersection point P (fig. 3)

mellom aksen a og jordoverflaten og punktet P er nettopp det fastpunkt som derved kan lokaliseres med stor nøyaktig-het. between the axis a and the earth's surface and the point P is precisely the fixed point which can thereby be located with great accuracy.

Punktet P kan lokaliseres ikke bare ved tilstedeværelse av mottagerenheten 22 like over dette punkt, men også på grunnlag av at mottagerenheten gir null indikasjon i to innbyrdes vinkeldreide stillinger i samme avstand fra punktet P. The point P can be located not only by the presence of the receiver unit 22 just above this point, but also on the basis that the receiver unit gives a zero indication in two mutually angled positions at the same distance from the point P.

Hvis således tappen 18, se fig. 2, er anbragt vertikalt i punktet P (fig. 4), vil mottagerenheten 22 frembringe en nullangivelse, også når redskapet 2 dreier om tappen 18, If the pin 18, see fig. 2, is placed vertically at point P (fig. 4), the receiver unit 22 will produce a zero indication, also when the tool 2 rotates about the pin 18,

for eksempel 90° som vist på fig. 4. For en lett og nøyaktig lokalisering av punktet P, behøver tappen derfor ikke være anbragt direkte under mottagerenheten 22 når bare den er plassert i normalplanet for mottagerenhetens effektive midtpunkt. for example 90° as shown in fig. 4. For an easy and accurate localization of the point P, the pin therefore does not need to be placed directly under the receiver unit 22 when only it is placed in the normal plane of the receiver unit's effective center point.

Tappen 18 kan utmerket godt erstattes, med en nedre tilspisset endedel av håndtakstangen 8, noe som vil lette den nevnte dreining om den loddrette tappakse. The pin 18 can very well be replaced with a lower tapered end part of the handle bar 8, which will facilitate the aforementioned rotation about the vertical pin axis.

Det kan forekomme at det er umulig å oppnå en stabil nullangivelse under dreiningen av mottagerenheten rundt den loddrette tapp.18. Dette vil angi at markørens akse ikke er vertikal, idet feltdiagrammet på en vannrett jordoverflate i så fall vil være eliptisk i stedet for sirkulært. Det ville dermed være mulig å konstatere helningsgraden for markøraksen ved å bestemme den tilsvarende helningsgrad for redskapet 2 i den skråstilling av dette der mottagerenheten 22 frembringer en konstant nullangivelse når den roteres hele veien rundt tappen 18. Imidlertid vil selve konstateringen av at markøraksen ikke er vertikal normalt være et tilstrekkelig resultat, nemlig for en beslutning om å montere om markøren til en korrekt vertikal orientering. It may happen that it is impossible to achieve a stable zero indication during the rotation of the receiver unit around the vertical pin. 18. This will indicate that the cursor's axis is not vertical, as the field diagram on a horizontal earth surface will then be elliptical instead of circular. It would thus be possible to ascertain the degree of inclination of the marker axis by determining the corresponding degree of inclination of the tool 2 in the inclined position thereof where the receiver unit 22 produces a constant zero indication when it is rotated all the way around the pin 18. However, the actual finding that the marker axis is not vertical normally be a sufficient result, namely for a decision to remount the marker to a correct vertical orientation.

Under søkearbeidet kan operatøren betjene venderen 30 på apparatdelen 4, hvorved senderinnretningen vil gjøre bruk av mottagerenheten 22 til signalutsendelsen, mens mottagerdelen vil gjøre bruk av den tidligere senderenhet 20 til mottagning av markørsignalene. Driftsforholdene vil herved bli vidtgående forandret fordi enheten 22 vil sende ut en meget liten energimengde til markøren 34, mens, på den annen side, enheten 20 vil motta markørsignalet med en høy grad av følsomhet, slik at den kan frembringe en maksimal angivelse når den ligger i markøraksen a. Denne omvendte bruk av enhetene 20 og 22 er bare av sekundær betydning og vil ikke bli beskrevet ytterligere. Den kan imidlertid være fordel-aktig f.eks. hvis det nær markøren opptrer feltforstyrrende gjenstander. During the search work, the operator can operate the turner 30 on the device part 4, whereby the transmitter device will make use of the receiver unit 22 for the signal transmission, while the receiver part will make use of the former transmitter unit 20 for receiving the marker signals. The operating conditions will thereby be greatly changed because the unit 22 will send out a very small amount of energy to the marker 34, while, on the other hand, the unit 20 will receive the marker signal with a high degree of sensitivity, so that it can produce a maximum indication when it is located in the marker axis a. This reverse use of the units 20 and 22 is only of secondary importance and will not be described further. However, it can be advantageous, e.g. if field-disturbing objects appear near the marker.

For oppfinnelsen er et vesentlig trekk at mottakerenheten 22 fortrinnsvis dannes av en snever resonansspole eller-krets anbragt på en langstrakt ferrittstang med en diameter av en størrelsesorden på 5-20 millimeter. Utførelsen av senderenheten 20 er mindre viktig, fordi denne bare skal "pumpe" energi ned til markøren 34 i tilstrekkelig omfang til at denne kan frembringe sitt eget reaksjonsfelt som så kan på-vises ved hjelp av mottagerinnretningen. Det er derfor en praktisk mulighet at senderspolen utføres som en kort og bred luftspole, hvorved høyden av senderenheten kan reduseres betydelig. Derved kan det nedre"søkehode" på redskapet 2 utformes som vist på fig. 5, der søkehodet som er betegnet med 36 er en flat, rund kasse som inneholder en bred sende-spole 38 og et ferrittkjernebasert mottagersystem 40, anbragt i det av spolen 38 fastlagte plan. Søkehodekassen 36 er forsynt med en øvre libelle 42, som er anbragt parallelt med mottagersystemet 40, og søkehodet er forbundet med en håndtaksstang 45. Operativt vil denne enhet i stor utstrekning tilsvare den på fig. 1 og 2 viste utførelsesform. An essential feature of the invention is that the receiver unit 22 is preferably formed by a narrow resonant coil or circuit placed on an elongated ferrite rod with a diameter of an order of magnitude of 5-20 millimeters. The design of the transmitter unit 20 is less important, because it should only "pump" energy down to the marker 34 to a sufficient extent so that it can produce its own reaction field which can then be detected with the help of the receiver device. It is therefore a practical possibility that the transmitter coil is made as a short and wide air coil, whereby the height of the transmitter unit can be significantly reduced. Thereby, the lower "search head" on the tool 2 can be designed as shown in fig. 5, where the search head designated by 36 is a flat, round box containing a wide transmitter coil 38 and a ferrite core-based receiver system 40, placed in the plane determined by the coil 38. The search head case 36 is provided with an upper spirit level 42, which is placed parallel to the receiver system 40, and the search head is connected to a handle bar 45. Operationally, this unit will largely correspond to the one in fig. 1 and 2 showed embodiment.

På fig. 6 er det vist en utførelse som omfatter to mottagersystemer 46 og 48 anbragt på eller i et flatt søkehode 50, In fig. 6 shows an embodiment comprising two receiver systems 46 and 48 placed on or in a flat search head 50,

der de to systemer er forskutt i forhold til hverandre, både vinkelmessig og midtpunktmessigr -Senderenheten omfatter en flat luftspole 38 på samme måte som fig. 5, og søkehodet 50 er forsynt med en libelle 52 av den sirkulære type. Søkehodet 50 er ved sin forreste kant forsynt med et merke 54 som dannes av skjæringspunktet mellom midtnormalene n^ og n2for de to mottagersystemer 46 og 48. where the two systems are offset in relation to each other, both angularly and midpoint-wise - The transmitter unit comprises a flat air coil 38 in the same way as fig. 5, and the search head 50 is provided with a vial 52 of the circular type. The search head 50 is provided at its front edge with a mark 54 which is formed by the intersection of the center normals n^ and n2 for the two receiver systems 46 and 48.

Når søkehodet 50 holdes i en vannrett stilling som vises av libellen 52, vil hvert av mottagersystemene 46 og 48 frembringe nullangivelser på tilhørende respektive styrkemålere på apparatdelen 4, når som helst de to normaler n^og/eller n_ skjærer aksen a for markøren 34. Når søkehodet 50 er ført inn i en stilling der begge mottagersystemer 46 og 48 frembringer nullanvisninger, vil fastpunktet P være lokalisert til en beliggenhet like under merket 54. When the search head 50 is held in a horizontal position indicated by the spirit level 52, each of the receiver systems 46 and 48 will produce zero readings on associated respective force meters on the apparatus part 4, whenever the two normals n^ and/or n_ intersect the axis a of the marker 34. When the search head 50 is brought into a position where both receiver systems 46 and 48 produce zero indications, the fixed point P will be located at a location just below the mark 54.

Etterat fastpunktområdet er blitt grovlokalisert, f.eks. ved bruk av mottagerenheten 32 i det redskap 2 som er vist på figurene 1 og 2, kan det være ønskelig å etablere en fast føringsforbindelse mellom jorden og søkeapparatets søkehode, særlig i betraktning av at søkeapparatet ifølge oppfinnelsen er anvendbart til lokalisering av en markørakse innenfor få millimetere av dennes skjæringspunkt.med jordoverflaten. After the fixed point area has been roughly located, e.g. when using the receiver unit 32 in the tool 2 shown in Figures 1 and 2, it may be desirable to establish a fixed guide connection between the earth and the search device's search head, particularly in view of the fact that the search device according to the invention is applicable for locating a marker axis within a few millimeters of its intersection with the earth's surface.

Et egnet apparat til dette formål er vist på fig. 7. Det består av en rektangulær ramme som har tre høydestillbare ben 62 og er forsynt med en eller to ikke vist libeller for å lette innstillingen av benene slik at rammen stilles horisontalt på jorden over det grovlokaliserte fastpunkt. En travers 64 er glidbart anbragt på to motstående ramme-sider 66 for parallellforskyvning langs disse og på traversen 64 er det anbragt en blokk 68, som er glidbar langs traversen og har en øvre sokkeldel 70 til mottagelse av den nedre ende av et søkehode som kan være identisk med søkehodet på redskapet 2 på fig. 1, men som her er vist omfattende et sendelegeme 72 og to parallelle mottagerelementer 74, nemlig ett på hver side av senderlegemet 72. Søkehodet er på ikke vist måte forbundet med apparatdelen A suitable apparatus for this purpose is shown in fig. 7. It consists of a rectangular frame which has three height-adjustable legs 62 and is provided with one or two not shown levels to facilitate the setting of the legs so that the frame is placed horizontally on the ground above the roughly located fixed point. A traverse 64 is slidably arranged on two opposite frame sides 66 for parallel displacement along these and on the traverse 64 is placed a block 68, which is slidable along the traverse and has an upper base part 70 for receiving the lower end of a search head which can be identical to the search head on the tool 2 in fig. 1, but which is shown here comprising a transmitter body 72 and two parallel receiver elements 74, namely one on each side of the transmitter body 72. The search head is connected to the device part in a way not shown

4 ifølge fig. 1 med en kabel.4 according to fig. 1 with a cable.

Ved anvendelse av det apparat som er vist på fig. 7, vil søkehodet være forskyvbart over hele rammeområdet på en velkontrollert og bekvem måte for nøyaktig lokalisering av markøraksen. Senderlegemet 72 er dreibart fastholdt i sokkeldelen 70, slik at den endelige søkning kan utføres ved hjelp av de ovenfor beskrevne bevegelser. When using the apparatus shown in fig. 7, the search head will be displaceable over the entire frame area in a well-controlled and convenient manner for accurate localization of the marker axis. The transmitter body 72 is rotatably secured in the base part 70, so that the final search can be carried out using the movements described above.

Senderlegemet 72 og dettes indre ferrittstang er utformet med en loddrett, sentral passasje 76 som kan utnyttes som en siktekanal som muliggjør en oppmerking av det virkelige jordfastpunkt på en enkel måte, når først punktet er funnet. The transmitter body 72 and its inner ferrite rod are designed with a vertical, central passage 76 which can be used as a sighting channel which enables a marking of the real earth fixed point in a simple way, once the point has been found.

Tilføyelse av det annet mottagerlegeme 74 vil medføre en økt mottagerfølsomhet. Den medfører dessuten at en nullangivelse vil være oppnåelig når markøraksen ligger midt-veis mellom de to mottagerlegemer, d.v.s. selve aksen for senderlegemet. Dette forandrer imidlertid intet ved at operatøren skal dreie søkehodet over ca. 90° og deretter igjen frembringe en nullangivelse til å forsikre seg om at fastpunktet virkelig er lokalisert på aksen av det vertikale legeme 76. Addition of the second receiver body 74 will result in increased receiver sensitivity. It also means that a zero indication will be achievable when the marker axis lies midway between the two receiver bodies, i.e. the actual axis of the transmitter body. However, this does not change anything in that the operator must rotate the search head over approx. 90° and then again produce a zero indication to ensure that the fixed point is indeed located on the axis of the vertical body 76.

Som vist med stiplet linje på fig. 7, kan søkehodet være forsynt med ett eller flere ytterligere mottagerelementer 78 anbragt vinkelrett på senderlegemet 72 og ytterligere, As shown by dotted line in fig. 7, the search head can be provided with one or more additional receiver elements 78 placed perpendicular to the transmitter body 72 and further,

i det minste tilnærmet, ortogonalt på mottagerlegemene 74. Dette vil svare til det system som er vist på fig. 6 og at least approximately, orthogonally to the receiver bodies 74. This will correspond to the system shown in fig. 6 and

i dette tilfelle kan fastpunktene lokaliseres uten at søke-hodet behøver å dreies. in this case, the fixed points can be located without the search head having to be turned.

Sokkeldelen 70 kan være vippbar i forhold til blokken 68,The base part 70 can be tiltable in relation to the block 68,

for å gjøre det mulig for søkehodet å vippe til påvisning av en eventuell helning av markøraksen. to enable the search head to tilt to detect any tilt of the cursor axis.

Det føreapparat som er vist på fig. 7 skal fortrinnsvis være utført av ikke-magnetisk materiale og dessuten bør rammen 60 være utført på en slik måte at den ikke danner noen elektrisk ledende spolebinding. The driving device shown in fig. 7 should preferably be made of non-magnetic material and furthermore the frame 60 should be made in such a way that it does not form any electrically conductive coil connection.

Når først fastpunktet er endelig lokalisert, f.eks. ved stillingen av senderlegemet 72 som er vist på fig. 7, kan det være ønskelig å registrere denne stilling i forhold til rammen og til dette formål kan rammesidene 66 være forsynt med en skala som angir stillingen 64, mens denne, på sin side, bærer en skala til angivelse av stillingen av blokken 68. Rammen 60 kan som et alternativ eller som et tillegg, være forsynt med midler så som motstående bæreskinner 78 Once the fixed point is finally located, e.g. in the position of the transmitter body 72 which is shown in fig. 7, it may be desirable to register this position in relation to the frame and for this purpose the frame sides 66 may be provided with a scale indicating the position 64, while this, in turn, carries a scale to indicate the position of the block 68. The frame 60 can, as an alternative or as an addition, be provided with means such as opposing support rails 78

til fastholdelse av en vandret markørplate under det bevege-lige system, slik at den nevnte endelige stilling kan markeres på markørplaten. for retaining a horizontal marker plate under the moving system, so that the aforementioned final position can be marked on the marker plate.

Hvis det av en eller annen grunn er ønskelig å fjerneIf for some reason it is desirable to remove

hele apparatet midlertidig fra plasseringsstedet, f.eks.the entire device temporarily from the location, e.g.

for å gjøre det mulig å skifte ut markøren eller en ny montering av denne i en dypere stilling, vil den korrekte fastpunktlokalisering være reproduserbar på grunnlag av den nevnte registrering av posisjonen av elementet 72 i forhold til rammen 60, under forutsetning av at denne etter å være fjernet fra området kan plasseres på nytt to enable replacement of the marker or a new installation thereof in a deeper position, the correct fixed point location will be reproducible on the basis of the aforementioned recording of the position of the element 72 in relation to the frame 60, provided that this after be removed from the area can be re-placed

nøyaktig i dens opprinnelige stilling. En slik nøyaktig plassering på nytt er imidlertid mulig ved hjelp av for-skjellige fremgangsmåter til oppmerking av rammens stilling i" forhold til jordoverflaten før rammen fjernes fra denne. En slik formerking kan til og med utføres i god avstand fra selve rammen slik at merkingen ikke vil bli påvirket av et derpå følgende grave-og monteringsarbeid i markør-aksens område og slik at rammen allikevel igjen kan settes i posisjon til styring og kontroll med den korrekte beliggenhet av aksen for den markør som monteres på nytt. exactly in its original position. Such a precise re-positioning is, however, possible by means of various methods for marking the position of the frame in relation to the ground surface before the frame is removed from it. Such a marking can even be carried out at a good distance from the frame itself so that the marking does not will be affected by a subsequent excavation and installation work in the area of the marker axis and so that the frame can still be put back in position for steering and control with the correct location of the axis for the marker that is being remounted.

Med det apparat som er vist på fig. 7, vil beliggenheten av fastpunktet som nevnt kunne utleses på grunnlag av de rektangulære koordinater langs henholdsvis rammesidene 66 og traversen 64. Den samme beliggenhet vil også kunne avleses i polare koordinater når føreapparatet er utformet som vist på fig. 8. With the apparatus shown in fig. 7, the location of the fixed point as mentioned can be read on the basis of the rectangular coordinates along the frame sides 66 and the traverse 64 respectively. The same location can also be read in polar coordinates when the guide apparatus is designed as shown in fig. 8.

Det apparat som er vist på fig. 8 omfatter en grunnflate 80 isom anbringes vannrett over jorden på samme måte som rammen 60 på fig. 7. På plateelementet 80 er det anbragt en radiell holdearm 82, som er svingbar om en sentral, loddrett tapp 84 på plateelementet 80 og har en radiell sliss 86, hvori en blokk 88 er glidbart anbragt. Blokken 88 er forbundet med eller kan forbindes med den nedre ende av det nevnte søkehode som på denne måte vil være bevegelig både i en omløpende retning sammen med radial-armen 82 og inn og ut av i den radielle sliss 86. Med passende anbragte skalaer for de respektive bevegelser vil den endelige stilling av søkehodet på denne måte bli angitt i polare koordinater. The apparatus shown in fig. 8 comprises a base surface 80 which is placed horizontally above the ground in the same way as the frame 60 in fig. 7. A radial holding arm 82 is placed on the plate element 80, which can be pivoted about a central, vertical pin 84 on the plate element 80 and has a radial slot 86, in which a block 88 is slidably placed. The block 88 is connected to or can be connected to the lower end of the aforementioned search head which will in this way be movable both in a circumferential direction together with the radial arm 82 and in and out of the radial slot 86. With suitably arranged scales for the respective movements, the final position of the search head will in this way be indicated in polar coordinates.

Som nevnt vil det kunne være ønskelig å veksle mellom de loddrette og vannrette systemer for henholdsvis signal-utsendelse og- mottagning, men i stedet for å foreta denne endring ved en veksling mellom de elektriske for-bindelser med apparatdelen 4, vil en tilsvarende veksling kunne finne sted ved en materiell dreining av søkehodet over 90°, slik at det deretter vil være mottagersystemet som er vertikalt orientert, mens sendesystemet er horisontalt orientert. As mentioned, it may be desirable to switch between the vertical and horizontal systems for signal transmission and reception, respectively, but instead of making this change by switching between the electrical connections with the device part 4, a corresponding switch could take place by a material rotation of the search head over 90°, so that it will then be the receiver system which is vertically oriented, while the transmitting system is horizontally oriented.

Claims

1. Search apparatus for locating underground markers of the resonance type, comprising a directional transmitter system for sending out electromagnetic energy to the marker area and a directional receiver system for receiving a field component of the field which is thereby re-radiated by the marker, the receiver system being connected to indicator means which can indicate variations in the strength of the received signal, characterized by the fact that the receiver system is placed in the near field of the transmitter system with an orientation mainly perpendicular to the axis of the transmitter system, so that the fields emitted and received by the two systems in question are mutually orthogonally polarized, as the receiver system is of the type comprising a coil, mounted on a flux concentrating core such as a ferrite rod, while said indicating means are adapted to indicate an absolute or relative minimum of the strength of the received signal.

2. Search device as set forth in claim 1, characterized in that the transmitter system comprises a flat coil with a diameter that is significantly larger than the coil diameter in the receiver system and that the receiver system is placed mainly in the plane of the transmitter coil.

3. Search device as stated in claim 1, characterized in that it comprises two directional receiver systems which are both placed orthogonally in relation to the transmitter system, but form a mutual angle with each other, preferably at 90°.

4. Search device as specified in claim 3, characterized in that the intersection point or line between the center normals of the respective two receiver systems is marked on a receiver body, which is connected to the two systems.

5. Search apparatus as specified in claim 1, characterized in that the two systems in the form of a unit search head are placed on a support platform which can be placed in a horizontal position on the ground above an underground fixed point marker, the search head being fixed or tiltable connected to a holding member which is displaceable horizontally on the aforementioned support platform.

6. Search device as stated in claim 5, characterized in that the holding member ..is displaceable in a direction along a support member which is displaceable on the platform in a direction perpendicular to it by a rectilinear or rotary movement so that the position of the holding member can be read in either rectangular or polar coordinates.

7. Search apparatus as specified in claim 5, characterized in that the holding member is arranged to allow the search head to rotate.

8. Search device as specified in claim 5, characterized in that the receiver system is connected to or provided with an aiming arrangement such as a central hole through an associated core body, so that the axis of the receiver system can be visually specified.

9. Search device as stated in claim 1, characterized in that the transmitter/receiver system is placed at one end of a hand rod which also carries a further receiver system, the axis of which is parallel to the axis of the transmitter system, as there are turning means for optionally initiating the primary or the additional receiver system, while the receiver system is preferably provided with vials or similar organs.

10. Search device as stated in claim 1, characterized in that the transmitter and receiver systems are organ-wise or electrically interchangeable.