PL198145B1 - Sonda do lokalizacji podziemnych instalacji metalowych - Google Patents

Abstract

1. Sonda do lokalizacji podziemnych instalacji metalowych, posiadająca zamocowane w obudowie odbiorcze anteny indukcyjne, w postaci cewek z rdzeniami ferromagnetycznymi, połączone przez wielopołożeniowy przełącznik i wzmacniacz z blokiem pomiarowo- -rejestrującym, znamienna tym, że jej obudowę (1) stanowi szczelnie zamknięta rura, wewnątrz której zamocowane są co najmniej trzy, identyczne anteny indukcyjne (2, 3, 4, 5), usytuowane osiami w jednej, przechodzącej przez wzdłużną oś obudowy (1) płaszczyźnie, przy czym dwie z anten indukcyjnych (2, 3) zamocowane są pod kątem 0° i 90° względem osi obudowy (1) a pozostałe pod innymi kątami (α).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sonda służąca do lokalizacji instalacji metalowych stanowiących infrastrukturę podziemną terenu, pozwalająca na wyznaczenie trasy i głębokości prowadzenia niezdokumentowanej instalacji ciepłowniczej, wodnej, kanalizacyjnej lub gazowej.

Znane uniwersalne urządzenia do wykrywania przedmiotów z materiałów przewodzących - zalegających w środowisku elektrycznie nieprzewodzącym - posiadają obudowę z zamocowanymi wewnątrz antenami: nadawczą i odbiorczą. Cewka stanowiąca antenę nadawczą zasilana jest prądem zmiennym o stałej częstotliwości, natomiast cewka anteny odbiorczej połączona jest przez wzmacniacz z blokiem pomiarowo-rejestrującym. Anteny zamocowane są względem siebie osiami równolegle, w jednej płaszczyźnie - tak jak w urządzeniu przedstawionym w polskim opisie patentowym nr 137837, względnie prostopadle jak w rozwiązaniu według opisu patentowego nr 136988.

W warunkach gdy możliwym jest galwaniczne przyłączenie źródła prądu zmiennego do przewodu instalacji którego trasę chcemy wyznaczyć, względnie gdy w takim przewodzie możliwym jest wyindukowanie przepływu prądu - stosowane są proste urządzenia wyposażone tylko w indukcyjne anteny odbiorcze. Cylindryczne pole elektromagnetyczne emitowane w gruncie wokół przewodu indukuje w przemieszczanej ponad gruntem antenie odbiorczej przepływ prądu, którego natężenie zależy od odległości i ukierunkowania cewki z ferromagnetycznym rdzeniem względem przewodu. Urządzenie ujawnione w polskim opisie patentowym nr 152240 posiada korpus w którym znajdują się dwie kierunkowe anteny odbiorcze z cewką i rdzeniem ferrytowym, zamocowane pod stałym kątem względem siebie, korzystnie prostym. Osie anten przecinają się lub przebiegają w stałej odległości od siebie. Operator podczas przemieszczania korpusu z antenami ponad powierzchnią terenu odczytuje i porównuje maksymalne i minimalne wartości amplitud z obu anten oraz znaki kątów fazowych pomiędzy sygnałami. Najpierw wyznacza poziome usytuowanie przewodu miejscem wyzerowania kąta fazowego. Głębokość przewodu instalacji określa dokonując pomiarów przy pochyleniu anten pod kątem 45°. Oddalając się od przewodu wyznacza punkt zmiany znaku kąta fazowego a pozioma odległość tego punktu od poprzednio ustalonego punktu nad przewodem odpowiada głębokości na jakiej przewód prowadzony jest pod powierzchnią gruntu.

Lokalizacja prowadzona z powierzchni terenu jest skuteczną tylko dla płytko prowadzonych instalacji, cechuje się małą dokładnością, szczególnie dużym błędem w określaniu głębokości. Wielkość błędu narasta w strefach o dużym zagęszczeniu infrastruktury podziemnej.

Sonda według wynalazku służy do lokalizacji podziemnych instalacji metalowych na podstawie wielkości sygnałów wyindukowanych w ferrytowych antenach odbiorczych po wprowadzeniu ich w otwory wywiercone w glebie, w pobliżu przewodu lokalizowanej instalacji. Istota rozwiązania sondy polega na tym, że jej obudowę stanowi szczelnie zamknięta rura, wewnątrz której zamocowane są co najmniej trzy, identyczne anteny indukcyjne, usytuowane osiami w jednej, przechodzącej przez wzdłużną oś obudowy płaszczyźnie. Dwie z anten indukcyjnych zamocowane są pod kątem 0° i 90° względem osi obudowy a pozostałe pod innymi kątami. Analiza sygnałów z poszczególnych anten, uzyskanych przy różnych zagłębieniach sondy w otworze pozwala na dokładne umiejscowienie przewodu emitującego pole elektromagnetyczne.

Korzystnym rozwiązaniem jest gdy sonda posiada rurowy pręt nośny zamocowany do górnego końca obudowy za pośrednictwem współosiowego złącza. Pręt nośny na drugim końcu połączony jest z dwuręcznym uchwytem, ukierunkowanym w płaszczyźnie anten indukcyjnych lub do niej prostopadle. Na pręcie nośnym osadzona jest przesuwnie płytka oporowa z zaciskiem ustalającym.

Stosowanie sondy według wynalazku - względem dotychczasowo znanych urządzeń i sposobów lokalizacji - wymaga wykonania w glebie otworów wiertniczych o niewielkiej średnicy, rzędu 6 cm. Pracochłonność dodatkowych czynności wiertniczych rekompensowana jest wysoką dokładnością w ustaleniu położenia ewidencjonowanego przewodu.

Wynalazek przybliżony jest opisem przykładowego wykonania sondy przedstawionej na rysunku. Figura 1 rysunku pokazuje korpus sondy w przekroju osiowym a fig. 2 kompletną sondę wprowadzoną do otworu wiertniczego, podczas pomiaru.

Sonda posiada obudowę 1 wykonaną z rury o średnicy 44 mm, zamkniętej na obu końcach zaoblonymi dnami. Wewnątrz obudowy 1 znajdują się cztery identyczne i umieszczone jedna nad drugą anteny indukcyjne 2, 3, 4 i 5, każda złożona z cewki 6 nawiniętej na rdzeniu ferrytowym 7. Pręt rdzenia ferrytowego ma średnicę 10 mm i długość 38 mm. Walcowa cewka 6 o średnicy zewnętrznej 30 mm ma wysokość 20 mm. Wymiary anten indukcyjnych 2, 3, 4 i 5 umożliwiają zamocowanie ich pod dowolnym

PL 198 145 B1 kątem α względem osi obudowy 1. Anteny indukcyjne 2, 3, 4 i 5 usytuowane osiami w jednej płaszczyźnie pochylone są pod różnymi kątami α, które dla kolejnych anten od najniżej położonej w górę wynoszą: 90°, 0°, 45° i 30°. Do górnego dna obudowy 1 zamocowane jest współosiowe złącze 8, służące do zamocowania rurowego pręta nośnego 9. Na zewnętrznym końcu pręta nośnego 9 osadzony jest dwuręczny uchwyt 10, w którym zabudowany jest przełącznik 11 i wzmacniacz 12 sygnału. Każda z anten indukcyjnych 2, 3, 4 i 5 połączona jest odrębnym przewodem - prowadzonym wewnątrz pręta nośnego 9 - z przełącznikiem 11. Na pręcie nośnym 9 osadzona jest płytka oporowa 13, której położenie wzdłużne ustalane jest zaciskiem 14 według podziałki oznaczonej na pręcie nośnym 9. Połączenie tych elementów zapewnia możliwość obrotu płytki oporowej 13 względem zacisku 14. Uchwyt 10 ma złącze konektorowe dla przewodu łączącego z blokiem pomiarowo-rejestracyjnym 15.

Po podłączeniu generatora prądu do niezdokumentowanego przewodu P instalacji wodnej wykonano pierwszy odwiert O w strefie przewidywanej trasy, z założeniem 30 cm odległości punktu wiercenia od przewodu P. Otwór wiertniczy O miał średnice 6 cm i głębokość 200 cm. Do otworu wprowadzono sondę na głębokość 100 cm, ustaloną zaciskiem 14 na pręcie nośnym 9. Pomiar wstępny wykonany przy różnych ukierunkowaniach sondy w odwiercie pozwolił na wstępne ustalenie kierunku przewodu, jako prostopadłego do płaszczyzny osi anten sondy przy wskazaniach maksymalnych i minimalnych na antenach indukcyjnych 2 i 3. Następnie zachowując identyczne ukierunkowanie sondy prowadzono pomiary sygnałów z poszczególnych anten indukcyjnych 2, 3, 4 i 5, przy różnych zagłębieniach sondy w odwiercie O, na głębokościach stopniowanych co 10 cm. Interpretacja uzyskanych wyników pozwala na bardzo dokładną lokalizację poziomą podziemnego przewodu P, zarówno względem punktu odwiertu O jak i pionową względem powierzchni gruntu. Według wyznaczonego kierunku trasy przewodu określa się kolejny punkt odwiertu i powtarza pomiary lokalizacyjne.

Claims (2)

1. Sonda do lokalizacji podziemnych instalacji metalowych, posiadająca zamocowane w obudowie odbiorcze anteny indukcyjne, w postaci cewek z rdzeniami ferromagnetycznymi, połączone przez wielopołożeniowy przełącznik i wzmacniacz z blokiem pomiarowo-rejestrującym, znamienna tym, że jej obudowę (1) stanowi szczelnie zamknięta rura, wewnątrz której zamocowane są co najmniej trzy, identyczne anteny indukcyjne (2, 3, 4, 5), usytuowane osiami w jednej, przechodzącej przez wzdłużną oś obudowy (1) płaszczyźnie, przy czym dwie z anten indukcyjnych (2, 3) zamocowane są pod kątem 0° i 90° względem osi obudowy (1) a pozostałe pod innymi kątami (α).

2. Sonda według zastrz. 1, znamienna tym, że posiada rurowy pręt nośny (9) zamocowany do górnego końca obudowy (1) za pośrednictwem współosiowego złącza (8), na drugim końcu połączony z dwuręcznym uchwytem (10), oraz że na pręcie nośnym (9) osadzona jest przesuwnie płytka oporowa (13) z zaciskiem ustalającym (14).