RU2132428C1

RU2132428C1 - Method and device for determining position of puncher in ground

Info

Publication number: RU2132428C1
Application number: RU97108374A
Authority: RU
Inventors: В.П. Сырский; Е.А. Нестеров; А.Д. Пахомов
Original assignee: Научно-исследовательский институт измерительных приборов
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 1999-06-27

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: in compliance with method mounted on puncher or close to it is signal producer in the form of rotating magnetic field. Magnetic field is rotated so that rotation plane of vector of magnetic moment of emitter is perpendicular with respect to puncher axis. Location of aforesaid plane in space is determined by means of directive characteristics of antennas, and according to orientation of aforesaid plane determined is direction of puncher axis. Determined are parameters of magnetic field gradient vector. Used for purpose are at least two measurements, and according to direction of vector, determined is direction towards emitter. According to gradient modulus and cubical dependence of magnetic field strength, determined is distance to emitter. Device for realization of aforesaid method has single-channel receiver comprising commutators at its input and output. Outputs of antennas are connected to inputs of first commutator. Output of first commutator is connected to input of adjustable amplifier. Output of amplifier is connected to input of second commutator. Outputs of second commutator are connected to inputs of computer. Output of computer is connected to indicator. Aforesaid invention solves the problem of determining direction and angling of puncher, increases accuracy in determining distance, enhances noise immunity, performance reliability, and simplifies design of device. EFFECT: higher efficiency. 6 cl, 5 dwg

Description

Изобретения относятся к строительной технике и предназначены для обнаружения устройств ударного действия - пробойников, применяемых для пробивания скважин. The invention relates to construction equipment and is intended to detect percussion devices - punches used for punching wells.

Известен метод обнаружения подземного объекта, разработанный ЦНИИС Министерства связи, для обнаружения буровой головки. Сущность его в том, что в буровую головку встраивается малогабаритный генератор звуковой частоты с излучающей рамкой и блоком питания. Электромагнитные колебания принимаются на поверхности земли приемником, состоящим из двух неподвижных и одной подвижной катушки искателя. Реализуется известный способ с помощью известного устройства, содержащего генератор, излучающий электромагнитные колебания, две неподвижные и одну подвижную катушки искателя, усилитель с батареей питания, индикатор и переключатель. Генератор закреплен на буровой головке, а все остальные элементы на поверхности земли [Пестов Г.Н. - Закрытая прокладка трубопроводов. М.: Стройиздат, 1964, с.51-52, рис.32]. A known method for detecting an underground object developed by the Central Research Institute of Communications of the Ministry of Communications for the detection of a drill head. Its essence is that a small-sized sound frequency generator with a radiating frame and a power supply is built into the drill head. Electromagnetic vibrations are received on the surface of the earth by a receiver consisting of two fixed and one movable search coil. A known method is implemented using a known device containing a generator emitting electromagnetic waves, two fixed and one movable search coil, an amplifier with a battery, an indicator and a switch. The generator is mounted on the drill head, and all other elements are on the surface of the earth [GN Pestov - Closed piping. M .: Stroyizdat, 1964, p. 51-52, Fig. 32].

Недостаток известного способа и устройства состоит в том, что он не позволяет определить курс и тангаж пробойника и имеет низкую точность определения его местоположения. The disadvantage of this method and device is that it does not allow to determine the course and pitch of the punch and has low accuracy in determining its location.

Наиболее близок к предлагаемому известный способ и устройство по обнаружению азимута пробойника с помощью обнаружения искрового генератора, расположенного на пробойнике или рядом с ним, минимум двумя антеннами, расположенными на поверхности земли, по максимуму сигнала. Известный способ реализуется с помощью устройства, содержащего закрепленную рядом с пробойником динамомашину с приводом от турбины, прерыватель, трансформатор, разрядник, две приемных антенны, приемное устройство и индикатор (см. фиг. 1, 2) [Патент N 2009298, E 02 F 5/18 - Буданов Г.И., Ткач X.Б., Костылев А.Д., Трубицын В. В. - Способ обнаружения пневмопробойника в грунте и устройство для его реализации]. Closest to the proposed known method and device for detecting the azimuth of the punch by detecting a spark generator located on or near the punch, at least two antennas located on the earth's surface, at the maximum signal. The known method is implemented using a device containing a dynamo driven by a turbine mounted next to a punch, a chopper, a transformer, a spark gap, two receiving antennas, a receiving device and an indicator (see Fig. 1, 2) [Patent N 2009298, E 02 F 5 / 18 - Budanov G.I., Tkach X.B., Kostylev A.D., Trubitsyn V.V. - Method for detecting a punch in the ground and a device for its implementation].

В известном способе и устройстве динамомашина, приводимая во вращение турбиной, работающей от сжатого воздуха, вырабатывает высоковольтное напряжение, прерыватель, сидящий на общем валу с турбиной, периодически размыкает входную цепь трансформатора, соединяющую его с динамомашиной, в выходной цепи трансформатора формируется высоковольтный импульс, пробивающий разрядник. При этом излучается широкополосный радиоимпульс, принимаемый антеннами. Принятые сигналы усиливаются в приемном устройстве и подаются на индикатор. In the known method and device, a dynamo driven by a turbine operating from compressed air generates a high voltage voltage, a chopper sitting on a common shaft with a turbine periodically opens the input circuit of the transformer connecting it to the dynamo, a high voltage pulse is generated in the output circuit of the transformer, piercing arrester. In this case, a broadband radio pulse received by the antennas is emitted. The received signals are amplified in the receiving device and served on the indicator.

Недостатки известного способа и устройства: 1) способ не позволяет определить направление движения и тангаж пробойника; 2) неоптимальное использование энергии разряда, так как направленные свойства радиоволна начинает проявлять только в дальней зоне. При расстояниях между излучателем и приемными антеннами, составляющих единицы метров (таковы условия работы), условиям дальней зоны будут соответствовать лишь волны дециметрового диапазона. Основная же доля энергии разряда сосредоточена в длинноволновой области; 3) способ имеет низкую точность определения дальности, так как приемники сложно защитить от низкочастотной, не имеющей направленности части энергии импульса. Она перегружает приемник и создает ошибку в пеленгации; 4) приемники в принципе должны быть широкополосными, так как должны пропускать короткие высокочастотные импульсы, а следовательно, они подвержены воздействию индустриальных помех; 5) использование радиоволн для пеленгации в грунте неоптимально, так как электрическая составляющая радиоволны быстро затухает в сыром грунте, и, кроме того, наличие металлических предметов создает переотражения; 6) устройство, реализующее данный способ, громоздко, имеет низкий КПД преобразования, электромеханические преобразователи ненадежны. The disadvantages of the known method and device: 1) the method does not allow to determine the direction of movement and pitch of the punch; 2) non-optimal use of discharge energy, since the directional properties of the radio wave begins to manifest only in the far zone. When the distances between the emitter and receiving antennas are units of meters (these are the operating conditions), only decimeter wave waves will correspond to the conditions of the far zone. The bulk of the discharge energy is concentrated in the long-wavelength region; 3) the method has a low accuracy in determining the range, since the receivers are difficult to protect from a low-frequency, non-directing part of the pulse energy. It overloads the receiver and creates an error in direction finding; 4) receivers, in principle, should be broadband, as they must pass short high-frequency pulses, and therefore, they are susceptible to industrial interference; 5) the use of radio waves for direction finding in the soil is not optimal, since the electrical component of the radio wave attenuates rapidly in wet soil, and, in addition, the presence of metal objects creates reflections; 6) the device that implements this method is cumbersome, has a low conversion efficiency, electromechanical converters are unreliable.

Задача, решаемая изобретениями, состоит в определении направления движения и тангажа пробойника, повышении точности определения дальности и помехоустойчивости, упрощении устройства, повышении его надежности и КПД. The problem solved by the inventions is to determine the direction of movement and pitch of the punch, increase the accuracy of determining the range and noise immunity, simplify the device, increase its reliability and efficiency.

Поставленная задача решается тем, что в способе обнаружения пробойника, согласно которому обнаруживают сигнал излучателя электромагнитного поля, расположенного на пробойнике или рядом с ним, с помощью двух антенн, приемного устройства и индикатора, расположенных на поверхности земли, согласно изобретению в качестве сигнала излучателя используют вращающееся магнитное поле, причем магнитное поле вращают так, чтобы плоскость вращения вектора магнитного момента излучателя была перпендикулярной оси пробойника, принимают сигналы в ближней зоне, где преобладает реактивная мощность поля, с помощью двух антенн, закрепленных на общей базе на расстоянии d так, чтобы совпали плоскости нулей их диаграмм направленности, определяют плоскость вращения вектора магнитного момента излучателя путем совмещения с ней плоскости нулей диаграмм направленности антенн так, чтобы уровни сигналов в антеннах равнялись нулю. При этом угол наклона плоскости нулей диаграмм направленности относительно вертикали равен углу тангажа пробойника. Затем определяют параметры вектора градиента поля и по ним определяют направление на излучатель и расстояние до него. Для этого поворачивают антенны до получения максимального уровня наведенного сигнала, ориентируют базу так, чтобы отношения α уровней сигналов в антеннах было минимальным, при этом направление базы совпадает с направлением на излучатель, и вычисляют расстояние до излучателя L по формуле

Поставленная задача решается также тем, что устройство для определения местоположения пробойника, содержащее излучатель электромагнитных колебаний, расположенный на пробойнике или рядом с ним, две направленные антенны и приемное устройство с индикатором, расположенные на поверхности, согласно изобретению выход приемного устройства подключен к вычислителю, а его выход подключен к индикатору, приемные антенны закреплены на общей базе на расстоянии d так, чтобы плоскости нулей их диаграмм направленности совпадали, а база выполнена с возможностью переноса. В качестве излучателя используют генератор вращающегося магнитного поля, приемное устройство выполняют одноканальным с устройством коммутации на входе для поочередного подключения выходов антенн и устройством коммутации на выходе для поочередного, синхронного с переключением антенн подключения входов вычислителя.The problem is solved in that in the method for detecting a punch, according to which a signal of an emitter of an electromagnetic field located on or adjacent to a punch is detected using two antennas, a receiving device and an indicator located on the ground, according to the invention, a rotating signal is used as a radiator signal magnetic field, and the magnetic field is rotated so that the plane of rotation of the vector of the magnetic moment of the emitter is perpendicular to the axis of the punch, receive signals in the near In the first zone, where the reactive power of the field predominates, using two antennas mounted on a common base at a distance d so that the planes of zeros of their radiation patterns coincide, determine the plane of rotation of the emitter’s magnetic moment vector by combining with it the plane of zeros of the antenna patterns so that the signal levels in the antennas were zero. The angle of inclination of the plane of the zeros of the radiation patterns relative to the vertical is equal to the pitch angle of the punch. Then, the parameters of the field gradient vector are determined and the direction to the emitter and the distance to it are determined from them. To do this, turn the antennas to obtain the maximum level of the induced signal, orient the base so that the ratio of α signal levels in the antennas is minimal, while the direction of the base coincides with the direction to the emitter, and calculate the distance to the emitter L by the formula

The problem is also solved by the fact that the device for determining the location of the punch, containing an emitter of electromagnetic waves located on the punch or next to it, two directional antennas and a receiving device with an indicator located on the surface, according to the invention, the output of the receiving device is connected to the calculator, and its the output is connected to the indicator, the receiving antennas are fixed on a common base at a distance d so that the planes of the zeros of their radiation patterns coincide, and the base is made with ozhnostyu transfer. A generator of a rotating magnetic field is used as an emitter, the receiving device is single-channel with a switching device at the input for alternately connecting the outputs of the antennas and a switching device at the output for alternating, simultaneously with switching antennas, connecting the inputs of the calculator.

Кроме того, согласно изобретению излучатель содержит генератор низкой частоты, три фазовращателя на 0, 120 и 240^o, три высокодобротных колебательных контура, к выходу генератора подключены входы фазовращателей, их выходы подключены к колебательным контурам, плоскости витков катушек колебательных контуров расположены под углом 60^o друг к другу вокруг оси пробойника, параллельно ей.In addition, according to the invention, the emitter contains a low-frequency generator, three phase shifters at 0, 120 and 240 ^o , three high-quality oscillating circuits, the inputs of the phase shifters are connected to the output of the generator, their outputs are connected to the oscillating circuits, the plane of the turns of the coils of the oscillating circuits are located at an angle of 60 ^o to each other around the axis of the punch, parallel to it.

На фиг. 1 схематично изображено устройство, реализующее способ - прототип; на фиг.2 схематично изображено устройство излучателя прототипа; на фиг. 3 схематично изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 4 схематично изображен приемник предлагаемого устройства; на фиг.5 схематично изображен излучатель магнитного поля в предлагаемом устройстве. In FIG. 1 schematically shows a device that implements the method is a prototype; figure 2 schematically shows the device of the emitter of the prototype; in FIG. 3 schematically shows a device that implements the proposed method; in FIG. 4 schematically shows the receiver of the proposed device; figure 5 schematically shows a radiator of a magnetic field in the proposed device.

Рассмотрим реализуемость способа и устройства на конкретном примере. В предлагаемом способе для определения местоположения пробойника используется вращающееся низкочастотное магнитное поле, излучатель которого располагают вблизи от пробойника. Магнитное поле низкой частоты не отрывается от излучателя, и его силовые линии имеют форму, близкую к окружностям, проходящим через излучатель. В качестве приемной антенны обычно применяют катушку индуктивности. Плоскость витков этой катушки является плоскостью нуля диаграммы направленности антенны, так как при совпадении этой плоскости с силовой линией поля сигнал в антенне равен нулю. Если силовая линия перпендикулярна плоскости витка, то уровень сигнала, наведенного в антенне, максимален. Благодаря этому, находясь в произвольной точке пространства, можно определить ориентацию силовых линий магнитного поля, однако этого недостаточно для определения местоположения излучателя. Но если плоскости нулей диаграмм направленности антенн совпадают, а сами антенны находятся на одной линии с излучателем, то разница в расстояниях от антенн до излучателя будет максимальной, что соответствует вектору градиента магнитного поля, а значит, и разница в уровнях наведенных в антеннах сигналов также будет максимальной. Этот признак и используется в предлагаемом способе для определения направления на излучатель следующим образом: контролируют отношение α уровней сигналов, наведенных в антеннах, и находят такую ориентацию базы, при которой это отношение будет минимальным, - это и есть искомое направление на излучатель. Благодаря кубической зависимости уровня сигнала от дальности способ обладает достаточной пространственной избирательностью. Далее, при известном размере d базы и кубической зависимости уровня сигнала от дальности дальность L от центра ближней антенны до излучателя определяют по формуле

Более точно определить местоположение, а также направление движения и тангаж пробойника позволяет специфика вращающегося магнитного поля. Магнитное поле вращают вокруг оси, совпадающей с направлением движения пробойника. Существует плоскость, проходящая через излучатель и перпендикулярная оси вращения поля. Это плоскость вращения вектора магнитного момента P_м (фиг. 3). Если плоскости нулей диаграмм направленности антенн совместить с этой плоскостью, то сигналы в антеннах будут равны нулю. Есть вертикальная плоскость, проходящая через ось пробойника и перпендикулярная к плоскости вращения магнитного поля. Линия пересечения этих плоскостей проходит через излучатель. Если теперь совместить базу с этой линией, то отклонение базы от вертикали будет равно углу тангажа пробойника, а нормаль к найденной плоскости вращения вектора P_м укажет направление его движения. Осуществляется это следующим образом: ориентируют базу вертикально, поворачивают плоскость нулей диаграмм направленности антенн и находят точку на поверхности и такое направление этой плоскости, при котором уровни сигналов в антеннах будут максимальными; фиксируют это направление, поворачивают антенны вокруг вертикали на 90^o, перемещают в найденном направлении и подбирают такой наклон и поворот базы, при котором уровни сигналов в антеннах равны нулю. При этом плоскость нулей диаграмм направленности антенн с высокой точностью совпадает с плоскостью вращения вектора P_м, так как при малейшем несовпадении сигналы в антеннах уже не равны нулю. Направление движения пробойника уточняется после нахождения плоскости вращения вектора P_м.Consider the feasibility of the method and device on a specific example. In the proposed method for determining the location of the piercer uses a rotating low-frequency magnetic field, the emitter of which is located near the piercer. The low-frequency magnetic field does not detach from the emitter, and its lines of force have a shape close to circles passing through the emitter. An inductor is usually used as a receiving antenna. The plane of the turns of this coil is the zero plane of the antenna radiation pattern, since when this plane coincides with the field line of the field, the signal in the antenna is zero. If the field line is perpendicular to the plane of the turn, then the level of the signal induced in the antenna is maximum. Due to this, being at an arbitrary point in space, it is possible to determine the orientation of the magnetic field lines, but this is not enough to determine the location of the emitter. But if the planes of the zeros of the antenna patterns coincide, and the antennas themselves are in line with the emitter, then the difference in the distances from the antennas to the emitter will be maximum, which corresponds to the magnetic field gradient vector, and therefore the difference in the levels of the signals induced in the antennas will also be maximum. This feature is used in the proposed method for determining the direction to the emitter as follows: they control the ratio of α levels of the signals induced in the antennas and find the orientation of the base at which this ratio will be minimal - this is the desired direction to the emitter. Due to the cubic dependence of the signal level on the range, the method has sufficient spatial selectivity. Further, with the known base size d and the cubic dependence of the signal level on the range, the distance L from the center of the near antenna to the emitter is determined by the formula

More precisely determine the location, as well as the direction of movement and pitch of the punch allows the specificity of the rotating magnetic field. The magnetic field is rotated around an axis that coincides with the direction of movement of the punch. There is a plane passing through the emitter and perpendicular to the axis of rotation of the field. This is the plane of rotation of the magnetic moment vector P _m (Fig. 3). If the planes of the zeros of the antenna patterns are combined with this plane, then the signals in the antennas will be zero. There is a vertical plane passing through the axis of the punch and perpendicular to the plane of rotation of the magnetic field. The line of intersection of these planes passes through the emitter. If we now combine the base with this line, then the deviation of the base from the vertical will be equal to the pitch angle of the punch, and the normal to the found plane of rotation of the vector P _m will indicate the direction of its movement. This is done as follows: they orient the base vertically, turn the plane of the zeros of the antenna patterns and find a point on the surface and such a direction of this plane at which the signal levels in the antennas will be maximum; fix this direction, rotate the antennas around the vertical by 90 ^o , move in the direction found and select such a slope and rotation of the base at which the signal levels in the antennas are zero. In this case, the plane of zeros of the antenna patterns coincides with high accuracy with the plane of rotation of the vector P _m , since at the slightest discrepancy the signals in the antennas are no longer equal to zero. The direction of movement of the punch is specified after finding the plane of rotation of the vector P _m .

Устройство, реализующее способ обнаружения пробойника 1 (фиг. 3), содержит излучатель 2, расположенный на пробойнике или рядом с ним, две антенны 3, 4, выходы которых подключены к входам приемника 10, а также индикатор 11, согласно изобретению антенны 3, 4 закреплены на общей базе 12 на заданном расстоянии d так, чтобы плоскости нулей их диаграмм направленности совпали, а база выполнена с возможностью переноса, приемник 10 (фиг. 4) содержит первую пару ключей 13, выходы ключей этой пары соединены с входом регулятора усиления 14, а его выход соединен с входом усилителя 15, выход усилителя подключен к общему входу второй пары ключей 16, выходы ключей второй пары подключены к входам вычислителя 17, выход вычислителя соединен со входом индикатора, выход одного из ключей второй пары 16, через который проходит сигнал от антенны 3, подключен к входу схемы АРУ 18, ее выход соединен с первым входом переключателя 20, второй вход переключателя 20 соединен с выходом схемы РРУ 19, выход переключателя 20 соединен с управляющим входом регулятора усиления 14, выход схемы управления ключами 21 подключен к управляющим входам ключей первой 13 и второй 16 пары так, что в каждой паре ключи управляются противофазно. A device that implements a method for detecting a piercer 1 (Fig. 3) comprises an emitter 2 located on or near the piercer, two antennas 3, 4, the outputs of which are connected to the inputs of the receiver 10, and an indicator 11, according to the invention of the antenna 3, 4 fixed on a common base 12 at a given distance d so that the planes of the zeros of their radiation patterns coincide, and the base is portable, the receiver 10 (Fig. 4) contains the first pair of keys 13, the outputs of the keys of this pair are connected to the input of the gain control 14, and its output is connected to the input m of the amplifier 15, the output of the amplifier is connected to the common input of the second pair of keys 16, the outputs of the keys of the second pair are connected to the inputs of the calculator 17, the output of the computer is connected to the input of the indicator, the output of one of the keys of the second pair 16, through which the signal from the antenna 3 passes, is connected to the input of the AGC circuit 18, its output is connected to the first input of the switch 20, the second input of the switch 20 is connected to the output of the switchgear circuit 19, the output of the switch 20 is connected to the control input of the gain control 14, the output of the key management circuit 21 is connected to the control input s key first 13 and second 16 pairs so that each pair of the keys are controlled in antiphase.

Излучатель магнитного поля 2 (фиг. 5) содержит генератор низкой частоты 22, выход которого подключен к входам трех фазовращателей 23, 24 и 25, выходы фазовращателей подключены к отводам от части витков катушек индуктивности 26 трех колебательных контуров соответственно, в состав контуров входят конденсаторы 27 и катушки индуктивности 26, плоскости витков катушек расположены под углом 60^o друг к другу и параллельны оси пробойника.The magnetic field emitter 2 (Fig. 5) contains a low-frequency generator 22, the output of which is connected to the inputs of three phase shifters 23, 24 and 25, the outputs of the phase shifters are connected to the taps from part of the turns of inductors 26 of three oscillatory circuits, respectively, the capacitors 27 and inductors 26, the plane of the turns of the coils are located at an angle of 60 ^{o to} each other and parallel to the axis of the punch.

Устройство работает следующим образом. Сигнал, наведенный в антенне 3, поступает на один из ключей первой пары 13, а сигнал от антенны 4 поступает на второй ключ этой пары. Ключи в каждой паре управляются противофазно сигналами устройства 21. На выходе первой пары ключей сигналы объединяются с разносом во времени так, что оба имеют равную длительность, и поступают на вход регулятора усиления 14, затем усиливаются в усилителе 15 и поступают на входы ключей второй пары 16. Ключи второй пары также управляются устройством 21 противофазно и синхронно с первой парой ключей. Благодаря этому на выходе второй пары ключей 16 происходит разделение сигналов. Далее сигналы поступают на входы вычислителя 17, а результат выдается на устройство индикации 11, в котором либо производится индикация непосредственно дальности L, либо значение отношения α, а дальность определяется по номограмме. The device operates as follows. The signal induced in the antenna 3 is supplied to one of the keys of the first pair 13, and the signal from the antenna 4 is supplied to the second key of this pair. The keys in each pair are controlled by the antiphase signals of the device 21. At the output of the first pair of keys, the signals are combined with a time span so that both have an equal duration and are fed to the input of the gain control 14, then amplified in the amplifier 15 and fed to the key inputs of the second pair 16 The keys of the second pair are also controlled by the device 21 out of phase and synchronously with the first pair of keys. Due to this, the output of the second pair of keys 16 is the separation of signals. Next, the signals are fed to the inputs of the calculator 17, and the result is output to the indicating device 11, in which either the range L is directly indicated or the ratio α is determined, and the range is determined by the nomogram.

В усилителе 15 предусмотрена схема автоматической регулировки усиления (АРУ) 18, работающая по сигналу от нижней антенны 3, и ручная регулировка усиления (РРУ) 19. Выбор режима осуществляется переключателем 20. АРУ удерживает сигналы на линейном участке амплитудной характеристики усилителя, что исключает ошибки при измерении отношения сигналов, и, следовательно, обеспечивает высокую точность определения дальности. Режим РРУ необходим при отыскании местоположения с максимальным уровнем сигналов и плоскости вращения вектора P_м.The amplifier 15 provides a circuit for automatic gain control (AGC) 18, operating on a signal from the lower antenna 3, and manual gain control (RDG) 19. The mode is selected by switch 20. The AGC holds the signals on a linear section of the amplitude characteristic of the amplifier, which eliminates errors when measuring the signal ratio, and therefore provides high accuracy in determining the range. The switchgear mode is necessary when finding a location with a maximum level of signals and a plane of rotation of the vector P _m .

Генератор низкой частоты 22 в излучателе магнитного поля 2 для повышения стабильности выполняют кварцованным с понижением частоты на цифровом делителе, а фазовращатели 23, 24 и 25 выполняют на кольцевом делителе на три. Сигналы с выходов фазовращателей поступают на три высокодобротных колебательных контура, образованных тремя индуктивными катушками 26 и тремя конденсаторами 27. Плоскости витков катушек располагают под углом 60^o друг относительно друга вокруг оси пробойника и параллельно ей, а благодаря наличию фазового сдвига 0, 120 и 240^o между сигналами, возбуждающими магнитные поля в катушках, суммарный вектор магнитных моментов P_м катушек 26 вращается с частотой сигнала генератора 22. Для обеспечения высокой добротности контуров выходы фазовращателей подключены к отводам от части витков катушек. Интенсивность магнитного поля в катушках накапливается пропорционально добротности контуров, что позволяет использовать генератор 22 малой мощности и использовать для него автономный источник питания.To increase stability, the low-frequency generator 22 in the magnetic field emitter 2 is made quartz with decreasing frequency on a digital divider, and phase shifters 23, 24 and 25 are performed on a ring divider by three. The signals from the outputs of the phase shifters arrive at three high-quality oscillatory circuits formed by three inductive coils 26 and three capacitors 27. The plane of the coil turns are placed at an angle of 60 ^o relative to each other around the axis of the punch and parallel to it, and due to the presence of a phase shift of 0, 120 and 240 ^o between signals that excite magnetic fields in the coils, the vector sum of the magnetic moments _m P coils 26 rotates with the frequency of the signal generator 22. in order to ensure a high Q circuits outputs of phase shifters Keys to the taps of the coil portion of coils. The intensity of the magnetic field in the coils accumulates in proportion to the quality factor of the circuits, which allows the use of low-power generator 22 and the use of an autonomous power source for it.

Claims

1. The method of determining the location of the punch in the ground, according to which using an emitter located on the punch or next to it, electromagnetic oscillations are received, receive signals using antennas located on the surface of the earth, characterized in that a rotating magnetic field is used as the emitter signal, field rotate so that the plane of rotation of the emitter’s magnetic moment vector is perpendicular to the axis of the piercer; find the position of this plane in space using directed the properties of the antennas and their orientation determine the direction of the axis of the piercer, and also using at least two samples determine the parameters of the field gradient vector and determine the direction of the emitter by the direction of the gradient vector, and determine the distance to the emitter by the modulus of the gradient and the cubic dependence of the field strength on distance.

2. The method according to claim 1, characterized in that the zero plane of the antenna radiation pattern is combined with the rotation plane of the emitter’s magnetic moment vector by obtaining a signal level at the antenna at zero and the pitch and direction of the axis of the piercer in azimuth are determined by its orientation.

3. The method according to claim 1, characterized in that the direction and distance to the emitter is determined using two antennas mounted on a common base at a distance d so that the planes of zeros of their radiation patterns coincide by finding such an orientation of the base at which the relative difference the signal levels in the antennas are maximum, the ratio α of these signals is determined and the range L in the found direction is calculated by the formula

4. A device for determining the location of the punch, containing an emitter of electromagnetic waves located on the punch or next to it, two directional antennas and a receiving device with an indicator located on the surface, characterized in that a calculator is additionally inserted into the device, the input of which is connected to the output of the receiving devices, and the output is connected to the indicator, receiving antennas are fixed on a common base at a distance d so that the planes of zeros of their radiation patterns coincide, and the base is made with the possibility of transfer, a rotating magnetic field generator is used as an emitter.

5. The device according to claim 4, characterized in that the receiving device is single-channel with a switching device at the input for alternately connecting the outputs of the antennas and a switching device at the output for alternating, simultaneously with switching antennas, connecting the inputs of the calculator.

6. The device according to claim 4, characterized in that the emitter contains a low-frequency generator, three phase shifters at 0, 120 and 240 ^o , three high-quality oscillating circuits, the inputs of the phase shifters are connected to the output of the generator, the outputs are connected to the oscillating circuits, the plane of the coil turns are located at an angle of 60 ^{o to} each other around the axis of the punch, parallel to it.