[发明专利]用于定位载流导体的定位器

说明书

技术领域

本申请涉及用于定位载流导体的定位器。

背景技术

在埋藏了电缆、光缆或其它公用管道或导管处开始挖掘或其它操作之前，确定这些埋藏电缆或导管的位置以确保其在操作过程中不被损坏是很重要的。并且对于可以追踪埋藏电缆或导管的路径也是有用的。载流导体发射可以由电磁天线探测到的电磁辐射。如果光缆或非金属公用管道或导管安装有小型电追踪线，则在追踪线中可以感应交流电流，进而辐射电磁辐射。使用探测器来探测由承载交流电流的导体发射的电磁场是已知的。

一种类型的探测器以三种模式中的一种进行工作。这些模式分为无源模式或者有源模式，无源模式为“电源”模式和“无线”模式，它们使用已经存在的信号——主功率信号，和水下VLF(超低频)进行通信。各模式具有自己的探测频带。

本申请的方面涉及有源模式。

在有源模式下，信号发射机将已知频率和调制的交变磁场耦合在埋藏导体中。信号发射机可以直接连接至导体。在直接连接接入不可能的地方，将信号发射机邻近埋藏导体放置，则通过信号发生器产生的交变磁场，在导体中可以感应交流电流信号。埋藏导体辐射与由信号发射机产生的信号相对应的交变磁场。

对于埋藏线路的有效追踪和识别而言，信号频率的选择是一个重要因素，没有单个频率满足所有条件。对于相对非技术人员使用的单个装置，没有选择只能进行折中，且选择足够高的单一频率以在感应模式下给出良好性能，但如果不够高，将不会移动足够远。在8kHz和33kHz之间的有源信号通常用于这些应用中。

33kHz被认为是适于寻找许多埋藏电缆和金属管道的良好的通用信号频率。对于短距离的电缆，例如穿过用户设备的通讯支线，33kHz的信号频率不能提供足够的信号以给出良好的定位。这是因为信号返回路径阻抗较高，主要是电容性的；电缆越短，对地电容越低，因此在特定频带处的阻抗越高。高阻抗会在电缆中产生小电流。

在这种情况下，可以使用较高信号频率获得更好的定位信号质量。多频定位器和发射机可具有合适的高频率操作模式，例如66kHz，83kHz以及131kHz。这些产品需要操作者选择合适的信号频率，比通常用户需要更高程度的操作者培训以及专门技能。存在专用单频定位器，其最优化以用于寻找通讯电缆，但对于一般的电缆和管道定位，这些都不太适合，因为沿着通常的电缆或管，高频信号随着距离快速耗散。

发明内容

根据本申请的实施例，提供了一种用于定位隐蔽的载流导体的定位器。所述导体携带具有至少第一频率和第二频率的交流电流，其中，所述交流电流是由耦合到所述导体的至少一个专用信号发生器产生的。所述定位器包括：至少一个磁场传感器，其可操作以将来自导体的电磁辐射转换为场强信号；数字模拟转换器，其被配置为产生取决于来自磁场传感器的场强信号的数字化信号；数字信号处理器，其被配置成对由第一频率和第二频率产生的数字化信号的分量进行分离；并且对经分离的分量进行处理，以生成指示导体到探测器接近程度的一个或多个信号；以及输出端，其被配置以产生导体的接近度的可听和/或可见指示，其中，由第一频率信号和第二频率信号产生的经分离的信号分量是被同时被处理的。

根据本申请的定位器允许检测到隐蔽导体中具有两个频率的交流电流。这两个频率可以例如是33kHz和66kHz。这些频率可以彼此同时地进行检测。因此，用于定位隐蔽导体的装置可以近乎同时使用这两个频率来对导体进行定位。因此，本申请的实施例提供在广泛的各种情形中来定位电缆或管道，而不需要用户来调节信号发生器或定位器。因此，本申请的实施例方便用于定位管道和电缆的健壮和精确系统，与已知的产品相比，该系统不需要用户具有专业知识或额外培训。

在本申请的实施例中，第二频率是第一频率的谐波。在一个实施例中，第二频率是第一频率的两倍。

在本申请的一个实施例中，定位器包括外差混合器，其被配置为将第二频率转换成较低频率，其中，数字信号处理器被配置成对低频信号进行分离和处理。这允许模数转换器的高于奈奎斯特频率的频率在定位器中进行处理。这样做的优点是便于使用具有大约为每秒96k个采样的取样频率的音频ADC，从而可以使用具有66kHz或更高频率的交流电流。

在本申请的一个实施例中，具有第一频率和第二频率的交流电流是由专用信号发生器产生的。

在本申请的一个实施例中，具有第一频率和第二频率的交流电流由单独的专用信号发生器产生的。

根据本申请的一个实施例，提供了一种用于定位隐蔽的导体的系统。该系统包括根据本发明的一个方面的定位器，以及被配置以产生具有第一频率和第二频率的交流电流的信号发生器。