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EMI1.1
I3.EVT DINVNION.
Appareil comportant un dispositif indicateur de fréquence variable pour localiser et déterminer le tracé d'éléments conducteurs,,
La présente invention se rapporte à un appareil pour détecter des tuyaux, câbles, ou éléments analogues, enterras ou cachés, et plus spécialement à un tel appareil qui utilise un signal électro-magnétique radié par l'élé- ment à localiser.
Pour autant que les informations soient bonnes, tous les appareils localisant des objets tels que des tuyaux, des cibles et autres éléments analogues, utilisant un signal de radio modulé émis par un transmetteurlequel signal est communiqué à l'élément à localiser, soit par un dispositif d'induction, soit par une connexion électrique directe. Le signal est capté par un récepteur radiophonique
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à l'aide d'une boucle additionnelle, et l'opérateur attend un signal maximum ou un signai nul suivant l'orientation de l'enroulement capteur. D'une manière générale, le si- gnal modulé est démodule et amplifié dans le récepteur, puis il est amené à un haut-parleur pour produire un ton sonore.
Le ton sonore ainsi engendré est généralement rendu confus par divers bruits provenant de signaux de radio. De fait, les signaux de bruit produits seront couvent plus forts que le ton indiquant la présence de l'élément à localiser, ce qui brouille l'opérateur. Pour cette raison, l'opérateur de ces dispositifs doit néces- sairement être très habile et bien entraîné si l'on dé- sire arriver à un bon résultat.
Etant donné ce qui précède, l'objet essentiel de la présente invention consistee à créer un appareil pour déceler des éléments cachés, tels que des tuyaux et analogues, utilisant un signal de radio pur, non modulé, radié par l'élément à localiser,pour activer et commander un dis- positif de signalisation séparé dans l'appareil détecteur.
Un autre objet de l'invention consiste à créer un appareil tel que décrit ci-dessus, dans lequel le si- gnal de radio non modulé est engendré dans une simple unité génératrice d'où il est alimenté à l'élément à lo- caliser, par induction ou par connexion directe.
Un autre objet encore de l'invention consiste à créer un appareil tel que décrit ci-dessus, dans lequel le signal engendré par l'unité détectrice est un ton sonore clair, produit par une oscillation fonctionnant dans la zone audio, alors qu'il n'y a pas dans le ton des signaux de bruits marginaux susceptibles d'entraîner des brouillages.
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Un objet suivant de l'invention consiste à créer un appareil tel que décrit ci-dessus, dans lequel le circuit de l'unité génératrice, aussi bien que celui de l'unité dé- tectrice, sont complètement transistorisés.
Encore un autre objet de l'invention consiste à créer un appareil tel que décrit ci-dessus, dans lequel l'unité détectrice est pourvue d'une régulation d'amplifi- cation grâce à laquelle la sensibilité de l'appareil peut être accrue, facilitant ainsi la localisation de l'élément caché.
Encore un autre objet do l'invention consista à créer un appareil tel que décrit ci-dessus, dans lequel le signal est uniquement engendré en la présence immédiate d'un tuyau ou d'un câble, éliminant pour l'opérateur toute obligation de porter un jugement à propos du, niveau du si- gnal.
Encore un autre objet de l'invention consiste à créer un appareil tel que décrit ci-dessus, dans lequel la fréquence du signal de ton sonore est commandée par la force du signal de radio, alors que, lorsque l'unité dé- tectrice est à proximité de l'élément à localiser, le ton produit est émis plus bas que lorsque le détecteur est plus éloigné de l'élément, le ton ayant substantiellement la même intensité en permanence.
Un autre objet encore de l'invention consiste à créer un appareil tel que décrit ci-dessus, constituant un ensemble complet, ne nécessitant aucune source do force motrice extérieure.
L'appareil répondant aux caractéristiques do la présente invention est illustré dans le dessin ci-joint qui
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en fait partie et dans lequel :
La fig. 1 est une image de l'unité détectrice à l'usage;
La fig. 2 est le schéma du circuit générateur et
La fige 3 est le schéma du circuit de l'unité détectrice.
En bref, l'invention comporte une unité détectri- ce pourvue d'une façon générale du repère 10 dans la fig. l, et une unité génératrice dont le schéma fait l'objet de la fige 2. L'unité détectrice elle-même comprend une bobine de captation ou de réception 11 en circuit avec un amplifi- cateur à trois échelons marqué de façon générale par le repère 12. La sortie de l'amplificateur 12 est utilisée pour commander la polarisation de base d'un transistor 14, alors que le transistor 14 fonctionne substantiellement comme un interrupteur pour commander un multi-vibratour portant de façon générale le repère 16.
Le multi-vibra- teur 16 est syntonisé de manière à fonctionner dans la zone audible et il émet un signal de sortie qui est ampli- fié dans un amplificateur de puissance 17 et alimenté à un haut-parleur ou à un transducteur (18) lorsque le transie- tor 14 est polarisé vers l'avant comme la chose apparaîtra plus loin.
Ainsi que le montre la fig. 2, le générateur com- prend un multi-vibrateur ou 'oscillateur 19 dont l'émission est amenée à une boucle d'antenne induction-impédance capa- citive 21. Le signal dans la boucle 21 induit un signal similaire dans tout objet métallique se trouvant à proxi- mité. Dès lors, puisque la boucle est placée à proximité d'une partie connue de l'élément à localiser, un signal de
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même fréquence que celui de la boucle est engendre dans l'élément, amenant ainsi l'élément à radier un signal ayant substantiellement la même fréquence que celui produit par l'oscillateur 19.
Si une partie de l'élé- ment à localiser est exposée, le générateur peut être connecté directement à l'élément par la moyen de condue- tours 22 et 23, l'un étant attaché à l'élément lui-même et l'autre étant mis à la terra. Lorsque le générateur est connecté à l'élément lui-même, le signal radié par l'élément est évidemment beaucoup plus fort que le si- gnal qui est radié lorsque le générateur est couplé inductivement à l'élément.
Le fonctionnement de la présente invention est brièvement décrit ci-dessous. Le générateur étant placé à proximité d'une position connue de l'élément à locali- ser, ou fixé, comme décrit ci-dessus, à une quelconque partie exposée de cet élément, et étant en fonction, l'unité détectrice est enclenchée et maintenue à proxi- mité du générateur et syntonisée pour capter le signal engendré, en réponse auquel il produit son ton ou signal.
L'unité détectrice est alors écartée du gén6rateur d'une certaine distance, par exemple 3 m et on fait tourner le régulateur d'amplification jusqu'à ce que le signal ne soit pas produit par l'unité détectrice. L'opérateur déplace ensuite l'unité détectrice sur toute la surface générale sur laquelle on croit pouvoir localiser l'élément.
Au fur et à mesure que l'opérateur se rapproche de la po- sition de l'élément, un signal est produit par le d6toc- teur. Lorsque l'on rapproche davantage le détecteur de l'élément, l'amplitude ou la fréquence du ton change, l'am- plitude étant la plus faible lorsque le détecteur est le
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plus rapproché de l'élément à localiser; ainsi donc l'élé- ment peut être localise en observant l'amplitude du ton.
Dans le cas où l'élément est profondément enterre, cu que pour toute autre raison, il n'est pas faisable d'ob- server l'amplitude du ton, le détecteur peut être utilise de la façon suivante Au fur et à mesure que l'opérateur mène le détecteur à proximité de l'élément, un signal est engendré par le détecteur, comme décrit ci-dessus. L'opéra- teur peut alors accroître la sensibilité de l'appareil en réduisant davantage la régulation de l'amplification, jus- qu'à ce qu'une fois de plus le signal ne soit pas produit.
On réduit ainsi la surface de recherche de l'élément.
L'opérateur continue à déplacer l'unité détectrice au- dessus du sol et, lorsque le signal se reproduit, la régu- lation de l'amplification est réduite encore davantage, jusqu'à localiser un point auquel le signal s'abaisse de part et d'autre, ce point étant directement au-dessus de ou l'élément enterré/caché. L'opérateur peut alors suivre l'élément enterré en déplaçant l'unité détectrice au- dessus du sol de manière telle que le signal débite par l'unité détectrice est maintenu.
Revenant àl'unité détectrice; l'agencement du circuit sera maintenant décrit avec plus de détails : L'enroulement capteur 11 du récepteur amplificateur peut être un enroulement d'antenne comportant un noyau en fer- rite. Une capacité variable 11a est connectée en paral- lèle, en travers des extrémités de l'enroulement capteur, alors que la capacité résonnante de l'enroulement et de la capacité est présyntonisée sur le signal radié par l'élément. L'enroulement capteur est capacitivement
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couplé avec un amplificateur à transistor indiqué de façon générale en 24. Cet amplificateur est de configuration typique dans laquelle le signal est amené à la base du transistor pour commander le courant entre l'émetteur 24a et le collecteur 24b du transistor.
Un deuxième amplifi- cateur à transistor 26 est couplé inductivement comme la charge du premier amplificateur 24, et est couplé à son tour inductivement à l'entrée d'un troisième amplifica- teur à transistor 27. Un diviseur de tension 28à résis- tance variable est prévu dans le circuit de l'émetteur de base de l'amplificateur 27, pour constituer une régula- tion de l'amplification pour la sortie du circuit de l'am- plificateur-récepteur, Un circuit de réaction peut être prévu pour accroître la sensibilité d'ensemble et l'ampli- fication des amplificateurs. Une diode 13 dans le circuit de charge de l'amplificateur 27 sert à réduire la possibi- lit6 d'une auto-oscillation dans l'amplificateur de la fré- quence de radio, en réduisant le couplage par l'alimenta- tion courante,en force motrice.
De fait, la sortie de l'amplificateur est redressée on un signal à courant con- tinu par le circuit de base du transistor.14 auquel elle est amenée par une capacité 29. La résistance 31 fournit la polarisation de base do signal nul pour le transistor 14. Ainsi, le transistor 14 est polarisé juste sous la fermeture, de sorte qu'aucun courant ne se propage entre l'émetteur et le coDacteur du transistor, à moins qu'un signal ne soit produit dans le conducteur 32 par le cir- cuit récepteur'-amplificateur, ce signal ayant une force suffisante pour amener la tension de base du transistor 14 jusqu'à une polarisation vers l'avant, après quoi le transistor 14 devient conducteur.
Ainsi le transistor 14
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agit en tant qu'interrupteur qui n'est ordinairement pas conducteur, c'est-à-dire qui est ouvert, mais lorsqu'un signal de force suffisante est produit par le circuit récepteur-amplificateur, l'interrupteur devient conduc- teur ou se ferme. Le transistor 14 étant à l'état de conducteur, du courant est amené au multi-vibrateur 16.
Le multi-vibrateur 16 est typiquement un oscillateur, les valeurs des résistances et des capacitances dans son cir- cuit étant choisies de manière à ce qu'il produise un signal ayant une freé@quence dans la zone audible, ayant de préférence une valeur qui, lorsque le signal est am- plifié par l'amplificateur 17 et produit sous forme de son par le haut-parleur ou transducteur 18, donne lieu à l'émission d'un ton clair que l'on entend facilement.
Il est noté que le signal produit dans le con-' ducteur 32 par le récepteur-amplificateur est substantiel- lement proportionnel à la distance entre le détecteur ,et l'élément à localiser. En outre, il est ,noté que le tran- sistor 14 peut être considéré comme une résistance varia- ble dans le circuit do base de l'oscillateur 16, la résis- tanoe étant effectivement inversement proportionnelle à la force du signal dans le conducteur 32. La fréquence de la sortie de l'oscillateur 16 est contrôlés par la résistance du circuit de base ; dès lors, lorsque le si- gnal produit par le détecteur-amplificateur dans le con- ducteur 32 est suffisant pour entraîner la polarisation du transistor, l'oscillateur 16 produit un signal à une fréquence relativement élevée (audio) qui donne un ton très haut dans le haut-parleur 18.
Au fur et à mesure que le détecteur se rapproche de 1'élément caché, la force du
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signal dans le conducteur 32 est accrue et le transistor 14 conduit davantage de courant (sa résistance effective est abaissée) et l'oscillateur produit un signal de fré- quence plus réduite d'où il résulte un ton relativement plus bas dans le haut-parleur 18.
Pour récapituler, un signal est engendré dans l'oscillateur 19 et est amené à l'élément conducteur caché, à localiser, l'élément agissant d'une manière similaire à une antenne pour radier un signal de radio ayant la même fréquence ,que celle produite dans l'oscillateur 19. Le signal radié par l'élément induit un courant dans l'en- roulement 11, dont la force est substantiellement propor- tionnelle à la distance entre l'enroulement 11 et l'élé- ment caché. Le courant induit dans l'enroulement 11 pro- duit un signal de commande pour un amplificateur à 3 éta- ges qu a une sortie redressée.
Le signal de sortie de l'amplificateur 12 commande un interrupteur 14. En d'au- tres termes, lorsque le signal de l'amplificateur atteint un certain niveau, le transistor 14 est conducteur pour actionner un oscillateur 16 en vue de produire un signal de fréquence audio qui, à son tour, actionne un haut-par- leur 18 pour émettre un ton.
Si le signal produit dans l'enroulement a un niveau tel qu'en étant amplifié par l'amplificateur 12, le signal dans le conducteur 32 est insuffisant pour amener le transistor 14 à être conduc- teur, aucun signal de son n'est produit au haut-parleur 18, Toutefois, au fur et à mesure que l'enroulement 11 se rapproche de l'élément à localiser, la force de son signal s'accroît, et la force du signal en 32 s'accroît également.
Dès lors, lorsque l'enroulement 11 se trouve
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raisonnablement à proximité de l'élément à localiser, le transistor 14 est amené à être conducteur, et un ton de signal est émis par le haut-parleur 18, la hauteur du ton émis par le haut-parleur 18 varie depuis une hauteur rela- tivement élevée jusqu'à une hauteur relativement basse, au fur et à mesure que le détecteur se rapproche de l'élément caché.
La capacité variable, ou capacité d'intonation
11a est réglée d'avance. Le réglage de la polarisation, c'est-à-dire la résistance variable 28 dans le circuit de ' base du transistor 27 est commandé par un bouton 28a vi- sible dans la figure 1.
Bien que la présente invention ait été montrée et décrite comme comportant un dispositif à signal sonore, il va de soi que le transistor 14 peut actionner un dispo- sitif signalisateur tel que, par exemple, une lampe, auquel cas la seconde des deux méthodes de fonctionnement décrites ci-dessus serait probablement appliquée.
Il ressort de ce qui précède que la présente in- vention crée un dispositif nouveau et plus perfectionné pour localiser des tuyaux, des fils, des barres, des câbles, ou tout autre élément caché qui soit conducteur ou qui peut effectivement être rendu conducteur en y introduisant un fil ou analogue. Il est prévu un dispositif de locali- sation qui est compact et durable, relativement simple, et de fabrication facile et peu coûteuse. De plus, il est facile à actionner, même par les opérateurs les moins expé- rimentés, du fait qu'il émet un signal déterminé, non équi- voque, lorsque l'on se rapproche de l'élément à localiser.
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Dans la présente spécification et dans les reven- dications ci-jointes, il est fait état d'un élément électri- quement conducteur, par lequel terme on entend tout élément qui est électriquement conducteur par lui-même, comme des tuyaux métalliques, des fils, des câbles et analogues, et tout élément qui peut être rendu conducteur, par exemple, en introduisant un fil dans un tuyau en matière plastique non conductrice, ou même en fabriquant le tuyau avec une bande conductrice ou un fil conductour qui y est fixé, ren- dant ainsi Isolément effectivement conducteur.
Bien que la présente invention n'ait été montrée que sous une seule forme, il apparaîftra à ceux qui sont versés en la matière qule ne se limite pas à cela, mais qu'elle est susceptible d'être modifiée sans se départir de son esprit et il est donc requis que seules noient appli- quées les limitations spécifiquement mises en avant dans les revendications ci-jointes.
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R E V END ICA T l 0, N S .
1. Dans un appareil pour localiser et déterminer le tracé d'éléments électriquement conducteurs; (a) un générateur produisant un signal prédéterminé de fré- quence radio.
(b) un dispositif couplant électriquement le dit générateur à l'élément conducteur, de manière à ce que l'élément conducteur radie un signal radio ayant substantiellement la même fréquence que celle produite par le générateur.
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