DK160375B

DK160375B - Apparat til bestemmelse af afstanden til en skjult ledende genstand

Info

Publication number: DK160375B
Application number: DK325781A
Authority: DK
Inventors: Earl Jay Peterman
Original assignee: Metrotech Corp
Priority date: 1980-07-31
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1991-03-04
Also published as: DE3173114D1; US4387340A; DK325781A; EP0045486B1; DK160375C; EP0045486A3; EP0045486A2

Description

DK 160375 B

Opfindelsen angår et apparat til bestemmelse af den vinkelrette afstand fra en position på en overflade til en skjult ledende genstand, idet genstanden udstråler et elektromagnetisk vekselfelt, hvilket apparat omfatter organer til at indikere 5 apparatets position på overfladen i forhold til den ledende genstand, en første føler, der er indrettet til at modtage et første signal svarende til positionen af den første føler og tilvejebringe en ferste udgangsspænding proportional med styrken af det første signal, en anden føler, der er indrettet til 10 at modtage et andet signal svarende til positionen af den anden føler og tilvejebringe en anden udgangsspænding proportional med styrken af det andet signal, bæreorganer til at anbringe den første og den anden føler i en udvalgt og fikseret indbyrdes afstand i en retning vinkelret på overfladen, for-15 stærkerorganer til forstærkning af den første og den anden spænding, beregningsorganer til beregning af afstanden til genstanden ud fra den forstærkede første og anden spænding og visningsorganer til visning af den beregnede afstand.

20 Flere elektroniske anordninger kan anvendes til i et horisontalt plan at bestemme positionen af nedgravede eller på anden måde skjulte elektriske ledningsstrukturer. En af disse anordninger anvender en vekselstrøm, der tilføres til strukturen, såsom et rør, en tråd eller et kabel ved direkte forbindelse 25 eller ledende kobling. Denne struktur kan derefter lokaliseres i det horisontale plan eller sideværts over jorden ved hjælp af en horisontal afstandsspole og en forstærker med en passende indikator, såsom en måler eller en hørbar transponder. Når modtagerantennen eller aftastningsspolen bringes nærmere til 30 den respektive struktur, øges signal niveauet, og i positionen nærmest strukturen, dvs. direkte over strukturen frembringes det kraftigste signal. En sådan anordning er beskrevet i "BELL LAB0RIT0RIES RECORD" november 1965. Denne anordning anvender to signalmodtagere eller antenner med en indbyrdes afstand i 35 vertikal retning. Antennerne afføler et signal, der udstråles af en genstand. Forholdet mellem amplituderne af signalerne fra de to antenner anvendes til at bestemme dybden for gen- 2

DK 160375B

standen. Dette sker i to trin. Først afføles et forstærket signal fra den nedre af de to antenner, og ved hjælp af en s ignalniveaujuster ing er en måler manuelt justeret til fuld skala afhængigt af signalet. Derefter er den nedre antenne 5 frakoblet, og et forstærket signal fra den øvre antenne er ført til den samme måler. Den resulterende skalareduktion er derefter repræsentativ for forholdet imellem signalerne og indikerer dybden af genstanden, eftersom måleren er kalibreret til dette formål. Selv om anordningen er i stand til at give 10 gode resultater, er den en smule kompliceret at betjene, som følge af at den nødvendiggør flere manuelle trin. Derudover kan unøjagtigheder forekomme som følge af interferenssignaler, som giver unøjagtigheder i målingen af det udstrålede signal. Unøjagtigheder kan også skyldes fejl i de manuelle justerin-15 ger, måleaflæsninger og den nøjagtige position af strukturen.

En anden anordning er beskrevet i US-patentskrift nr. 3 893 025 og GB-patentskrift nr. 1 509 914. Denne anordning anvender et helt andet princip, idet signaludgangene fra de to antenner 20 er forbundet på en subtraktiv måde. Til at begynde med justeres signalet ved hjælp af en justerbar attenuator. Dybden af genstanden kan derefter udlæses direkte fra en kalibreret skala i forbindelse med attenuatoren eller de respektive målere. Denne anordning er imidlertid udsat for menneskelige fejl, 25 eftersom den nødvendiggør en manuel begynde!sesjuster ing. Anordningen er desuden udsat for unøjagtigheder som følge af interferentsignaler.

Fra FR-patentskrift nr. 2 349 841 kendes et apparat af den i 30 krav l's indledning angivne art. Organer til bestemmelse af apparatets position på jordoverfladen anvendes til at anbringe apparatet nøjagtigt over genstanden. Apparatet indeholder separate forstærkere for henholdsvis den første og den anden signalspænding, og målenøjagtigheden er derfor forholdsvis 3 5 begrænset. Ved en successiv tilførsel af den første og den anden signalspænding til en måler via et og samme forstærkerorgan - jf. artiklen fra "BELL LABORATORIES RECORD" - ville

DK 160375 B

3 man få de samme unøjagtigheder som følge af s ignalfeltændringer eller drift af forstærkeren i tiden mellem på hinanden følgende målinger.

5 US-patentskrift nr. 4 220 913 omtaler også et måleapparat, der gør brug af flere forstærkere og derfor har de samme ulemper.

Formålet med opfindelsen er at anvise hvorledes et apparat af den indledningsvis nævnte art vil kunne modificeres, således 10 at unøjagtigheder som følge af forstærkerdrift undgås, og unoj-agtigheder som følge af signalfeltændringer holdes på et minimum.

Dette formål er ifølge opfindelsen opnået ved at forstærkeror-15 ganerne udgøres af en enkelt forstærker, der forstærker der, første og den anden spænding successivt, hvilket apparat desuden omfatter organer til automatisk styring af forstærkningen af forstærkerorganerne således, at forstærkningen under forstærkningen af den første spænding er den samme som under for-20 stænkningen af den anden spænding, hvilke organer til automatisk styring af forstærkningen af forstærkerorganerne omfatter aftaste- og holdeorganer til at aftaste den forstærkede første spænding under dennes forstærkning og holde den forstærkede første spænding under forstærkningen af den anden spænding, 25 idet udgangen af aftaste- og holdeorganerne styrer forstærkningen af forstærkerorganerne, hvilket apparat desuden omfatter sekvensstyreorganer for automatisk og successivt at forbinde indgangen af forstærkerorganerne til den første føler og den anden føler, til automatisk styring af aftaste- og holde-30 organerne og til automatisk drift af beregningsorganerne.

En forudsætning for at der kan foretages en nøjagtig afstands-måling er, at apparatet befinder sig direkte over den skjulte genstand, og dette sikres ved hjælp af de i krav 2 og 3 angiv-35 ne foranstaltninger.

Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor

DK 160375 B

4

Fig. 1 viser et apparat ifølge opfindelsen, fig. 2 et diagram over apparatet, 5 fig. 3 et diagram over den i fig. 2 viste dybdeberegner og fig. 4A-4H tidsdi agrammer af de forskellige komponenter af dybdeberegneren.

10 Fig. 1 illustrerer et eksempel på en anvendelse af apparatet 10 ifølge opfindelsen. Apparatet 10 er anbragt på jordoverfladen 12 over et nedgravet kabel 14, hvortil der tilføres et elektromagnetisk signal. Signalet tilføres fra en sender 16; eksempelvis via en tråd 18. Andre koblinger, såsom induktiv 15 kobling via en antenne kan også komme på tale. Der anvendes typisk et umoduleret signal af en frekvens på 83 kHz. Apparatet 10 indeholder en nedre stav 20 og en øvre stav 22, der er anbragt i indbyrdes afstand og er monteret på en vertikal understøtning 24. Elektriske kredsløb i form af blokke - se fig.

20 2 - er indeholdt i et kabinet 26, som også er monteret på un derstøtningen 24. Den øvre stav 22 er topføleren 29, som er i stand til at modtage signalet udstrålet fra det nedgravede kabel 14 og frembringe en udgangsspænding proportional med styrken af det modtagne signal. Nær skæringen af den nedre stav 20 25 med den vertikale understøtning 24 sidder der en bundføler 28, som også er i stand til at modtage signalet genereret ved hjælp af det nedgravede kabel 14 og frembringe en udgangsspænding i forhold til styrken af det modtagne signal. I den nedre stav 20 er der til den ene side af den vertikale understøtning 30 24 en venstre føler 21, som er indrettet til at modtage signa let fra det nedgravede kabel 14 og tilvejebringe en udgangsspænding proportional med styrken af det modtagne signal. Til den anden side af den vertikale understøtning 24 og i den nedre stav 20 sidder der en højre føler 23, som ligeledes er i 35 stand til at modtage signalet fra det nedgravede kabel 14 og tilvejebringe en udgangsspænding proportional med styrken af det modtagne signal. Den venstre føler 21 er identisk med den

DK 160375 B

5 højre føler 23. Relationerne mellem den øverste og den neder-ste føler 29 og 28 og den venstre og den højre føler 21 og 23 er således, at linien defineret ved hjælp af den øverste og den nederste føler 29 og 28 står i hovedsagen vinkelret på og 5 i hovedsagen skærer en linie defineret ved hjælp af den venstre og den højre føler 21 og 23. I kabinettet 26 er der en højttaler 30, en digital visning 32 og en måler 34. I kabinettet 26 er der desuden en vælgeromskifter 36 og en dybdeafbryder 38, hvilket vil blive beskrevet i forbindelse med fig. 10 2.

I det i fig. 2 viste kredsløb består bundføleren 28 af en elektrisk aftastnings- eller antennespole, der står i hovedsagen lodret. Udgangen af den nederste føler 28 er forbundet til 15 en forforstærker 40. Udgangen af forforstærkeren 40 er forbundet til en AGC-styret forstærker 42, hvis forstærkning er styret af AGC-forstærkeren 44. Udgangsspændingen forstærket ved hjælp af forstærkeren 42 er fort til en første fasefølsom detektor 46, hvortil også udgangssignalet af en faselåst sløjfe 20 48 er ført. Den faselåste sløjfe 48 og den første fasefolsomme detektor 46 omsætter spændingen forstærket ved hjælp af forstærkeren 42 til en DC-spænding, der proportional med AC-sig-nalspændingen fra forstærkeren 42, som på sin side afhænger af styrken af det af den nederste føler 28 modtagne signal. DC-25 udgangen af den første fasefølsomme detektor 46 forstærkes ved hjælp af en DC-forstærker 50. DC-forstærkeren 50 føder en AGC aftaste/ho1dekreds 52, der anvendes til at styre AGC-forstær-keren 44. Som før nævnt styrer AGC-forstærkeren 44 forstærkningen af forstærkeren 42. Udgangen af DC-forstærkeren 50 er 30 også ført til en dybdeberegner 64. Udgangen af den forstærkningsstyrede forstærker 42 er også ført til den faselåste sløjfe 48. Den fase låste sløjfe 48 består af to hovedkomponenter, nemlig en fasefølsom detektor 54 og en spændingsstyret krystaloscillator {VC0)/deler 56. Den faselåste sløjfe 48 35 frembringer et indre klokimpulssignal, der er i synkronisme med signalet fra den nederste føler 28 eller den øverste føler 29. Kloksignalet er i fase med signalet fra den forstærkningssty-

DK 160375 B

6 rede forstærker 42 og er tilført til den første fasefølsomme detektor 46 for derved at omsætte AC-signalet til et DC-sig-nal, som derefter forstærkes af DC-forstærkeren 50. Selv om andre kredsløb kan komme på tale, er en faselåst sløjfe 48 at 5 foretrække, eftersom den i stor udstrækning eliminerer støj.

VCO 56 frembringer også et signal, som er 90° faseforskudt og tjener som klokstyring for den faselåste fasefølsomme detektor 54, for derved at frembringe et signal med en DC-spænding, der med tilnærmelse er 0V. Denne spænding forstærkes og indføres i 10 VCO 56 ved hjælp af en ikke vist forstærker, der frembringer et udgangssignal med et spændingsudsving på ± 5 volt DC og indføres i VCO 56, hvilket giver en konstant frekvens på 2.7 MHz. Frekvensen på 2.7 MHz indføres i frekvensdeleren af VCO 56, som neddeler til en frekvens, som er den samme som fre-15 kvensen af signalet transmitteret ved hjælp af kablet 14, dvs.

83 kHz.

Ved aktivering af dybdeafbryderen 38 aktiveres samtidigt et sekvensnetværk 60. Efter ca. 2 sekunder skifter sekvensnet-20 værket 60 indgangen af den forstærkningsstyrede forstærker 42 fra bundføleren 28 til topføleren 29. Der foretages således en aflæsning af udgangsspændingen af den øverste føler 29. Den øverste føler 29 består ligesom den nederste føler 28 af en elektrisk aftastnings- eller antennespole og er også anbragt i 25 en i hovedsagen vandret position. Udgangsspændingen af den øverste føler 29 er forbundet til en forforstærker 62. To sekunder efter aktiveringen af sekvensnetværket 60 instruerer sekvensnetværket 60 også AGC-aftaste/holdekredsen 52 om at holde udgangen af DC-forstærkerer. 50 for derved at holde for-30 stærkningen under forstærkningen af udgangsspændingen af topføleren 29 således, at forstærkningen af udgangsspændingen af topføleren er den samme som forstærkningen af udgangsspændingen af bundføleren 28. Som tidligere er den af forstærkeren 42 forstærkede udgangsspænding af topføleren 29 omsat til en DC-35 spænding ved hjælp af den første fasefølsomme detektor 46, der er klokstyret ved hjælp af faseklokspændingen fra faselåssløjfen 48. DC-udgangen af den første fasefølsomme detektor 46 er

DK 160375 B

7 forstærket af DC-forstærkeren 50. Udgangssignalet af DC-for-stærkeren 50 er også tilført til dybdeberegneren 64. Virkemåden af dybdeberegneren 64 vil nu blive forklaret under henvisning til fig. 3.

5

Dybdeberegneren 64 beregner dybden for det nedgravede kabel 14 ved hjælp af følgende formel

Dybde = --C

jq Ebund-Etop hvor Etop - forstærket udgangsspænding af topfoleren 29,

Ebund = forstærket udgangsspænding af bund føleren 28, K = konstant afstand imellem topføleren 29 og bundfø-15 leren 28, C = en anden konstant afstand imellem bundføleren 28 og spidsen af den vertikale understøtning 24, der hviler på jorden 12.

20 Udgangen af DC-forstærkeren 50 er forbundet til dybdeberegneren 64. I dybdeberegneren 64 er der tilvejebragt en forbindelse fra DC-forstærkeren 50 til en aftaste/holdekreds 70, en substraktionsenhed 72 og en serieafbryder 74. Sekvensnetværket 60 er også forbundet til aftaste/holdekredsen 70. Udgangssig-25 nalet af aftaste/holdekredsen 70 føres til subtraktionsenheden 72. Udgangssignalet af subtraktionsenheden 72 føres til en integrator 76, hvortil udgangen af en flip/flop 78 også er forbundet. Klokfrekvensen (på tilnærmelsesvis 81 Hz fra frekvens-deleren 58) indstiller flip-floppen 78. Udgangen af integra-30 toren 76 er sammen med en DC-tærskel 80 forbundet til en kom-parator 82. Udgangen af komparatoren 82 tilbagestiller flip-floppen 78. Udgangen af flip-floppen 78 driver også serieafbryderen 74 og en shuntafbryder 84. Shuntafbryderen 84 og serieafbryderen 74 er forbundet til et middelværdidannende net-35 værk 86. Udgangen af det middelværdidannende netværk 86 er forbundet til en bufferforstærker 88, som på sin side er forbundet til et kalibrerings- og subtraktionsnetværk 90. Fra

DK 160375 B

8 kalibrerings- og subtraktionsnetværket 90 er dybdeberegneren 64 forbundet til en A/D-omsætter 66.

Der refereres nu til fig. 4 A-H, der viser tidsdiagrammer un-5 der drift af dybdeberegneren 64. Når brugeren aktiverer dybdeafbryderen 38, starter sekvensnetværket 60 ved Tg· Den forstærkede udgangsspænding af bundføleren 28 Ebund indlæses i dybdeberegneren 64. Ved T2 aktiveres sekvensnetværket 60 og aftaste/holdekredsen 70 til at holde eller lagre værdien af 10 Ebund· Vec* T2 skifter sekvenstnetværket 60 automatisk afbryderne til indføring til den forstærkningsstyrede forstærker 42 fra bundføleren 28 til topføleren 29. Indgangen til dybdeberegneren 64 er derefter den forstærkede udgangsspænding af topføleren 29 E.j.0p, Ved T2 er E^und således holdt i aftaste/- 15 holdekredsen 70 og tilført til subtraktionsenheden 72, idet Etop også er tilført til subtraktionsenheden 72. Et0p er også tilført til serieafbryderen 74. Udgangen af subtraktionsenheden 72 bestemmer udgangs-savtakfrekvensen af integratoren 76 (hastigheden af stigningen af rampen er proportional med 20 ^bund-Etop)· Når rampen er lig med reference-tærskelværdien DC 80 (en forudindsti1 let positiv referencespænding) sender kom-paratoren 82 en tilbagestillings impuls til flip-floppen 78, hvis reverserende udgange nu: 25 a) åbner serieafbryderen 74, b) lukker shuntafbryderen 84 og c) tilbagestiller udgangen af integratoren 76 til 0.

Integrationen af Epunc(-Et0p og prøveudtagningen af Ε^0ρ i for-30 hold til rampetiden (som er omvendt proportionalt med Ebund” Etop) er grundlaget for den af ligningen nødvendiggjorte divi-si onsfunktion og startes og gentages, hver gang en kl okimpuls (81.05 Hz) sætter flip-floppen 78.

35 Bufferforstærkeren 88 forhindrer en fyldning af det middelværdidannende netværk 86, hvorefter DC-udgangssignalet føres gennem kalibrerings- og subtraktionsnetværket for skal afaktorju- 9

DK 160375B

stering og subtraktion af "C" inden tilførsel til A/D-omsætte-ren 66 og den digitale visning 32. "C" er en lille numerisk værdi, som repræsenterer afstanden fra jord til aksen af bundføleren 28, og som substraheres ved blot at indføre en lille 5 konstant strøm til det resistive kalibreringsnetværk.

Beregningen afsluttes efter tilnærmelsesvis 7 sekunder fra aktivering af dybdeafbryderen bestemt af de digitale tidstagerkredsløb af sekvensnetværket.

10 I fig. 2 ses også den venstre føler 21 og den højre føler 23, som hver især er indrettet til at modtage signalet og tilvejebringe en udgangsspænding i forhold til styrken af det modtagne signal. Den venstre og den højre føler 21 og 23 udgøres 15 også af elektriske aftastning- eller antennespoler og er kombineret substraktivt svarende til, at følerne 21 og 23 er forbundet i modfase. Udgangen af det kombinerede signal fra den venstre føler og den højre føler 23 er forbundet til en forforstærker 100. Signalet fra forforstærkeren 100 er forstærket 20 hjælp af en anden forstærkningsstyret forstærker 102, hvis forstærkning er styret af AGC-forstærkeren 44. Udgangen af den forstærkningsstyrede forstærker er indført i en L/R-faseføl som detektor 104, som også er klokstyret af den i fase værende klokspænding fra den faselåste sløjfe 48. Som før nævnt tjener 25 den forstærkningsstyrede forstærker 102 til at forstærke udgangsspændingen fra det kombinerede signal af henholdsvis venstre og højre føler 21 og 23, medens den fasefølsomme detektor 104 og den faselåste sløjfe 48 kombinerer til dannelse af et udgangssignal i form af en DC-spænding, som er proportional 30 med det kombinerede subtraherede signal modtaget ved hjælp af venstre og højre føler 21 og 23. Polariteten af DC-spændi ngen er bestemt af fasen af de kombinerede subtraherede signaler. Fasen af udgangsspændingen fra bundføleren 28 anvendes som reference. Eftersom 0° klokspændi ngen fra VC0 56 er nøjagtigt i 35 fase med udgangsspændingen fra bundføleren 28, kan 0° klokspæn-dingen fra VC0 56 også anvendes som reference til den fasefølsomme detektor 104. Hvis det kombinerede subtraherede signal

DK 160375B

10 er i fase med 0° klokspændingssignalet fra VCO 56, er udgangen af den fasefølsomme detektor 104 en positiv DC-spænding. Hvis det kombi nerede subtraherende signal er 180° faseforskudt i forhold til 0° klokspændingssignalet fra VCO 56, er udgangen 5 af den fasefølsomme detektor 104 derimod en negativ DC-spænding. Den fasefølsomme detektor 104 er forbundet til en måler, der driver en forstærker 106, der er forbundet til måleren 34. Udgangen af målerforstærkeren 106 er også forbundet til et au-diodrivtrin 108, som er portstyret ved hjælp af frekvenserne 10 fra frekvensdeleren 58 og er forbundet til højttaleren 30.

I en variation af den i fig. 2 viste udførelsesform er den venstre og den højre føler 21 og 23 erstattet af en enkelt føler, såsom en aftastn ingsspo1e, der er anbragt i en i hoved-15 sagen vertikal position. Udgangen af denne føler kan også forbindes til forforstærkeren 100. Fasen af bundføleren 28 er også anvendt som reference. Også denne føler befinder sig direkte over kablet 14, og dens udgangsspænding er i hovedsagen 0. Når føleren befinder sig på den ene side af kablet 14, 20 frembringer den en udgangsspænding, der er forskellig fra 0. Fasen af bundføleren 28 anvendes til at bestemme, til hvilken side af kablet 14, føleren er anbragt. Selv om denne udførelsesform (hvor højre og venstre føler 21 og 23 er erstattet af en enkelt føler) også giver information om retningen til kab-25 let 14, så er den i fig. 2 viste udførelsesform at foretrække.

Under drift aktiveres apparatet 10 først ved hjælp af vælgeromskifteren 36. Signalet fra det nedgravede kabel 14 modtages ved hjælp af venstre og højre føler 21 og 23. I tilfælde 30 af, at apparatet 10 befinder sig på den ene side af det nedgravede kabel 14, vil de kombinerede subtraktive signaler fra venstre og højre føler 21 og 23 resultere i en spænding, der er forskellig fra 0. Med apparatet 10 på den ene side af kablet vil en af følerne (enten den venstre eller den højre fø-35 ler), nemlig modtage et signal, der er større end ved den anden føler. Udgangsspændingen af den ene føler vil således være større end udgangsspændingen af den anden føler. Den kombine- Π DK 160375 Β rede spænding er forstærket af forforstærkeren 100 og af den forstærkningsstyrkede forstærker 102. Denne spænding omsættes til en DC-spænding ved hjælp af den fasefølsomme detektor 104 og driver på tilsvarende måde målerforstærkeren 106, hvilket 5 resulterer i en afbøjning på måleren 34. Polariteten af D C - spændingen fastlagt ved hjælp af fasen af bundføleren 28 bestemmer afbøjningsretningen på måleren 34. Den samme forstærkede DC-spænding er på tilsvarende måde fort til audiodriv-trinnet 108 med den resulterende udgang på højttaleren 30.

10 Både den visuelle udgang, der er indikeret ved hjælp af måleren 34, og den hørbare udgang, der er indikeret ved hjælp af højttaleren 30, indikerer for brugeren, at apparatet 10 ikke befinder sig direkte over det nedgravede kabel 14. Hvis apparatet 10 befinder sig til højre for kablet 14, vil måleren 34 15 indikere afbøjningen til venstre, hvilket indikerer, at brugeren skal bevæge sig til venstre for at befinde sig direkte over det nedgravere kabel. På tilsvarende måde, kan udgangen til højttaleren 30 udgøres af to forskellige toner: den ene en vedvarende hørbar tone og den anden en choppet tone afhængigt 20 af, om brugeren befinder sig til højre eller til venstre for det nedgravede kabel 14. Når brugeren står direkte over det nedgravede kabel 14, vil den kombinerede subtraherende udgang af venstre og hojre føler 21 og 23 i hovedsagen svare til et O-spændingssignal. Denne 0-spænding forstærket ved hjælp af 25 den forstærkningsstyrede forstærker 102 og omsat til et DC- niveau ved hjælp af den fasefelsointne detektor 104, vil stadig give en 0-spænding. Måleren 34 vil således ikke afbojes, og højttaleren 30 vil heller ikke blive aktiveret. Til dette tidspunkt kan brugeren foretage en dybdeaflæsning. Dette sker 30 ved at aktivere dybdeafbryderen 38, som starter driften af sekvensnetværket 60. Som før nævnt er aflæsningen fra bundføleren 28 til at begynde med forstærket ved hjælp af den forstærkningsstyrede forstærker 42, omsat til en DC-spænding ved hjælp af den første fasefølsomme detektor 46, forstærket ved 35 hjælp af DC-forstærkeren 50 og lagret i dybdeberegneren 64.

Efter et forudbestemt interval på ca. 2 sek. instruerer sekvensnetværket 60 AGC-aftaste/holdekredsen 52 om at holde vær- 12

DK 160375B

dien fra DC-f orstærkeren 50. Denne holder på sin side forstærkningen af AGC-forstærkeren 44 ved det niveau, ved hvilket signalet fra bundføleren 28 er forstærket. Samtidigt skifter sekvensnetværket 60 elektronisk indgangen til forstærkeren 42 5 fra bundføleren 28 til topføleren 29. Udgangen af forstærkeren 42 er igen konverteret til en DC-spænding ved hjælp af den første fasefølsomme detektor 46 og forstærket ved hjælp af DC-forstærkeren 50. Signalet er også tilført til dybdeberegneren 52, som beregner dybden af kablet 14 på basis af de to værdier 10 af de to forstærkede spændinger. Resultatet af beregningen tilføres til et A/D omsætter/visningsdrivtrin 66 og vises på den digitale visning 32, der f.eks. kan bestå af flydende krystal ler.

15 Af ovenstående ses, at der er flere fordele ved apparatet ifølge opfindelsen. Til forskel fra apparaterne i USA patentskrift nr. 3.893.025 og britisk patentskrift nr. 1.509.914 gør apparatet ifølge opfindelsen ikke brug af en føler til sub-traktiv beregning af dybden. Dette resulterer i en større grad 20 af linearitet, hvorved der lettere opnås en udlæsning i digital form. Til forskel fra apparatet beskrevet i "Bell Laboratories Record", november 1965, overvinder apparatet ifølge opfindelsen vanskelighederne ved unøjagtigheder som følge af manuel justering ved automatisk fastlåsning til forstærkningen 25 af forstærkeren således, at forstærkningen under forstærkningen af en af signalerne er den samme som under forstærkningen af det andet signal. Dette resulterer i en større grad af nøjagtighed end hidtil, og antallet af manuelle procestrin reduceres. Derudover reduceres interferenssignalerne, hvorved nøj-30 agtigheden øges yderligere. Til forskel fra de kendte apparater har apparatet ifølge en udførelsesform for opfindelsen horisontale detektionsorganer, dvs. en venstre og en højre føler 21 og 23 til mere præcist at indikere, når apparatet ifølge opfindelsen befinder sig direkte over det underjordiske kabel 35 14, der skal måles. Der er intet gætværk med hensyn til den præcise placering af kablet 14. Hvis der sker målefejl, når apparatet 10 ikke befinder sig direkte over kablet 14, er an-

Claims

1. Apparat til bestemmelse af den vinkelrette afstand fra en 15 position på en overflade (12) til en skjult ledende genstand (14), idet genstanden udstråler et elektromagnetisk vekselfelt, hvilket apparat omfatter organer (21, 23, 100, 102, 104, 106, 34) til at indikere apparatets (10) position på overfladen (12), i forhold til den ledende genstand, en forste foler 20 (28 ), der er indrettet til at modtage et farste signal sva rende til positionen af den første føler (28) og tilvejebringe en første udgangsspænding proportional med styrken af det første signal, en anden føler (29), der er indrettet til at modtage et andet signal svarende til positionen af den anden 25 føler og tilvejebringe en anden udgangsspænding proportional med styrken af det andet signal, bæreorganer (24) til at anbringe den første og den anden føler i en udvalgt og fikseret indbyrdes afstand i en retning vinkelret på overfladen, forstærkerorganer (42) til forstærkning af den forste og den an- 30 den spænding, beregn ingsorganer (64) til beregning af afstan den til genstanden ud fra den forstærkede første og anden spænding og visningsorganer (32) til visning af den beregnede afstand, kendetegnet ved, at forstærkerorganerne (42) udgøres af en enkelt forstærker, der forstærker den før-35 ste og den anden spænding successivt, hvilket apparat desuden omfatter organer (44, 52) til automatisk styring af forstærkningen af forstærkerorganerne (42), således at forstærkningen DK 160375 B under forstærkningen af den første spænding er den samme som under forstærkningen af den anden spænding, hvilke organer til automatisk styring af forstærkningen af forstærkerorganerne (44, 25) omfatter aftaste- og holdeorganer (52) til at aftaste 5 den forstærkede første spænding under dennes forstærkning og holde den forstærkede første spænding under forstærkningen af den anden spænding, idet udgangen af aftaste- og holdeorganerne (52) styrer forstærkningen af forstærker-organerne, hvilket apparat (10) desuden omfatter sekvensstyreorganer (60) 10 for automatisk og successivt at forbinde indgangen af forstærkerorganerne (42) til den første føler (28) og den anden føler (29), til automatisk styring af aftaste- og holdeorganerne (52) og til automatisk drift af beregningsorganerne (64).

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at in diker i ngsorganerne omfatter en tredje føler (21), der er indrettet til at modtage et tredje signal svarende til positionen af den tredje føler og tilvejebringe en tredje udgangsspænding proportional med styrken af det tredje signal, en fjerde føler 20 (23), der er indrettet til at modtage et fjerde signal svaren de til positionen af den fjerde føler og tilvejebringe en fjerde udgangsspænding proportional med styrken af det fjerde signal, bæreorganer (24) til anbringelse af den tredje og fjerde føler (21, 23) i en udvalgt og fikseret indbyrdes af-25 stand i en retning parallel med overfladen (12), hvorved en linie defineret ved hjælp af den første og den anden føler står i hovedsagen vinkelret på og i hovedsagen skærer en tredje linie defineret ved hjælp af den tredje og den fjerde føler (21, 23), idet kombinationsorganer kombinerer den tredje 30 udgangsspænding og den fjerde udgangsspænding på en subtraktiv måde, og detekti onsorganer (104), der kan reagere på udgangen af kombinationsorganerne ved at indikere, når det kombinerede udgangssignal ligger på i hovedsagen nul.

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at in- dikeringsorganerne omfatter retningsindikerende organer (34), der kan reagere på udgangen af kombinationsorganerne ved at DK 160375 B indikere den retning, i hvilken apparatet skal forskydes, således at den kombinerede udgangsspænding kommer til at ligge på i hovedsagen nul .

4. Apparat ifølge krav 1,2 eller 3, k e n d e t e g n e t ved organer (48, 46, 50) til omsætning af den forstærkede forste og anden spænding til en DC-spænding.

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at 10 omsætteorganerne udgøres af en fasedetektor (46), der taktstyres ved hjælp af en faselåst sløjfe.

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at indiker i ngsorganerne omfatter yderligere forstærkerorgar.er (100, 15 102) til forstærkning af udgangssignalet af kombinationsorga nerne.

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at organerne til automatisk styring af forstærkningen af forstær- 20 kerorganerne (44, 52) er indrettet til at styre forstærkningen af de yderligere forstærkerorganer (100, 102).

8. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at inti i ker i ngsorganerne omfatter en tredje føler, der er indrettet 25 til at tilvejebringe en tredje udgangsspænding, der svarer til positionen af den tredje føler og i hovedsagen er nul, når den tredje føler befinder sig direkte over genstanden, forstærker-organer til forstærkning af den tredje udgangsspænding, idet enten den første eller den anden føler (28, 29) er indrettet 30 til at modtage et første signal svarende til positionen af føleren og tilvejebringe en fjerde udgangsspænding med en referencefase, fasedetektororganer til omsætning af den forstærkede tredje udgangsspænding til en DC-spænding med en polaritet bestemt af referencefasen, og retningsindikerende organer 35 (34), der kan reagere på DC-spændi ngen ved at indikere den retning, i hvilken apparatet skal forskydes, således at den tredje udgangsspænding i hovedsagen antager værdien nul.