Вхідний пристрій шукача підземних металевих комунікацій

Вхідний пристрій шукача підземних металевих комунікацій, який складається з магнітної антени паралельного LC-контура, початковий вивід ко тушки індуктивності якого з єднаний з загальною шиною, та підсилювача вхідного сигналу, нешвертуючий вхід якого з'єднаний через перший резистор із загальною шиною, а інвертуючий вхід через другий резистор з виходом підсилювача, який відрізняється тим, що у пристрій введено другу котушку індуктивності, початковий вивід якої з'єднаний через конденсатор з інвертуючим входом підсилювача, а кінцевий її вивід - з кінцевим виводом першої котушки індуктивності паралельного LC-контура Вхідний пристрій стосується контрольновимірювальної техніки і застосовується в приладах для визначення місць знаходження підземних металевих комунікацій (кабелів з металевими елементами, трубопроводів) під час будівництва та експлуатації Відомий пристрій для пошуку кабелів з металевою оболонкою (Заявка № 95115757/09А "Кабелеискатель" Россия Бюллетень изобретений № 27, 1997 г) Наведений у зазначеному бюлетені кабелешукач не дозволяє отримати очікуваний технічний результат в умовах дії потужних промислових завад (в зоні високовольтних ЛЕП, вздовж контактних мереж електротранспорту) Це зумовлено тим, що наведені в магнітній антені сигнали завад можуть перевантажити вхідний підсилювач кабелешукача Відомий пристрій для пошуку підземних металевих комунікацій, в якому для прийому електромагнітного випромінювання застосовують магнітну антену - паралельний резонансний LC - контур (Ю М Панчишин, С Т Усатенко "Измерение переменных магнитных полей" - Киев, "Техніка" 1973 стр 14) Завдяки резонансному LC - контуру вужчає смуга пропускання частотного діапазону і через це підвищується відношення рівнів корисного сигналу до завад При цьому частота завад лежить поза смугою пропускання LC-контура Проте даний пристрій не дозволяє отримати очікуваний технічний результат, особливо в умовах дії потуж них промислових завад На виході пристрою рівень сигналу завад може перевищувати рівень корисного сигналу (сигналу генератора), що не дозволить чітко його визначити Відомий аналог, який найбільш близький за сукупністю суттєвих ознак з запропонованим винаходом - приймальний пристрій шукача підземних трубопроводів (Авторское свидетельство СССР № 1287080, G01V3/08, Официальный бюллетень Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий "Открытия, изобретения", № 4, 1987, стр 203) Пристрій має магнітну антену паралельний LC - контур, з якого наведений сигнал через ВІДПОВІДНІ конденсатори подається на інвертуючий та нешвертуючий входи диференціального підсилювача Недоліком пристрою є те, що вихідним сигналом підсилювача є підсилена різниця сумарного сигналу (корисного сигналу і сигналу завад), який подається на входи диференціального підсилювача без зміни співвідношення їх рівнів В основу винаходу поставлено задачу створення пристрою, за допомогою якого можна отримати на його виході підвищення відношення рівня корисного сигналу до завад, що дозволить проводити гарантоване визначення місця знаходження підземних комунікацій в умовах дії потужних завад електромагнітного випромінювання промислового походження Зазначену технічну задачу вирішено завдяки тому, що в запропонований пристрій шукача під (О 46414 земних металевих комунікацій, до складу якого входить магнітна антена - паралельний LC - контур і підсилювач сигналу, додатково введено рівнозначну за електричними параметрами котушку індуктивності, причому, початковий вивід и з'єднано через конденсатор з інвертуючим входом підсилювача, а кінцевий вивід - з кінцевим виводом котушки індуктивності паралельного LC - контура Початковий вивід котушки індуктивності паралельного LC - контура з'єднано із загальною шиною, з якою через перший резистор з'єднано також неінвертуючий вхід підсилювача, а його інвертуючий вхід через другий резистор з'єднано з виходом підсилювача Суть винаходу і суттєві ВІДМІННОСТІ запропонованого пристрою від прототипу полягають у введенні в магнітну антену другої котушки індуктивності, у сукупності зв'язків З існуючими елементами пристрою та зміною зв'язків існуючих елементів між собою, що дозволило підвищити відношення рівнів корисного сигналу до завад Сигнали завад, що збуджуються електромагнітним полем в котушках індуктивності, які з'єднані зустрічне, індукуються у проти-фазі і взаємно компенсуються Корисний сигнал, що збуджується електромагнітним полем в котушках індуктивності, і який має більш високу частоту коливань, завдяки конденсатору паралельного LC - контура, буде компенсуватися в котушках індуктивності значно меншою мірою Корисний сигнал надходить через конденсатор на інвертуючий вхід підсилювача Крім того, схема, в якій магнітна антена з'єднана з інвертуючим входом підсилювача, є перетворювачем струму в напругу Завдяки цьому параметри магнітної антени оптимально узгоджуються з вхідними і шумовими параметрами підсилювача, що також підвищує відношення рівнів корисного сигналу до завад Все вищенаведене забезпечує вирішення поставленої технічної задачі і досягнення технічного результату Порівняльний аналіз запропонованого технічного рішення з відомими технічними рішеннями показує, що запропонований вхідний пристрій шукача підземних металевих комунікацій відрізняється наявністю нового елемента, його розташуванням, зв'язками з відомими елементами, що відповідає критерію винаходу - "новизна" Порівняння вхідного пристрою з іншими відомими пристроями того ж призначення показує, що введений елемент окремо і в різних поєднаннях відомий Проте його поєднання у вказаному взаємозв'язку з відомими елементами надають пристрою додаткові нові властивості, а саме - дозволяють за рахунок введення другої котушки індуктивності з ВІДПОВІДНИМИ електричними параметрами і новим характером зв'язків елементів пристрою, підвищити відношення рівнів корисного сигналу до завад Це забезпечить досягнення технічного результату - а саме можливість визначення траси проходження підземних металевих комунікацій в місцях дії завад промислового походження підвищеного рівня (вздовж контактних мереж залізничного електротранспорту, в місцях проходження високовольтних ЛЕП та інше) Наведене вище дозволяє зробити висновок про ВІДПОВІДНІСТЬ запропонованого технічного рішення критерію винаходу - "винахідницький рівень" На фігурі, що додається, наведена схема електрична функціональна вхідного пристрою шукача підземних металевих комунікацій Вхідний пристрій (див фіг) містить магнітну антену, виконану із послідовного LC - контура (котушка індуктивності 1 та конденсатори С1 ,С2), паралельного LC - контура (котушка індуктивності 2 та конденсатор С1), підсилювача 3 і резисторів R1, R2 Принцип дії вхідного пристрою шукача підземних металевих комунікацій полягає в тому, що електрорушійна сила, яка наводиться в магнітній антені електромагнітними полями, збудженими навколо металевої комунікації, є сумарним сигналом (корисний сигнал і сигнал завад) Корисний сигнал з магнітної антени послідовного LC - контура подається на інвертуючий вхід підсилювача З На цей же вхід подається і сигнал завад, але рівень їх буде значно менший від рівня завад наведених в магнітній антені Це зумовлено тим, що сигнал завад буде компенсуватися в котушках індуктивності 1 і 2, які з'єднані зустрічне Крім того, схема, яка складається з підсилювача 3, резистора R2 і послідовного LC - контура (котушка індуктивності 1, конденсатори С1, С2), з'єднаного з інвертуючим входом цього підсилювача, є перетворювачем струму в напругу Відомо, що інвертуючий вхід підсилювача має потенціальний нуль Внаслідок цього вхідний опір підсилювача для джерела вхідного сигналу практично дорівнює нулю і струм, що протікає в послідовному LC контурі перетворюється в напругу без втрат на вхідному опорі Завдяки цьому параметри магнітної антени оптимально узгоджуються з вхідними і шумовими параметрами підсилювача Це зменшить рівень шумів на вході підсилювача, а відношення рівнів корисного сигналу до завад підвищиться Напруга на виході підсилювача буде дорівнювати UBMX - lcR2, де Іс - струм корисного сигналу в послідовному LC - контурі, R2 - резистор ланцюга зворотного зв'язку Для забезпечення максимального відношення рівнів корисного сигналу до завад, в послідовному LC - контурі необхідно створити режим резонансу Таким чином, у вхідному пристрої шукача підземних металевих комунікацій, що заявляється, корисний сигнал в магнітній антені практично не ослабляється і з послідовного LC - контура подається на інвертуючий вхід підсилювача На цей же вхід подається і сигнал завад, але рівень їх буде значно менший від рівня завад наведених в магнітній антені, що зумовлено компенсацією в котушках індуктивності, які з'єднані зустрічно Вхідний пристрій шукача підземних металевих комунікацій за технологією розробки і здійснення, наявності ВІДПОВІДНОГО обладнання, устаткування, комплектуючих і матеріалів має всі можливості щодо його виготовлення і використання Фахівцями лабораторії лінійно-кабельного устаткування УНДІЗ розроблено і виготовлено макет вхідного пристрою, який було вмонтовано в 5 46414 дослідний зразок трасопошукового приладу КТП-3 тних завад Були проведені ЛІНІЙНІ випробування цього зразка, Протокол ЛІНІЙНИХ випробувань дослідного результати яких підтвердили його підвищену зазразка трасопошукового приладу додається вадозахищеність в зоні дії потужних електромагні ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71