При всех строительно-монтажных работах необходимо точно знать расположение трасс различных трубопроводов и кабельных линий. Для выявления трасс подземных коммуникаций иногда приходится прибегать к разрытию грунта. Это вызывает удорожание работ, а иногда приводит к повреждению самих коммуникаций.
Мной изготовлен прибор, позволяющий производить определение трасс различных металлических трубопроводов и кабелей при закладке их на глубину до 10 м. Длина исследуемого участка достигает 3 км. Погрешность определения трассы трубопровода при закладке на глубине 2 м, не превышает 10 см. Он может быть использован для определения трасс трубопроводов и кабелей, заложенных под водой.
Принцип работы трассоискателя основан на обнаружении переменного электромагнитного поля, которое искусственно создается вокруг исследуемого кабеля или трубопровода. Для этого генератор звуковой частоты подключается к исследуемому трубопроводу или кабелю и заземляющему штырю.
Обнаружение электромагнитного поля на всем протяжении трассы производится с помощью портативного приемника, снабженного ферритовой антенной, обладающей ярко выраженной направленностью. Катушка магнитной антенны с конденсатором образует резонансный контур, настроенный на частоту звукового генератора 1000 Гц.
Кабелеискатель(трассоискатель)ИМПИ-2 модернизированный (аналоговый) самодельный
Напряжение звуковой частоты, наведенное в контуре полем трубопровода, поступает в усилитель, к выходу которого подключены головные телефоны. При желании можно использовать и визуальный индикатор – микроамперметр. Для питания генератора используется сетевой блок или аккумуляторная батарея 12 Вольт. Приемное устройство питается от двух элементов А4.
Описание схемы трассоискателя. На рис. 1 схема тонального генератора. RC-генератор собран на транзисторе Т1 и работает в диапазоне 959 – 1100 Гц.
Плавная регулировка частоты осуществляется переменным резистором R 5. В коллекторную цепь транзистора Т 2, который служит для согласования генератора Т1 с фазоинвертором Т3 с помощью выключателя Вк1 могут подключаться контакты реле Р1 предназначенного для манипуляции колебаниями генератора Т1 с частотой 2-3 Гц. Такая манипуляция необходима для четкого выделения сигналов в приемном устройстве при наличии помех и наводок от подземных кабелей и воздушных цепей переменного тока.
Частота манипуляции определяется ёмкостью конденсатора С7. Предоконечный и оконечный каскады выполнены по двухтактной схеме. Вторичная обмотка выходного трансформатора Тр3 имеет несколько выходов. Это позволяет подключать к выходу различную нагрузку, которая может встретится на практике.
При работе с кабельными линиями требуется подключение более высокого напряжения 120-250 Вольт. На Рис.2 изображена схема сетевого блока питания со стабилизацией выходного напряжения 12В.
Принципиальная схема приемного устройства с магнитной антенной – Рис 3. Оно содержит колебательный контур L1 C1. Напряжение звуковой частоты, наведенное в контуре L1 C1 через конденсатор С2 поступает на базу транзистора Т1 и далее усиливается последующими каскадами на транзисторах Т2 и Т3. Транзистор Т3 нагружен на головные телефоны.
Кабелеискатель Успех КБИ-309 (работа без генератора)
Не смотря на простоту схемы, приемник обладает достаточно большой чувствительностью. Конструкция и детали трассоискателя. Генератор собран в корпусе и из деталей имеющегося усилителя низкой частоты, переделанного по схеме рис.1,2 . На переднюю панель выведены ручки регулятора частоты R5, и регулятора выходного напряжения R10. Выключатели Вк1 и Вк2 – обычные тумблеры.
В качестве трансформатора Тр1 можно использовать межкаскадный трансформатор от старых транзисторных приемников “Атмосфера”, “Спидола” и пр. Он собран из пластин Ш12, толщина пакета 25мм, первичная обмотка 550 витков провода ПЭЛ 0.23, вторичная – 2 х100 витков провода ПЭЛ 0.74. Трансформатор Тр2 собран на таком же сердечнике.
Его первичная обмотка содержит 2 х110 витков провода ПЭЛ 0.74, – вторичная 2 х 19 витков провода ПЭЛ 0.8. Трансформатор Тр3 собран на сердечнике Ш-32, толщина пакета 40 мм; первичная обмотка содержит 2 х 36 витков провода ПЭЛ 0.84; вторичная обмотка 0-30 содержит 80 витков; 30-120 – 240 витков; 120-250 – 245 витков провода 0.8. Иногда в качестве Т3 мной использовался силовой трансформатор 220 х 12+12 В. При этом вторичная обмотка 12+12 В включалась как первичная, а первичная как выходная 0 – 127 – 220. Транзисторы Т4-Т7 и Т8, должны быть установлены на радиаторы. Реле Р1 типа РСМ3.
Монтаж усилителя приемного устройства трассоискателя сделан на печатной плате которая вместе с элементами питания А4 и выключателем Вк1 закреплена в коробке из пластика. В качестве штанги приемного устройства мной приспособлена лыжная палка нижняя часть которой обрезана по росту для удобства пользования. В верхней части ниже ручки крепится коробка с усилителем. В нижней части перпендикулярно штанге крепится пластиковая трубка с ферритовой антенной. Ферритовая антенна состоит из ферритового сердечника Ф-600 размером 140х8 мм. Антенная катушка разбита на 9 секций по 200 витков в каждой провода ПЭШО 0.17 индуктивность ее 165 мГн
Налаживание генератора удобно производить с помощью осциллографа. Перед включением нагрузить выходную обмотку Тр3 на лампочку 220 В х 40 Вт. Проверить осциллографом или головными телефонами через конденсатор 0.5 прохождение звукового сигнала от первого до выходного каскада. Резистором Р5 установить по частотомеру частоту 1000 Гц.
Вращая резистор Р10 проверить по свечению лампочки регулировку уровня выходного сигнала. Настройку приемника следует начинать с настройки контура L1C1 на заданную резонансную частоту. Проще всего это сделать с помощью звукового генератора и указателя уровня. Подстройку контура можно производить изменением емкости конденсатора С1 или перемещением секций обмоток Катушки L1.
Исходным пунктом для начала поиска трассы должно быть место, где возможно соединение генератора с трубопроводом или кабелем. Провод, соединяющий генератор с трубопроводом должен быть как можно короче и имел сечение не менее 1,5-2 мм. Заземляющий штырь вбивается в землю в непосредственной близости от генератора на глубину не менее 30-50 см.
Место, где вбит штырь, должно быть в стороне от пролегающей трассы на 5-10 м. С помощью приемника, обнаружив зону наибольшей слышимости сигнала, уточняют зону направления трассы, поворачивая магнитную антенну в горизонтальной плоскости. При этом следует сохранять постоянную высоту антенны над уровнем почвы.
Наибольшая громкость сигнала получается, когда ось антенны направлена перпендикулярно направлению трассы. Четкий максимум сигнала получается, если антенна направлена точно над линией трассы. Если трасса имеет обрыв, то в этом месте и далее сигнал будет отсутствовать.
Подземные силовые кабели, находящиеся под напряжением, могут быть обнаружены с помощью одного только приемного устройства, так как вокруг них имеется значительное электромагнитное переменное поле. При поиске трасс обесточенных подземных кабелей, генератор трассоискателя подключается к одной из жил кабеля.
В этом случае обмотка выходного трансформатора подключается полностью, чтобы получить максимальный уровень сигнала. Место заземления или обрыва кабеля обнаруживается по пропаданию сигнала в телефонах приемного устройства, когда оператор будет находиться над точкой повреждения кабеля. Мной было изготовлено 6 подобных устройств. Все они показали отличные результаты при эксплуатации, в некоторых случаях, даже не производилась настройка трассоискателя.
Источник: radioskot.ru
Кабелеискатель
Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использовано при отыскании проложенных в земле кабелей связи. Основными составными частями кабелеискателя являются приемная магнитная антенна, узкополосный избирательный усилитель, детектор, генератор, стрелочный прибор и акустическое устройство. К отличительным признакам заявляемого объекта относятся следующие.
Первый узкополосный фильтр включен на входе первой ступени усиления усилителя прямого усиления, между первой и второй ступенями усиления включен регулятор усиления, между второй и третьей ступенями усиления включен второй узкополосный фильтр, на выходе третьей ступени усиления включен пиковый детектор, выход которого через резистор соединен с коллектором транзистора, эмиттер которого соединен с общей точкой схемы, а база через параллельно соединенные резистор и конденсатор соединена с выходом операционного усилителя ( транзистора), на котором реализован генератор, рабочая частота которого отличается от рабочей частоты первого и второго узкополосных фильтров. Коллектор упомянутого транзистора также через разделительный конденсатор соединен с высокоомным входом усилителя, к выходу которого подключено акустическое устройство. Кабелеискатель позволяет определить глубину залегания кабеля при помощи поворота магнитной антенны по отношению к горизонтальной плоскости на угол 63,435 o . Благодаря предлагаемому техническому решению повышены чувствительность и, помехозащищенность кабелеискателя, в 4 раза снижен его вес и существенно упрощены поиск кабеля и определение глубины его залегания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к радиотехнике и связи может быть использовано при отыскании трасс (местоположения) проложенных в земле кабелей связи.
Отыскание трассы кабеля производится при подключении к нему генератора переменного тока, в результате чего вокруг кабеля образуется электромагнитное поле, которое улавливается антенной кабелеискателя на поверхности земли.
Недостатками известных технических решений являются либо сложность построения схемы прибора, либо слабая помехозащищенность от токов промышленной частоты 50 Гц и гармоник этих токов, если трасса кабеля проходит вблизи от линий электропередач, электрофицированных железных дорог или других источников электромагнитных помех.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является кабелеискатель КИ-4П (помехозащищенный) Кабелеискатель КИ-4П состоит из штанги, на одном из концов которой укреплена магнитная антенна, шнура, с помощью которого магнитная антенна подключается к входу усилителя кабелеискателя и корпуса, в котором размещаются усилитель, стрелочный прибор, автономный источник питания и ручки управления.
Недостатком данного кабелеискателя является сложность конструкции, большие габариты, значительный для переносного прибора вес (около 4 кг) и неудобство работы с ним, так как в процессе поиска трассы кабеля 4-килограммовый кабелеискатель должен быть закреплен на груди оператора, а штанга должна находиться в руке.
Большие габариты кабелеискателя КИ-4П в значительной степени определяются сложной супергетеродинной схемой усилителя, содержащей большое число моточных узлов: четыре катушки индуктивности L1 — L4 и четыре резонансных трансформатора Tp1 — Tp4 [1]. Из восьми резонансных элементов только три (L2-L4) используются для получения узкой (20 Гц) полосы пропускания усилителя, а остальные используются для построения супергетеродинной схемы усилителя кабелеискателя.
Другой недостаток этого кабелеискателя состоит в том, что глубина залегания кабеля определяется достаточно сложно и трудоемко, а при относительно слабых сигналах, когда стрелку прибора нельзя установить на максимальную отметку шкалы, глубину залегания кабеля определить нельзя, так как в этом случае необходима дополнительная градуировка шкалы прибора. Кроме того, из-за необходимости при определении глубины залегания удалять антенну на значительное расстояние от оси кабеля ухудшается помехазащищенность.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемого кабелеикателя, состоит в значительном уменьшении габаритов и веса (в 4 раза) кабелеискателя, а также в возможности создания единой моноконструкции, легко переносимой в руке. При этом повышены чувствительность, избирательность и помехозащищенность кабелеискателя. Кроме того, предложено поворачивать магнитную антенну на угол 63,4 o , при котором определение глубины залегания осуществляется при минимальном удалении антенны от кабеля.
С целью получения технического решения, позволяющего значительно уменьшить габариты и вес прибора, создать единую, переносимую в руке конструкцию, повысить чувствительность и избирательность, а также повысить точность определения глубины залегания кабеля, в кабелеискатель, содержащий приемную магнитную антенну, усилитель, детектор, стрелочный прибор, акустическое устройство, введены первый узкополосный фильтр, включенный на входе первой ступени усиления усилителя прямого усиления, между первой и второй ступенями усиления включен регулятор усиления, между второй и третьей ступенями усиления включен второй узкополосный фильтр, на выходе третьей ступени усиления включен пиковый детектор, выход которого через резистор соединен с коллектором транзистора, эмиттер которого соединен с общей точкой схемы, а база через параллельно соединенные резистор и конденсатор соединена с выходом операционного усилителя (или транзистора), на котором собран генератор; рабочая частота этого генератора выше или ниже рабочей частоты первого и второго фильтров; коллектор упомянутого транзистора также через разделительный конденсатор соединен с входом усилителя, к выходу которого подключено акустическое устройство.
В кабелеискателе по п. 1 при определении глубины залегания кабеля в земле магнитная антенна повернута по отношению к горизонтальной плоскости на угол 63,4 o .
Функциональная схема предлагаемого кабелеискателя изображена на фиг. 1 Магнитная антенна 1, настроенная в резонанс на частоту принимаемого от искомого кабеля сигнала 1071 Гц, подключена к входу узкополосного LC-фильтра 2, имеющего полосу пропускания 107115 Гц. Этот фильтр защищает от перегрузки подключенную к его выходу первую ступень усиления 3 от наведенных на магнитную антенну 1 помех от токов промышленной частоты 50 Гц, если поиск кабеля проводится вблизи от линии электропередач, вблизи от электрофицированных железных дорог, вблизи от мощных радиотрансляционных линий и других объектов. Без фильтра 2 первая ступень усиления 3 перегружается наведенными в антенне помехами и перестает усиливать принимаемый от искомого кабеля сигнал.
Выход первой ступени усиления 3 подключен к переменному резистору 4, работающему в режиме делителя напряжения и обеспечивающему большой динамический диапазон регулировки усиления. К выходу переменного резистора 4 подключен вход второй ступени усиления 5, выход которой подключен к второму узкополосному фильтру 6, имеющему такие же параметры, как и узкополосный фильтр 2.
Первый 2 и второй 6 фильтры обеспечивают эффективную защиту кабелеискателя не только от помехонесущего тока частотой 50 Гц, но и от гармоник этого тока: ток на частотах 21-ой и 22-ой гармоник — соответственно 1050 и 1100 Гц, подавление помех составляет величину около 30 дБ.
Выход фильтра 6 подключен к входу третьей ступени усиления 7. Таким образом, все три ступени усиления 3, 5 и 7 работают по схеме прямого усиления и обеспечивают усиление по напряжению около 600000, что больше чем у усилителя прототипа (300000), выполненного по супергетеродинной схеме.
С целью повышения устойчивости такого усилителя прямого усиления выход третьей ступени усиления 7 нагружен на пиковый детектор 8, выход которого подключен к стрелочному прибору 9 и через резистор 12 — к коллектору транзистора 13, эмиттер которого соединен с общей точкой схемы 14. В схему усилителя кабелеискателя также введен собранный на операционном усилителе или транзисторе RC-генератор синусоидального сигнала 17, рабочая частота которого выше или ниже рабочей частоты кабелеискателя 1071 Гц. В заявленном устройстве эта частота принята равной 1350 Гц. Выход этого генератора через параллельно соединенные резистор 10 и конденсатор 11 соединен с базой транзистора 13, коллектор которого также соединен с входом усилителя 15, нагруженного на акустическое устройство 16. В результате этого обеспечивается высокая устойчивость работы усилителя с прямым усилением 600000, так как его рабочая частота 1071 Гц отличается от рабочей частоты 1350 Гц выходного усилителя и акустического устройства.
На фиг. 2 изображены различные рабочие положения кабелеискателя, а также показан вертикальный разрез земли 1, выполненный перпендикулярно направлению залегания кабеля, поэтому кабель изображен в виде точки 2. Кабелеискатель состоит из магнитной антенны 4, шарнирно связанной с одним из концов штанги 5, и корпуса 6, жестко соединенного с другим концом штанги 5. В корпусе 6 расположены усилитель, автономный источник питания, стрелочный прибор, акустическое устройство и органы управления.
К корпусу прикреплена ручка для переноски прибора. Обозначения «4-4в», «5-5в» и «6-6в» соответствуют различным положениям корпуса кабелеискателя, штанги и его магнитной антенны.
Горизонтально расположенной над поверхностью земли 3 магнитной антенной 4 кабелеискателя определяют по максимуму сигнала местоположение находящегося в земле 1 кабеля 2. Поворачивая антенну в горизонтальной плоскости на угол 90 o (положение антенны «4а»), добиваются минимума приема сигнала. При этом направления магнитной антенны и проложенного в земле кабеля совпадают. Затем магнитную антенну поворачивают на угол 63,4 o по отношению к горизонтальной плоскости (поверхности земли) 3 и перемещают ее сначала вправо, а затем влево в направлении, перпендикулярном к направлению залегания кабеля. Расстояние между точками минимума приема сигнала в положениях антенны «4б» и «4а» равно глубине залегания кабеля, а середина соответствует точке, расположенной над местом залегания кабеля в земле.
Рассмотренное выше определение глубины залегания кабеля при повернутой на угол 63,4 o антенне выгодно отличается тем, что антенна находится максимально близко к кабелю. В положении «4» (фиг. 2) антенна находится на минимальном расстоянии от кабеля, а в положениях «4б» и «4в» расстояние до кабеля увеличивается всего на 12% по сравнению с положением «4». В прототипе антенна удаляется от кабеля на расстояние, более чем в два раза превышающее глубину залегания, а при определении глубины залегания поворотом магнитной антенны на угол 45 o расстояние до кабеля увеличивается на 41%.
Кроме того, в предлагаемом определении глубины залегания кабеля требуется минимум операций. Горизонтально расположенной антенной, как в режиме поиска трассы кабеля, достаточно приближенно определить место залегания кабеля, затем антенну поворачивают на угол 63,4 o и находят на поверхности земли с обеих сторон от кабеля по минимуму принимаемого сигнала две точки, расстояние между которыми и равно глубине залегания кабеля, а середина между двумя этими точками точно соответствует точке залегания кабеля. При поиске кабеля кабелеискателем КИ-4П антенну необходимо поворачивать два раза: сначала на угол 90 o для точного определения места залегания кабеля, а затем на угол 45 o для определения второй точки, то есть количество операций увеличивается в два раза. При определении глубины залегания кабеля при помощи прототипа требуется еще большее число операций: определяют по максимуму принимаемого сигнала точное местоположение кабеля, что более трудоемко, затем с помощью двух ручек регулировки усиления выставляют стрелку прибора на максимальную отметку шкалы, затем переворачивают штангу на 180 o , устанавливая другой конец штанги в точку, где находилась антенна, и соблюдая вертикальное положение штанги, производят отсчет и только после этого по таблице определяют глубину залегания кабеля. Другим недостатком такого определения глубины залегания является возможность повреждения провода, соединяющего антенну с приемным устройством, из-за частых переворачиваний штанги антенны на 180 o . В заявленном кабелеискателе штанга жестко соединена с корпусом прибора.
Заявленный кабелеискатель также позволяет в процессе раскопки кабеля контролировать оставшееся до него расстояние, так как при приближении к кабелю расстояние между двумя минимумами приема сигнала повернутой на угол 63,4 o антенной существенно уменьшается. Получающиеся при раскопке размеры ямы обеспечивают возможность проведения таких измерений.
В результате использования предлагаемого технического решения уменьшается в два раза количество дорогостоящих моточных элементов при обеспечении более высокой избирательности. За счет использования четырех катушек индуктивности в фильтрах вместо трех (L2-L4) в прототипе в несколько раз сокращается расход материалов. Уменьшается количество операций при настройке усилителя прямого усиления. Супергетеродинная схема прототипа требует контроля большего числа точек при настройке усилителя кабелеискателя. Поэтому экономический эффект от использования предлагаемого технического решения заключается в уменьшении стоимости кабелеискателя на величину 15-20% стоимости прототипа.
Благодаря существенному уменьшению общего веса кабелеискателя с 4-5 до 1-1,1 кг значительно облегчается труд работающего на линии оператора.
1. Кабелеискатель, содержащий приемную магнитную антенну, узкополосные фильтры, ступени усиления, детектор, стрелочный прибор, акустическое устройство и генератор, отличающийся тем, что магнитная антенна, настроенная в резонанс на частоту принимаемого от кабеля сигнала, подключена к входу первого узкополосного фильтра, выход которого соединен с входом первой ступени усиления, соединенной с входом второй ступени усиления через переменный резистор, на выходе второй ступени усиления включен второй узкополосный фильтр, выход которого подключен к третьей ступени усиления, нагруженный на детектор, выполненный в виде пикового детектора, выход пикового детектора через первый резистор подключен к стрелочному прибору и через второй резистор — к коллектору транзистора и к входу усилителя, нагруженного на акустическое устройство, эмиттер этого транзистора соединен с общей точкой, а база через параллельно соединенные резистор и конденсатор подключена к выходу генератора, рабочая частота которого выше или ниже рабочих частот полосы пропускания первого и второго узкополосных фильтров.
2. Кабелеискатель по п.1, отличающийся тем, что приемная магнитная антенна, шарнирно связанная со штангой, повернута по отношению к горизонтальной плоскости на угол 63,435 o .
Источник: findpatent.ru
Кабелеискатель своими руками схема
Трассоискатель своими руками, кабельный трассоискатель схема, трассоискатель кабельных линий своими руками.
Трассоискатель своими руками При проведении любых строительно-монтажных работ необходимо иметь точное источник места расположения под землей трасс трубопровода, линий кабелей.
Чтобы не прибегать к разрытию грунта для их поиска, что стоит дорого и можно повредить коммуникации, лучше использовать трассоискатель. Его можно купить в магазине, а можно собрать трассоискатель самостоятельно.
❻
Схема генератора Этот прибор собирается из двух основных блоков: генератора и приемника. Устройство позволяет точно определить осевую кабелеискатель своими руками схема прохождения коммуникаций с большой точностью до 10 см, проложенных на метровой глубине, и определяет примерное место повреждения, его дальность действия км.
❻
Ниже на рисунке показана схема трассоискателя. Питание прибора поддерживается аккумулятором напряжением в 24 В, емкость КБС-0,5 батареи способна обеспечить часов бесперебойной работы прибора.
❻
В основном вся схема трассоискателя своими руками не сложная, задающий генератор с модулятором собирается на транзисторе Т1, П Даже частичное включение контура в коллекторную цепь позволит подключить большие нагрузки к коллектору Т1 транзистора. Включая конденсатор С1 при помощи Вк1, постоянная времени основной цепи резко растет и кабелеискатель своими руками схема становится сверх генератором кабелеискатель своими руками схема в диапазоне УКВ, только так частота модуляции может достичь Гц.
❻
Кабелеискатель своими руками схема на Т2, П14 кабелеискатель своими руками схема служит буфером между генератором и двухтактным выходным каскадом, он собирается на транзисторах Т3, Т4 — П R2 сопротивление образует нужный режим Т2 транзистору по току, а R3 понижает напряжение питания, которое подается на первые 2 маломощных транзистора в цепях предохраняющих от перегрузки по предельно допустимому параметру.
R4, R5 создают начальный режим для кабелеискатель своими руками схема выходного каскада, чтобы они работали не кабелеискатель своими руками схема отдаваемую мощность. Обмотка секционная выходного трансформатора предназначена согласовать выход генератора с нагрузками ома, 50 и ом.
❻
Мощность генератора на выходе Вт. Схема приемника Чтобы собрать трассоискатель своими руками необходимо знать и то, из чего состоит его вторая часть — приемник с магнитной антенной, кабелеискатель своими руками схема показан на рисунке ниже.
❻
Контур кабелеискатель своими руками схема L1C1 должен настраиваться на частоту генератора, напряжение его звуковой частоты проходит через сопротивление R1 на вход усилителя, он состоит из 4 транзисторов П R1 обеспечивает нормальное условие работы усилителя, а два каскада на транзисторе Т3 и Т4 создают нужное усиление, кабелеискатель своими руками схема также высокоомные телефоны наподобие ТОН На передней панели устанавливают два тумблера, читать полностью подключения питания и выхода.
Трансформатор Т1 наматывается кабелеискатель своими руками схема ферритовое кольцо диаметром 8 мм, а Т2 — на сердечнике из специальной стали.
❻
Как видим собрать трассоискатель своими руками вполне возможно, но если не хочется этим заниматься, то можно купить уже готовую модель в интернет-магазине.
Источник: amk-stroy.su
