一種用于計算埋藏導體的深度的探測器的制作方法

專利名稱：一種用于計算埋藏導體的深度的探測器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種一種用于計,藏導體的深度的探測器。
背景技術：
在埋藏有電力電纜、光纖電纜或公用管道的地方開始挖掘或其他工作 之前，確定這些埋藏的電纜或管道的位置以確保其在工作期間不受損壞是 非常重要的。 一旦確定了埋藏的公共設施的位置，則能夠計算該公共設施 的位置以確定安全的挖掘深度。
載流導體劃寸能夠通過電子天線而被探觀倒的電磁輻射。如果為光纖 電纜或非金屬公用管道配置了小型電子伴隨管線，則可以在伴隨管線中感 應到交流電流，其交替地方婦寸出電磁輻射。眾所周知的，使用探測器以探 測由交流載流導體^l寸的電磁場。
這樣的探測器中的一種在兩種模式中的一種下工作，稱為"主動的" 或"被動的"模式。每種模式具有其各自的探測頻率帶寬。
被動模式包括"電源"模式和"無線電"模式。在電源模式中，探測器
探測由運載交流電力網供電的導體產生的50/60Hz的磁場，或者作為P(逝 的運載AC電源的電纜的結果的導體再次輻射的，具有達到約5KHz的較高 諧頻的磁場。在無線電模式中，探測器探測超低頻(VLF)無線電能量，其 由埋藏導體再次輻射。傳統的VLF無線電信號源是多個VLF長波發送器， 包括商用的和軍用的。
主動模式中，單獨的信號發送器產生出具有已知頻率和調制的交變磁 場，其感應附近的埋藏導體中的電流。該信號發送器可以直接地連接到導 體或，在直接連接訪問不可能的地方，信號發送器可以靠近埋藏導體布置 且在導體中感應信號。該埋藏導體再次輻射信號發生器產生的信號。
本發明提供用于計算 的載流導體的深度的且為用戶樹共額外的功 能和利益的現有設備的進一^it步。

發明內容
依照本發明的第一方面，提供一種用于計算埋藏導體的深度的探測器， 該探測器包括第一天線；具有與第一天線的軸相平行的軸且與第一天線 之間間隔距離S的第二天線；具有與第一天線和第二天線的軸相平行的軸 且與第一天線之間間隔距離2S、與第二天線之間間隔距離S的第三天線； 用于比較第一和第二天線的磁場以產生第一 比較值的裝置；用于比較第二 和第三天線的磁場以產生第二比較值的裝置；以及基于第一和第二比較值 來計算0M埋藏導體的深度的裝置。
可以使用下面的關系來比較第一和第二天線的磁場和第二和第三天線 的磁場
其中
&是第一天線的磁場； SM是第二天線的il場；以及 &是第三殆戔的磁場
并且可以使用下面的關系來計算位于第一天線以下的所述導體的深度 2i -1
每個天線可以輸出表示天線的電磁場的模擬場強度信號。該探測器可 以進一步包括用于放大該場強信號的裝置。
該探測器可以進一步包括用于將該模擬場強度信號轉換為數字信號 的裝置；以及用于處理數字信號以隔離 頁定頻率帶寬的信號的裝置。
該用于將模擬場^M言號轉換為數字信號的裝置可以是三角積分立體
聲編解碼器(delta-sigma stereo CODEC)。
第一和第二天線以及第二和第三天線的每對可以校準為至少 l細OOO的精度。
依照本發明的第二方面，提供一種計算埋藏導體的深度的方法，該方 法包括提供第一天線；提供第二天線，該第二天線具有與第一天線的軸 相平行的軸且與第一天線之間間隔距離s;提供第三天線，該第三天線具有 與第一天線和第二天線的軸相平行的軸且與第一天線之間間隔距離2s、與第二天線之間間隔距離S;比較第一和第二天線的磁場以產生第一比較值； 比較第二和第三天線的磁場以產生第二比較值；以及基于第一和第二比較 值來計算戶皿 導體的深度。
可以使用下面的關系來比SB—和第二天線的磁場和第二和第三天線 的磁場
5fl - A' 其中
&是第一天線的磁場； ^是第二天線的磁場；以及 &是第三^的磁場
并且可以使用下面的關系來計算位于第一天線以下的所述導體的深度
每個天線可以輸出表示天線的電磁場的模擬場纟，信號。該方法可以 進一步包括放大該場弓艘信號。
該方法可以進一步包括將該模擬場^it信號轉換為數字信號；以及 處理數字信號以隔離預定頻率帶寬的信號。
第一和第二天線以及第二和第三天線的每對可以校準為至少 1/600000的精度。
依照本發明的第三方面，提供一種載^^某介，其攜帶用于控制微處理
器以實nm方法的計對幾可讀代碼。
依照本發明的第四方面，提供一種用于計算鵬導體的深度的探測器， 該探測器包括第一天線；具有與第一天線的軸相平行的軸且與第一天線 之間間隔距離s的第二天線；具有與第一天線和第二天線的軸相平行的軸 且與第一天線之間間隔距離2s、與第二天線之間間隔距離S的第三天線； 以及微處理器，其中該微處理器配置為比較第一和第二天線的磁場以產 生第一比較值；比較第二和第三天線的磁場以產生第二比較值；以及基于
第一和第二比樹1*計算戶;^ 導體的深度。
可以使用下面的關系來比較第一和第二天線的磁場和第二禾瞎三天線 的磁場其中
5 是第一天線的磁場； ^^是第二天線的磁場；以及 &是第三天線的磁場
以及可以使用下面的關系來計算位于第一天線以下的所述導體的深度
每個天線可以輸出表示天線的電磁場的模擬場強度信號。該探測器可 以進一步包括安排為放大該場強信號的放大器。
該探測器可以進一步包括模擬數字轉換器以將該模擬場強度信號轉 換為數字信號；以及安排為處理數字信號以及隔離預定頻率帶寬的信號的
數字信號處理器。該模擬數字轉換器可以是三角積分立體聲編解碼器
(delta-sigma stereo CODEC)。
第一和第二天線以及第二和第三天線的每對可以校準為至少 1/600000的精度。


圖1是依照本發明的一實施例的探測器的方塊圖； 圖2圖示了已知的探測器的兩條水平天線； 圖3圖示了圖1的探測器的三條天線；
圖4是圖1的探測器的部分的方塊圖，其處理圖3的天線探測至啲信號; 圖5是圖示了圖1的探測器的兩條天線； 圖6是圖示了圖1的探測器的另外的兩條天線；以及 圖7是圖1的探測器的數字信號處理塊的部分的方塊圖。
具體實施例方式
圖1是依照本發明的實施例的便攜式探測器1的方塊圖。該探測器1 包括五條用以檢測載流導體輻射的電磁信號的天線3。每條天線3轉換天線 的電磁場為場強度信號5，其從天線3輸出。
傳送每個天線輸出到預放大和切換階段7 。如果場強度信號5的^it低，則放大來自于天線3的輸出并由均衡搶波器過濾。如果來自于天線3的場 3販信號5充足，則直接提供該信號到探測器1的下個階段。除了來自于 天線3的輸出之外，也可以直賺供其他輸入給探測器l，例如來自于附屬 設備(如夾具、聽診器、水下探針以及用于故障查找的A型架)。
劍共來自于預放大和切換階段7的輸出到徵瞎混頻器9。該混頻器設 計為從載體中恢復全部的大小和相位信息。
提供來自于混頻器9的輸出給編解碼器(CODEC) 11。該C0DEC11是24 位立體聲三角積分模擬數字轉換器(ADC)。這是一種相對便宜的設備且具 有±1%的低絕對精度但是具有優秀的比率精度。然而，如下所述的，本發 明中CODECll的使用方法使得其成為理想的ADC。 C0DEC11在高達96KHz的 頻率下觀樣場強度信號。掛共CODECll的輸出給數字信號處理塊13，其 包括數字信號處理器(DSP)和可現場編程門陣列(FPGA)。
探測器1進一步包括電源提供單元(PSU) 15，其包括電源如電池和電
源管理電路。衛共通信模塊17以允許探測器i連接于個人計^n (PC)或
個人數字處理(PDA)以上傳存儲在探測器1種的數據或從PC/PDA下載到 探測器l，例如軟件更新。探測器1進一步包括存儲器模塊19和用戶界面 模±央21。該用戶界面模塊21可以包括用以向設備的操作者顯示信息的一個 或多個顯示器，輸入設備如數字鍵盤或觸摸屏，以及輸出設備如揚聲器或 蜂鳴器。該便攜式探測器1的組件封裝在外殼中(未示出)。
圖2是圖示了位于延長垂直保持外殼(未示出)內的已知的探測器的兩 條水平垂直布置的天線B， T;在使用中，保持探測器與鵬有載流導體25 的地面23垂直，且^g部天線B 地面23的表面。天線的軸互相平行 且底部天線B和頂部天線T之間的間隔為2s。導體25 在地面23的表 面之下(底部天線B之下)d深度處且天線B和T與導體25之間的水平位 移是x。
當交流電在導體25中流動的時候，導體25輻射電磁場。由于載流導體 25產生的電磁場，底部天線的磁通量密度或磁場^和頂部天線的磁通量密 度或磁場^分別如下給出
以及M"，) 2 +C (2)
腫
^是真空中的磁導率； /是導體25中流經的電流，以及 C是頻率因變量，公知為共模場畸變。
共模場ffl奇變是由于載流導體25埋藏的材料的復阻抗而由埋藏的載流導 體25產生的電磁場B奇變。當地面具有分布式的復P且抗的時候，共模場畸變 的結果是由于通過地面回流的信號的均質畸變。地面的復阻抗因為不同的 材料而改變，如干土、濕粘土和沙。例如，在83KHz頻率時，當導體鵬 在濕粘土中的1. 7m深度的時候，c的貢獻導致5的理論值的34%的變化。
基于磁通量密度測量值A和及,.的 導體的纟罙度是
"_^_ (3) (x, i)
當又=0，即當探測器直接位于載流導體25上方的時候，將等式(l)和 (2)代入等式(3)中，得到 "_^- (4)
，—+c
2;r(d + 2力
可以從等式(4)中發現，使用兩條天線的深度計算依賴于共模 場畸變，其導致在確定埋藏導體深度中的實際困難。在常規的裝置中， 通過配置補償算法緩解該困難，其基于不同地點的測量值來近似共模 場畸變以賦予函數C一個"平均的"土壤類型。這一近似并不是令人滿意 的，因為濕粘土和干沙的測量值之間的達到35%的測量值的顯著差異，其通 常導1 1藏的載流導體的深度的低估。
圖3圖示了圖1的探測器1的三條水平垂直布置的天線T、 M和B。天 線的軸互相平行。中間天線M布置在底部天線B和頂部天線T的中間且與 每條天線間隔s，使得底部天線B和頂部天線T之間的間隔為2s。如圖2 中的，導體25鵬在地面23的表面之下(底部天線B之下)d深度處且天 線T、 M、 B與導體25之間的水平位移是x。中間天線的磁通量密度 如下給出<formula>formula see original document page 11</formula>
實際中，當天線垂直地位于載流導體25上方，即側面位移x為0的時 候，計算載流導體的深度。等式(1)、 (2)和(5)變為
<formula>formula see original document page 11</formula>
考慮的便利比率R如下給定 5e -A
將等式(6)、 (7)和(8)代入等式(9)中
<formula>formula see original document page 11</formula>
比率R實際上是二階導梯度項且與共模場畸變c無關。化簡等式(10)，
得出
<formula>formula see original document page 11</formula>對c/解等式(11)，得到三條天線的深度等式 (12)
因此，等式(9)和(12)提供了iKl比較三條天線的磁場密度，而計 算載流導體25的深度的方法。
通過使用與埋藏在載流導體中的物質的復阻抗無關的比率項R，等式 (9)和(12)無需補償埋藏在載流導體25中的物質的共模場效應，且這 些等式跑共了計算 導術罙度的5，方法。
等式(1)， (2)和(5)適用于攜帶相同電流且在真空中提供完美輻射 場的無限大導體。當導體埋藏在具有有限電導率的沙土中的時候，生成在 沙土中被感應的次級電流和磁場。等式(1)、 (2)和(5)對于載流導體產生的磁場的替f^莫式如下給出，其示出了等式(1)、 (2)和(5)如何偏離 理論的純輻身報
<formula>formula see original document page 12</formula>
其中
A。是真空中的磁導率； ,-是導體25中流經的電流；
^是地面電導率；以及
r是允許地面電導率隨頻率變化的變量
假設沙土電導率是均勻的，如果對于每條天線將等式(13 )代入等式(9 )， 貝脂嫩發現指數項被消除且在比率分析中除去了共模場效應。
該比率計算的先決條件是三條水平天線T、 M、 B的精度校準達到約 1/600000的精度。天線的校準參照頂部和中間天線T， M的相對性能和中間 和底部天線M， B的相對性能執行。在探測器裝配后，每條天線依次放置在 已知的磁場內且在頻率范圍內測量來自于天線的場強度信號輸出的大小和 相位。計算頂部和中間天線以及中間和底部天線的性能比并存儲在探測器1 的存儲器19中，使得來自于天線對的場纟驢信號輸出的比率計算一貫地精 確到約1/600000。
圖4是圖1的探測器1的處理圖3的天線3探測至啲信號的部分的方土央圖。
如果天線T， M， B探測的信號弱，貝睞自于三個^^曳T、 M、 B的齡的 模擬輸出被提供至購衡濾波器7并由因子G (w)放大；否則直賺供來自 于天線T、 M、 B的輸出到電路的下個P介段9。下個階段9包括兩個多路器、 第一多路器集合來自于頂部天線T和中間天線M的信號，且第二多路器集 合來自于中間天線M和底部天線B的信號。
隨后提供來自于每個多路器的輸出到三角積分CODECll。三角積分 CODEC是數字化，對的輸出的理想的CODEC,因為它們提供近乎完美的比 率精度(，樣帶寬4KHz到96KHz中約1/224)。因此等式(9)的實現包括 輸送來自于中間天線M的輸出到兩個三角積分C0DEC11 。參照圖4，當不必放大天線T、 M、 B的輸出的時候，等式(9)變為 M.C2 (14)
—凡ci-r,C2
其中
B是來自于底部天線的輸出；
M是來自于中間天線的輸出；
T是來自于頂部天線的輸出；
Cl是編解碼器1的傳遞函數；以及
C2是編解碼器2的傳遞函數。
通過除以C2，等式(14)變為
(15)
C2
用于計算R的比率Cl/C2根據比較來自于中間天線M且穿過CODECll 的輸出而評估。
當放大天線T、 M、 B的輸出的時候，等式(9)變為 ^叫.C2-M.G『C2 (16)
其中
CV、 C^和G,是放大的底部、中間和頂部天線的各自的放大器增益。 通過除以C2和幾&，等式(16)變為
l一二
ci r.G7.
C2
iffil精確校準M. (VB. Gb和T. Gr/B. Ge以及Mil根據比較來自于中間天線 M且穿過CODECll的輸出而計算比率C1/C2，可以計算R。
還提供了一種用于計算由于埋藏導體中的材料的復阻抗而由載流導體 25產生的電磁場的共模場畸變的方法。如上所述，不同的地面材料，如沙， 干或濕土以及干或濕粘土，具有不同的復阻抗。通過比較使用兩條天線深 度等式(3)和三條^^曳深度等式(12)的深度測量值，可以計算共模場畸 變。
除了上述的共模場畸變之外，載流導體25輻射的電磁場信號25還可 能由于與附近導體的次級耦合而畸變。不同于均勻的共模場畸變，由于與附近導體的耦合而產生的場畸變導致非徑向場梯度且不能精確地補償。
如果由于次級耦合的畸變不存在或較少，則來自于兩條天線深度等式 (3)和三條天線深度等式(12)的比較的共模場畸變計算應該給出被測信
號的〈1(F。的共模場畸變C。
如果由于次級耦合的畸變是有意義的，則這將影響一些測量值的精度 且有利于警告操作者有意義的次級耦合畸變，其導致探測器產生的讀取不 完整。如果計算共模場畸變為被測信號的^0% ，則這是次級即便存在的 指示且能夠通過視覺或聽覺警報警告探測器1的操作者。
對于傳統的探測器， 一旦探測器放置在正確位置的時候，通過按 下探測器上的"計算深度"的按鈕，深度數據可以顯示給操作者。計 算深度的正確位置是當天線垂直位于導體上方且天線的軸與埋藏導 體的軸相垂直的時候。
在實際中，通過橫過導體左右地移動探測器和關于垂直軸旋轉探 測器來找到正確位置。當探測器正確定位時，通過具有與導體軸垂直 的軸的水平天線探測峰值響應且通過具有與導體軸平行的軸的垂直 天線和水平天線探測零值響應。
為了正確且有效地執行深度計算，操作者必須具有充足的技巧和 經驗以精確地定位探測器在導體的垂直上方且在能夠精確計算埋藏 導體深度的點處對準導體。當探測器沒有正確地相對于埋藏導體布置 的時候，如果按下計算深度按鈕，則可能會顯示錯誤的深度計算給沒 有經驗或粗心的操作者。
計算埋藏導體深度的最佳位置可以被認為是深度計算的"甜點"。 本發明通過在僅當滿足預定標準的時候才顯示深度計算的結果，來解 決定位甜點的困難。
圖5是圖示了圖1的探測器1底部的兩條織B， V。探測器1位于與 M導體水平位移x處，埋藏導體位于位于地平面23下的深度d處。探測 器的底部兩條^^戔B、 V在探測器1的足部彼此相互鋭布置。 一條天線B 如上戶服的水平布置而另一條天線V垂直(當探測器1保持垂直的時候) 布置，且正交于底部天線B。連接埋藏導體25和底部天線B、 V的線27與 垂直線傾斜成角度S 。當埋藏導體25發射電磁場的時候，在底部天線B和垂直天線V 中感應到電流。當這些天線正交的時候，天線中感應的電流可以被視 為表現了導體25輻射的電磁場的分解的各自的水平和垂直分量。因 此，可以通過考慮等式計算角度^
(9 = tan匿
凡
其中，
&是底部天線的磁通量密度；以及 &是垂直天線的磁通量密度。
當水平移動探測器1靠近導體25的時候，即當水平位移x減小 的時候，^/^減小且反正切值P也向o減小。
圖6是圖示了圖1的探測器1的另外的兩條天線M、 M90,從上處看， 顯示了第一中間水平天線M和第二中間水平天線M90。探測器的中間兩條天 線M、 M90在探測器1的中部彼此相互皿布置，兩條天線M、 M90水平放 置(當探測器1保持垂直的時候)且相互成直角。探測器1相對于埋藏導 體25確定方向使得中間天線M、 M90水平，且導體25的軸和第二水 平中間天線M90之間的角，即導體的軸和垂直于中間天線M的軸的平 面之間的角，為-。對于峰值響應，第一中間天線M的軸應當垂直上
方地確定方向且與埋藏導體25正交。
當埋藏導體25發射電磁場的時候，在第一水平中線天線M和第 二水平中間天線M90中感應到電流。當這些天線正交的時候，天線中 感應的電流可以被視為表現了導體25產生的電磁場的分解的水平正 交分量。因此，可以通過考慮等式計算角度^
當M90為與導體"同相"的天線的時候
^ - tarT
,R 、
90 、￡M 乂
以及當M90為與導體"異相"的天線的時候:
0 = 180° - tan-
及
M90
及
其中
&9。是第二水平中間天線1
Bl量密度；以及&是第一水平中間天線M的磁通量密度。
當探測器1關于垂直軸旋轉使得第二中間天線M90變得更為對準導體
25的時候，^/^減小且反正切值在e也向0減小。
通過監測兩條中間天線M， M90和底部天線B， V中感應的電流， 能夠計算角度^和^。能夠使用這些角度計算以確定探測器1是否位
于能夠精確確定深度計算的深度計算甜點。如果確定了探測器1位于 甜點，則探測器1在顯示器21上顯示深度計算的結果給用戶。
指示探測器l位于甜點的預定標準是當角度^和^在士10。內，
優選地在土5。內以及優選地在土2。內。
可以考慮另外的參數以驗證深度計算的完整性。如果參數滿足預定標 準，則在探測器1的顯示器21上顯示深度計算。可以考慮如下參數中的一
個或多個且im地評估如下所有參數且應當滿足預定標準。對于基于使用
兩條或三條7jC平天線，即〗頓等式(3)或(12)的測量值的深度計算，可
圖7是圖1的探測器1的數字信號處理±央13的部分的方塊圖。來自于 天線3的場強度信號5在圖1的CODECll中被采樣且與感興趣的頻率的正 弓玄和余弦分量混合以產生^H 3中探測的場纟驢信號5的同相分量"工"和 正交分量'Q"。i亥操作的更多細節在公開號為GB2400674的Radiodectection Limited的申請中提供，其內容通過參考在此處并入。
分量I和Q被傳送到sinc5十中取一濾波器29 (sine5 decimating filter)。 sine5十中取一濾波器的操作的更多細節在公開號為GB2400994 的Radiodectection Limited的申請中^共，其內容通過參考在此處并入。
sinc5十中取一澹波器的輸出被斷氐采樣Jil過有P艮脈沖響應(FIR)濾 波器而被低通濾波。該處理導致獲取了天線信號在狹窄帶寬中(典型地 10Hz)的復合相位和大小。DSP任務的操作的更多細節在公開號為 W003/071311、 W003/069598以及GB2400674的Radiodectection Limited
的申請中提供，其內容通過參考在此處并入。
天線探測的信號的相位的二階導數的大小，即"7^//2是一能被考慮
以驗證深度計算完整性的參數。該參數是穿過FIR濾波器帶寬的無關噪聲
:，且應該小于o.5。A2 ， 4娜也小于o.2。/ 且雌地小于o.i。/ 。可以被考慮以驗證深度計算的完整性的另一參數是深度計算的標準偏 差。該參數指示了深度計算是穩定的且不會由于噪聲而過度起伏。涉及10Hz
帶寬的深度計算的標準偏差應該小于5%， ^mt也小于2%且{^&^地小于i%。
可以被考慮以驗i正深度計算的完整性的另一參數是輸入到CODEC的所 有信號在CODEC的動態范圍內。如果發現輸入到CODEC的信號在CODEC的 動態范圍外，則這將導致CODEC的不精確采樣。
可以被考慮以驗證深度計算的完整性的另一參數是天線探測的信號的 大小的一階導數，即"^4。該參數確保儀器在計算深度的時候仍然被保持， 以使得該參數擔任反沖擊濾波器(anti-ballistic filter)的作用。探測 的信號的大小的一階導數應該小于信號/s的5%， i^地小于信號/s的2% 且雌地小于信號/s的1%。
可以被考慮以驗證深度計算的完整性的另一參數是用于探測埋藏導管 輻射的信號的(兩條或三條)天線之間的相位校正。天線之間的相位差應 當小于5%，,地小于2%且,地小于1%。
可以考慮上述參數中的一個或多個以確定深度計算的好的完整性。上 述的閾值的值與信號強度、FIR搶波器的計算帶寬以及被探測的導體的深度 相關。
各種修改對于本領域技術人員是顯而易見的且期望在權利要求書的保 護范圍中包括所有這^i參改。
在本實施例中，探測器連續地計算埋藏導體的深度但是僅僅在滿足預 定標準的時候才顯示計算的深度。在其它實施例中，探測器可以在用戶界 面上顯示圖標或制造聽得見的聲音以告知操作新離足了預定標準。替代的， 可以配置探測器使得僅僅當滿足預定標準的時候才計算深度。
本發明的各個方面可以以任何便禾啲形式實現，例如〗頓專用的硬件， 或專用的硬件和軟件的混合。處理裝置可包括任意合適的編程的裝置，如 通用計算機，個人數字助理，移動電話(如WAP或3G手機)等等。由于本
發明能夠以軟件實現，因此本發明的每個方面都圍繞在可編程設備上執行 的計算機軟件。可以使用任意常用的載體媒介以提供計算機軟件給可編程 設備。該載體媒介可以包括臨時載體媒介如攜帶計算機代碼的電、光、微 波、聲或無線電頻率信號。該臨附某介的一個實例是在IP網絡(如因特網)中的攜帶計^n代碼的TCP/IP信號。載體媒介也可以包括用以存儲處理器
可讀代碼的存儲媒介，如軟盤，硬盤，CD R0M，磁帶設備或固體存儲器設備。
權利要求
1.一種用于計算埋藏導體的深度的探測器，該探測器包括第一天線；具有與第一天線的軸相平行的軸且與第一天線之間間隔距離s的第二天線；具有與第一天線和第二天線的軸相平行的軸且與第一天線之間間隔距離2s、與第二天線之間間隔距離s的第三天線；用于比較第一和第二天線的磁場以產生第一比較值的裝置；用于比較第二和第三天線的磁場以產生第二比較值的裝置；以及基于第一和第二比較值來計算所述埋藏導體的深度的裝置。
2. 如權利要求1的探測器，其中使用下面的關系來比，一和第二天線的磁場 和第二和第三^^的磁場其中-&是第一天線的磁場； 5^是第二天線的磁場；以及 Sr是第三織的磁場并且其中使用下面的關系來計算位于第一天線以下的所述導體的深度^
3. 如權利要求1或2的探測器，其中每個天線輸出表示天線的電磁場的模擬場 強度信號。
4. 如權利要求3的探測器，進一步包括用于放大該場強信號的裝置。
5. 如權利要求4的探測器，進一步包括用于將該模擬場^^信號轉換為數字信號的裝置;以及用于處理數字信號 以隔離預定頻率帶寬的信號的裝置。
6. 如權利要求5的探測器，其中該用于將模擬場纟驢信號轉換為數字信號的裝 置^H角積分立體聲編解碼器(delta-sigma stereo C0DEC)。
7. 如前述任意之一權利要求的探測器，其中第一和第二殘以及第二和第三天 線的每X寸校準為至少1/600000的精度。
8. —種計算 導體的深度的方法，該方纟雄括樹共第一天線；提供第二天線，i^二天線具有與第一天線的軸相平行的軸且與第一天線之間間隔距離S;提供第三天線，i^三天線具有與第一天線和第二天線的軸相平行的軸且 與第一天線之間間隔距離2S、與第二天線之間間隔距離S; 比，一和第二天線的磁場以產生第一比較值； 比，二和第三天線的磁場以產生第二比較值；以及基于第一和第二比較值來計算戶;M埋藏導體的深度。
9. 如權禾腰求8的方法，其中4頓下面的關系來比較第一和第二天線的磁場以 及第二和第三天線的磁場A -"r 其中^是第一織的磁場； ^M是第二^^的磁場；以及 5r是第三纖勺磁場并且使用下面的關系來計算位于第一天線以下的所述導體的深度c/: 一 2i -l °
10. 如權利要求8或9的方法，其中每個天線輸出表示天線的電磁場的模擬場 鵬言號。
11. 如權利要求4的方法，進一步包括放大該場強度信號。
12. 如權利要求ll的方法，進一步包括將該模擬場^^信號轉換為數字信號；以及 處理數字信號以隔離預定頻率帶寬的信號。
13. 如權利要求8-12的任意一個的方法，其中第一和第二天線以及第二和第三 天線的每對校準為至少1/600000的精度。
14. 一種載j擬某介，其攜帶用于控制微處理器以實現權利要求8-13的任意一個的方法的計tm可讀代碼。
15. —種用于計算鵬導體的深度的探測器，該探測器包括 第一天線；具有與第一天線的軸相平行的軸且與第一天線之間間隔距離S的第二，；具有與第一天線和第二天線的軸相平行的軸且與第一天線之間間隔距離2s、與第二天線之間間隔距離S的第三天線；以及 微處理器，其中該微處理器配置為比，一和第二天線的磁場以產生第一比較值； 比較第二和第三天線的磁場以產生第二比較值；以及基于第一和第二比較值來計算戶;M埋藏導體的深度。
16.如權利要求15的探測器，其中4頓下面的關系來比織一和第二天線的磁場和第二和第三天線的磁場<formula>formula see original document page 4</formula>其中^是第一天線的磁場； ^是第二天線的磁場；以及 &是第三M的磁場以及使用下面的關系來計算位于第一天線以下的所述導體的深度^<formula>formula see original document page 4</formula>
17. 如權利要求15或16的探測器，其中每個天線輸出表示天線的電磁場的模 擬場弓驢信號。
18. 如權利要求17的探測器，進一步包括安排為放大該場強信號的放大器。
19. 如權利要求18的探測器，進一步包括模擬數字轉換器，以將該模擬場3雖信號轉換為數字信號；以及 安排為處理數字信號以及隔離預定頻率帶寬的信號的數字信號處理器。
20. 如權利要求19的探測器，其中該模擬數字轉換器^H角積分立體聲編解碼 器(delta-sigma stereo CODEC)。
21. 如權利要求15到20的任意一個的探測器，其中第一和第二天線以及第二 和第三天線的每對校準為至少1/600000的精度。
全文摘要
一種用于計算埋藏導體的深度的探測器1，包括三條平行的天線B、M、T。第二天線M與第一天線B距離s布置且第三天線與第一天線B距離2s并與第二天線M距離s。比較第一和第二天線B、M的輸出且比較第二和第三天線M、T的輸出。基于第一和第二比較值來計算埋藏導體25的深度。
文檔編號G01B7/26GK101526334SQ20091011842
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月2日 優先權日2008年3月3日
發明者理查德·戴維皮爾遜, 約翰·馬克果 申請人:雷迪有限公司