一種基于感應原理的城市地下管道檢查孔定位系統(tǒng)

ex不含有用信號且遠遠大于eR。比較（2）、（3）兩式有：

當σl時，式(5)中的積分部分也小于1。實驗中取頻率為20kHz時，即使將D1減少到7～8cm，式(5)所表示的比值也只能在0.8%左右。

可以通過增加一個同軸且繞向相反的補償線圈B來抵消直耦信號的影響。為了達到這個目的，由式(2)可知，發(fā)射線圈和補償線圈的匝數(shù)及位置應該滿足：

通常情況下，地下管道中介質的實際電導率非常小。為了提高檢測信號的信噪比，可以適當增加接收線圈的匝數(shù)，但過多的匝數(shù)會增加線圈的尺寸并降低檢測的靈敏度。同時適當增加線圈的截面積也是提高信號信噪比的一個辦法，但是也要受到幾何因子理論中“線圈的尺寸要大大小于它們之間的距離”這一假設的限制。

2 檢測電路設計

整個系統(tǒng)分為地上和地下兩部分，其基本組成結構如圖2所示。兩大部分之間通過電纜相連接。地下部分中包括裝有線圈的探頭以及分別屏蔽在兩個金屬盒中的發(fā)射電路和接收電路。地下部分的所有裝置全部固定安裝在一節(jié)經(jīng)過防水處理的直徑為8cm左右的聚氯乙稀管內(nèi)。為了防止對探頭檢測過程的干擾，設計時應該充分考慮地下部分的電路及導線的固定和屏蔽問題。

2.1 發(fā)射電路

發(fā)射電路的主要功能是產(chǎn)生具有足夠功率的20kHz的正弦激勵信號，同時要引出一路參考信號至接收電路，作為模擬開關的觸發(fā)控制。由于輸出功率較大，發(fā)射電路中必須解決其散熱問題。

2.2 接收電路

盡管經(jīng)過補償線圈的抵消作用，接收信號中仍包含有較大的直接耦合部分。由于該部分電勢在檢測結果中一般保持不變且具有π/2相滯后的特征，所以探頭周圍介質電導率的變化就會由實際接收信號中的相位移變化體現(xiàn)出來。

接收電路中模擬開關的主要功能是用來檢測接收信號的相位移。來自發(fā)射電路的同頻率的參考信號作為模擬開關的觸發(fā)控制，通過模擬開關的接收信號部分后再經(jīng)過低通濾波器濾去交流分量，得到的電壓信號就是一個和輸入信號相角相關的量，實際上也是一個與介質導電率σ相關的量。適當調(diào)節(jié)參考信號的相位，可以得到較高的檢測靈敏度。

2.3 地上部分

檢測信號通過信號電纜到達地面后，首先需要濾掉傳輸過程中所帶來的噪音。檢測信號輸入通道的增益和零點可以分別進行連續(xù)調(diào)節(jié)，以便適應不同的地下管道及環(huán)境。