一種基于感應(yīng)原理的城市地下管道檢查孔定位系統(tǒng)

ex不含有用信號(hào)且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于eR。比較（2）、（3）兩式有：

當(dāng)σl時(shí)，式(5)中的積分部分也小于1。實(shí)驗(yàn)中取頻率為20kHz時(shí)，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(gè)同軸且繞向相反的補(bǔ)償線圈B來抵消直耦信號(hào)的影響。為了達(dá)到這個(gè)目的，由式(2)可知，發(fā)射線圈和補(bǔ)償線圈的匝數(shù)及位置應(yīng)該滿足：

通常情況下，地下管道中介質(zhì)的實(shí)際電導(dǎo)率非常小。為了提高檢測信號(hào)的信噪比，可以適當(dāng)增加接收線圈的匝數(shù)，但過多的匝數(shù)會(huì)增加線圈的尺寸并降低檢測的靈敏度。同時(shí)適當(dāng)增加線圈的截面積也是提高信號(hào)信噪比的一個(gè)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(shè)的限制。

2 檢測電路設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)分為地上和地下兩部分，其基本組成結(jié)構(gòu)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(gè)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(duì)探頭檢測過程的干擾，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮地下部分的電路及導(dǎo)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(lì)信號(hào)，同時(shí)要引出一路參考信號(hào)至接收電路，作為模擬開關(guān)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(bǔ)償線圈的抵消作用，接收信號(hào)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(jié)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(zhì)電導(dǎo)率的變化就會(huì)由實(shí)際接收信號(hào)中的相位移變化體現(xiàn)出來。

接收電路中模擬開關(guān)的主要功能是用來檢測接收信號(hào)的相位移。來自發(fā)射電路的同頻率的參考信號(hào)作為模擬開關(guān)的觸發(fā)控制，通過模擬開關(guān)的接收信號(hào)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(hào)就是一個(gè)和輸入信號(hào)相角相關(guān)的量，實(shí)際上也是一個(gè)與介質(zhì)導(dǎo)電率σ相關(guān)的量。適當(dāng)調(diào)節(jié)參考信號(hào)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(hào)通過信號(hào)電纜到達(dá)地面后，首先需要濾掉傳輸過程中所帶來的噪音。檢測信號(hào)輸入通道的增益和零點(diǎn)可以分別進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，以便適應(yīng)不同的地下管道及環(huán)境。