[发明专利]埋地设施检测

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于在建筑工地处检测诸如地下管道或布线系统的埋地设施(buried service)的检测方法、检测信号供应装置以及检测系统。

背景技术

在建筑工地非常常见的是在挖掘之前或挖掘时使用装置来检测地下结构。这种结构常常以用于电、气、燃料、水或者其它地下传导结构之间的通信数据的设施的形式出现。尽管这些设施中的大多数的位置已经从工地的勘测图已知，但是它们的位置可具有不确定性，或者可存在那里没有提及的其它设施。它们常常也被土方机械的操作员在作业期间简单忽略。

在壕沟或者正在开挖的区域中进行挖掘的同时防止损坏地下结构是很重要的任务。由于对设施的损坏可导致严重的影响和代价，所以在开挖之前或在开挖时在工地上进行这些附加测量以便能够检测邻近这些设施。用于此目的的装置被称为避线工具(也称为CAT)。这种装置的实施方式在例如EP 2 362 241中有所描述。

定位地下设施的一种方式是检测由设施本身发出的电磁场。为此，设施必须具有自然产生的电信号，其发出能够在地面上检测到的场。这对于有源电力供应很有效，但是(例如)关闭的路灯、未用的或低电压通信线缆、燃气管或水管的布线系统很难以这种方式来检测。

为了避免这种局限，进行了多种开发以改进检测并且也能够检测不同类型的设施。US 5 194 812、US 4,600,356、US 5,592,092和US 6,437,726提及了这些方法。地下结构需要在可用频率范围内发射足够强以能够在地面上检测到的电磁场。由于只有自然产生的电信号才能引起场，所以这种方法的可用性限于带电电力线以及一些通信线缆。

US 4 438 401、JP 2003 227878和DE 27 35 344公开了没有自然产生的信号的金属型设施(metallic services)直接连接到信号发生器的系统。这样，可将电信号传导给设施，因此可通过其电磁场来检测该设施。为此，设施必须位于建筑工地附近并在建筑工地附近连接。这会是非常困难的任务，因为一些设施是隐藏的，没有可接近的或者甚至带电的线，因此无法连接。这些系统对于大量金属型设施而言是很有效的，但是所述检测仍限于包含导电材料的设施。例如，由塑料制成的水管很难以这种方式进行检测。

在EP 2 278 358中，待检测信号是从信号源人为产生的信号，其通过连接到信号源的至少两个电极(例如，地桩(earth spike)、帐篷桩等)被引入土壤中。为此，需要至少一根长线缆，因为好的检测结果需要将电极间隔开至少五米(优选地为几十米甚至几百米)布置。这种方法的优点在于，可通过这种系统检测电导率高于土壤的几乎任何设施。

缺点是需要长线缆来向土壤供应信号。这种长线缆很难处理，需要笨重的线缆卷筒。特别是在工地(具有大量机械、车辆、工人和其它业务)，在地面上铺设长线缆会是困难的且带来问题，因为它可能妨碍工作流程。线缆还可能易于被一些机械或工人损坏或者可造成绊脚。对于实际检测任务，用于连接地桩以进行信号注入的这种线缆的正确铺设是耗时的准备工作。另外，长线缆的移除以及在线缆卷筒上的正确储存(常常结合有清洁线缆上的工地污垢)会花费较长时间。地电流系统的建立和移除常常花费甚至比实际检测更长的时间。

发明内容

因此，本发明的一个目的是通过利用土壤连接人为引入埋地结构的电检测信号来改进埋地结构的检测。

本发明的另一目的是检测通过任何现有技术的方法很难检测的结构(例如，常用的塑料水管)，其通过穿过土壤并沿着那些结构浮动的检测信号来进行。

一个目的是简化这种检测所需的系统，尤其是还缩小所需的设备并且还提供一种简化并且小型化的设备以用于这种任务。

本发明的另一目的是避免使用地桩和长连接线缆来将检测信号引入土壤中。

本发明的另一目的是提供一种埋地设施的邻近检测方法，其使用更容易使用且快速的系统，并且提供对干线(mains)供电以外的埋入设施的检测能力。

根据本发明的检测方法是基于从地下结构发射的电磁场的(即使所述结构并不自然地发射这些场)。通过沿着所述结构流动的人为引入的电流来发射所述场。电流的引入并非利用电流源与待检测结构的直接连接来实现，也非基于所述结构与从地面上朝着所述结构发出并被反射或再辐射回地面上的检测装置的电磁无线电场的弱电磁耦合。

用于传导的细长的埋地结构(尤其用于建筑工地的地下管道或布线系统的邻近)的检测方法通过以下步骤来执行：

■通过电流源产生优选地具有期望的频率和/或电流强度的交流电检测信号，