Sistema y método para detectar un conductor enterrado.

Un sistema (1) configurado para detectar un conductor enterrado (3),

el sistema(1) comprendiendo:

los medios para producir una corriente alterna de prueba (5) en dichoconductor enterrado (3), la corriente de prueba comprendiendo un primercomponente; y un segundo componente con una frecuencia diferente a unafrecuencia del primer componente;

los medios para detectar un campo electromagnético (7) producido por lacorriente alterna de prueba en dicho conductor enterrado (3) y para medir unadiferencia de fase entre el primer componente y el segundo componente; ylos medios para proporcionar un enlace de comunicación (13, 15) entre losmedios para detectar un campo electromagnético (7) y los medios paraproducir una corriente alterna de prueba (5);

caracterizado porque los medios para producir

una corriente alterna de la prueba (5) y los medios para detectar un campoelectromagnético (7) se configuran para que los medios para detectar uncampo electromagnético (7) alteren, a través del enlace de comunicación (13,15), la diferencia de fase entre el primer componente y el segundo componente.

Sistema y método para detectar un conductor enterrado.

Campo de la invención [0001] La presente invención hace referencia a un sistema y un metodo para detectar un conductor enterrado. Antecedentes de la invención [0002] Antes de comenzar excavaciones u otros trabajos similares en lugares donde se encuentran cables electricos, cables de fibra óptica u otras tuberias o conductos de servicios publicos enterrados, es importante determinar la posición de tales tuberias o cables enterrados para asegurarse de que no resultan danados durante el trabajo. Una vez que se localiza una tuberia publica enterrada, se puede calcular la profundidad de la tuberia para determinar una profundidad de excavación segura. [0003] Los conductores que transportan la corriente emiten una radiación electromagnetica que puede ser detectada por una antena electrica. Si los cables de fibra óptica o los conductos o tuberias publicas no metalicas se ajustan con una pequena linea de marcación electrica, se puede inducir una corriente electrica alterna en la linea de marcación que a su vez irradia radiación electromagnetica. Es comun la utilización de detectores para detectar el campo electromagnetico emitido por los conductores que transportan la corriente alterna. [0004] Un tipo de esos detectores funciona en uno de los dos modos, denominados 'activo' o 'pasivo'. Cada modo tiene sus propias bandas de frecuencia de detección. [0005] El modo pasivo comprende el modo de 'consumo' y el modo de 'radio'. En el modo de consumo, el detector detecta el campo magnetico producido por un conductor que contiene una red de alimentación C.A. igual a 50/60 Hz, o el campo magnetico reirradiado desde un conductor como consecuencia de un cable cercano conteniendo energia C. A., junto con armónicos mas altos de hasta 5KHz. En el modo de radio, el detector detecta una frecuencia muy baja (VLF) de ondas de radio que se re-irradia por los conductores enterrados. La fuente de las senales de radio originales VLF (de frecuencia muy baja) es una pluralidad de transmisores de onda larga de frecuencia muy baja, tanto comercial como militar. [0006] En el modo activo, un transmisor de senales produce un campo magnetico alterno de frecuencia conocida y una modulación, que induce una corriente en un conductor enterrado cerca. El transmisor de senales puede estar directamente conectado al conductor o, cuando no es posible una conexión directa, puede colocarse un transmisor de senales cerca del conductor enterrado y puede inducirse una senal en el conductor. El conductor enterrado re-irradia la senal producida por el transmisor de senales. [0007] Varios factores deben ser considerados al utilizar el modo activo. Debido a que el transmisor se activa de manera convencional con baterias a bordo, es importante generar la senal de prueba de manera eficiente, mientras se conserva la energia empleada por el transmisor tanto como sea posible para prolongar la vida de las baterias del transmisor. Por lo tanto, la potencia de una senal de prueba perceptible emitida por el transmisor deberia minimizarse para reducir el consumo de bateria. Ademas, una senal de alta potencia puede asociarse a lineas no deseadas y extenderse sobre las lineas, dificultando la detección del conductor enterrado meta. [0008] El transmisor puede configurarse para transmitir una senal alterna de prueba a varias frecuencias. La elección de frecuencia depende de varios factores, por ejemplo la facilidad de inducir la senal de prueba en el conductor enterrado y la interferencia de las senales ambientales. [0009] Con respecto a la elección de la frecuencia de la senal de prueba alterna, se utiliza una senal de alta frecuencia cuando la impedancia de la linea es alta (tipicamente si el suelo es seco o cuando el cable meta es un par trenzado aislado sin una referencia de suelo comun) , una senal de frecuencia media se utiliza tipicamente para cables de red de alimentación y tuberias continuas de metal y una senal de frecuencia baja se utiliza para el trazado de larga distancia donde se proporciona un buen retorno a tierra en el extremo del cable. [0010] La frecuencia de una senal de prueba inicialmente escogida puede no ser adecuada debido a la interferencia de senales ambientales. Las senales transportadas por otros conductores cercanos a la misma frecuencia o teniendo una frecuencia armónica igual a la frecuencia de la senal de prueba puede tener como consecuencia una senal pobre o una relación senal-ruido detectada en el receptor. [0011] Las interferencias debida a tales frecuencias ambientales pueden requerir la alteración de la frecuencia de la senal de prueba producida por el transmisor para evitar interferencias de las frecuencias ambientales. [0012] Por lo tanto, cuando se usa un transmisor para producir una corriente alterna de prueba en el conductor enterrado, el operario puede necesitar establecer reiterativamente la potencia y la frecuencia de senal del transmisor para que la senal producida por el transmisor sea de una frecuencia conveniente para ser detectada por el receptor y de una potencia eficiente. Esto requiere la participación de un operario diferente para el transmisor y el receptor o que el operario del receptor viaje reiterativamente entre el transmisor y la localización meta donde se coloca el receptor, lo que consume mucho tiempo.

US 6356082 por parte de Schonstedt Instruments Co. describe un sistema para detectar un conductor enterrado que comprende un transmisor y un receptor entre los que se establece un enlace de radio que permite a un operario que esta lejos del transmisor interrogar al transmisor desde el receptor para obtener información esencial y para controlar las funciones del operario en el transmisor. [0014] Al aplicar una senal de prueba a un conductor enterrado meta para ser trazado pueden surgir dificultades si hay un segundo conductor enterrado muy cerca del conductor enterrado meta. El campo irradiado por el conductor enterrado meta que contiene la senal de prueba puede inducir una corriente en el segundo conductor enterrado debido al acoplamiento capacitivo o al vinculo directo entre los dos conductores enterrados mientras el segundo conductor transporta una corriente de retorno a la tierra. La corriente inducida en el segundo conductor es entonces reirradiada por el segundo conductor y puede ser recogida por el receptor. Por lo tanto al trazar la ruta de un conductor enterrado es necesario verificar que el conductor que esta siendo trazado es el conductor meta y no un segundo conductor enterrado con el que se ha asociado la senal de prueba desde el conductor meta. [0015] WO 90/09601 por parte de Radiodetection Limited, el contenido del cual esta integrado aqui como referencia, describe un sistema para trazar un conductor enterrado de transporte de corriente. Una senal alterna de prueba que tiene componentes primeros y segundos, similares en frecuencia y fase, se aplica al conductor meta y se detecta el campo electromagnetico en una pluralidad de posiciones. Considerando la fase de los componentes primero y segundo se puede tomar una decisión sobre si el conductor detectado es el conductor meta o si es un segundo conductor con el que se ha enterrado la senal de prueba. [0016] WO-A-2005/015263 describe una arquitectura digital para tuberias metalicas y localizaciones de cables utilizando una estructura de lazo de seguimiento de fase (PLL) digital. [0017] US-A-2006/238199 describe sistemas y un metodo que pueden emplearse para situar o detectar la presencia de varios materiales, inclusive metales no ferrosos. Estos sistemas incluyen sensores, circuitos, sistemas y dispositivos que potencian y/o operan entre si con los sensores, y los metodos para producir, operar y utilizar tales sistemas. [0018] US-A-4348639 describe un aparato y un metodo para situar la posición, profundidad, y recorrido de un objeto metalico longitudinal. El aparato es capaz de proporcionar energia a un objeto metalico subterraneo y de detectar despues el campo electromagnetico producido por el objeto metalico con un lazo de seguimiento. [0019] En esta aplicación describimos un sistema mejorado para detectar un conductor

enterrado que supera algunas de las desventajas de los sistemas convencionales. Resumen de la invención [0020] De acuerdo con un primer aspecto de la invención se proporciona un sistema

para detectar un conductor enterrado, el sistema comprendiendo: medios para producir una corriente alterna de prueba en dicho conductor enterrado, la corriente de prueba comprendiendo un primer componente y un segundo componente con una frecuencia diferente a una frecuencia del primer componente; medios para detectar un campo electromagnetico producido por la corriente de prueba en dicho conductor enterrado y para medir una diferencia de fase entre el primer componente y el segundo componente;... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (1) configurado para detectar un conductor enterrado (3) , el sistema

(1) comprendiendo: los medios para producir una corriente alterna de prueba (5) en dicho conductor enterrado (3) , la corriente de prueba comprendiendo un primer componente; y un segundo componente con una frecuencia diferente a una frecuencia del primer componente; los medios para detectar un campo electromagnetico (7) producido por la corriente alterna de prueba en dicho conductor enterrado (3) y para medir una diferencia de fase entre el primer componente y el segundo componente; y los medios para proporcionar un enlace de comunicación (13, 15) entre los medios para detectar un campo electromagnetico (7) y los medios para producir una corriente alterna de prueba (5) ; caracterizado porque los medios para producir una corriente alterna de la prueba (5) y los medios para detectar un campo electromagnetico (7) se configuran para que los medios para detectar un campo electromagnetico (7) alteren, a traves del enlace de comunicación (13, 15) , la diferencia de fase entre el primer componente y el segundo componente

2. Un sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios para producir una corriente alterna de prueba (5) y los medios para detectar un campo electromagnetico (7) estan configurados para que los medios para detectar un campo electromagnetico (7) alteren la diferencia de fase entre el primer componente y el segundo componente de manera que:

los medios para detectar un campo electromagnetico (7) estando configurados para comparar la diferencia de fase en los medios para detectar un campo electromagnetico (7) entre el primer componente y el segundo componente con una diferencia de fase de referencia y para calcular una fase de fuga; los medios para detectar un campo electromagnetico (7) estando configurados para transmitir una orden a los medios para producir una corriente alterna de prueba (5) para alterar la diferencia de fase entre el primer componente y segundo componente cuando la fase de fuga este por encima del umbral inferior y por debajo del umbral superior; y los medios para producir una corriente alterna de prueba (5) configurados para recibir la orden transmitida desde los medios para detectar un campo electromagnetico (7) y para alterar la diferencia de fase entre el primer componentey el segundo componente.

3. Un sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que los medios para detectar un campo electromagnetico (7) comprenden una interfaz de usuario (41) y los medios para detectar un campo electromagnetico (7) estan configurados para transmitir una senal de advertencia cuando la fase de fuga se encuentra por encima del umbral superior.

4. Un sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la senal de advertencia comprende una advertencia de que la fase del primer componente o el segundo componente se han invertido.

5. Un sistema (1) de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 4, en el que la senal de advertencia comprende una advertencia de que el campo electromagnetico detectado por los medios para detectar un campo electromagnetico (7) no se produce por la corriente de prueba en dicho conductor enterrado (3) .

6. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 5, en el que el umbral mas bajo es de 2 grados.

7. Un sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 6, en el que el umbral mas alto es de 88 grados.

8. Un sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 7, en el que la diferencia de fase de referencia se mide en una posición a lo largo del conductor enterrado (3) .

9. Un sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el enlace de comunicación (13, 15) entre los medios para detectar un campo electromagnetico (7) y los medios para producir una corriente alterna de prueba (5) es proporcionado por un transceptor (13, 15) en cada uno de los medios para producir una corriente alterna de prueba (5) y en los medios para detectar un campo electromagnetico (7) .

10. Un sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el enlace de comunicación (13, 15) entre los medios para detectar un campo electromagnetico (7) y los medios para producir una corriente alterna de prueba (5) es un enlace de comunicación duplex o semiduplex.

11. Un sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el enlace de comunicación (13, 15) entre los medios para producir una corriente alterna de prueba (5) y los medios para detectar un campo electromagnetico (7) es un enlace de comunicación inalambrico.

12. Un sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios para detectar un campo electromagnetico (7) estan configurados para alterar la diferencia de fase entre el primer componente y el segundo componente sin

la intervención del operario del sistema (1) .

13. Un sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la corriente de prueba en dicho conductor enterrado (3) es producida por los medios para producir una corriente alterna de prueba (5) por medio de un m6dulo de salida (21) , el m6dulo de salida (21) estando ya sea irradiando un campo electromagnetico para inducir la corriente de prueba en dicho conductor enterrado (3) , estando conectado directamente a una parte de dicho conductor enterrado (3) , o sujetando el m6dulo de salida (21) alrededor de dicho conductor enterrado (3) .

14. Un sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, los medios para detectar un campo electromagnetico (7) comprendiendo una pluralidad de antenas (31) para detectar el campo electromagnetico producido por la corriente de prueba en dicho conductor enterrado (3) , cada antena (31) produciendo una senal de intensidad de campo representativa del campo electromagnetico en la antena y comprendiendo ademas:

convertidores digital-analógicos para convertir las senales de intensidad de campo en senales digitales; y un procesador digital de senales (33) configurado para procesar las senales digitales y para aislar las senales de bandas predeterminadas de frecuencia.

15. Un metodo para detectar un conductor enterrado (3) , el metodo comprendiendo: un transmisor (5) para producir una corriente de prueba en dicho conductor enterrado (3) , la corriente de prueba comprendiendo un primer componente; y un segundo componente con una frecuencia diferente a una frecuencia del primer componente; un receptor (7) para detectar un campo electromagnetico producido por la corriente de prueba en dicho conductor enterrado (3) y para medir una diferencia de fase en el receptor (7) entre el primer componente y el segundo componente; un enlace de comunicación (13, 15) entre el receptor (7) y el transmisor (5) , y caracterizado por el paso dereactivarse (7) alterando, a traves del enlace de comunicación (13, 15) entre el receptor (7) y el transmisor (5) , la diferencia de fase entre el primer componente y el segundo componente.

16. Un metodo de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el receptor (7) altera la

diferencia de fase entre el primer componente y el segundo componente al: comparar la diferencia de fase en el receptor (7) entre el primer componente y el segundo componente con una diferencia de fase de referencia para calcular una fase de fuga comparando la fase de fuga con un umbral inferior y un umbral superior; transmitiendo una orden desde el receptor (7) al transmisor (5) para alterar la diferencia de fase entre el primer componente y segundo componente cuando la fase de fuga esta por encima del umbral inferior y por debajo del umbral superior, y alterando la diferencia de fase en el transmisor (5) entre el primer componente y el segundo componente.

17. Un metodo de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el umbral mas bajo es de 5 grados.

18. Un metodo de acuerdo con las reivindicaciones 16 o 17, en el que el umbral mas bajo es de 60 grados.

19. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 15 a la 18, en el que el enlace de comunicación (13, 15) entre el receptor (7) y el transmisor (5) es un enlace de comunicación duplex o semiduplex inalambrico.

20. Un metodo de acuerdo con las reivindicaciones de la 15 a la 19, en el que el receptor (7) esta configurado para alterar la diferencia de fase entre el primer componente y el segundo componente sin la intervención del usuario del sistema (1) .

21. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 15 a la 20, en el que la corriente de prueba en dicho conductor enterrado (3) se produce por el transmisor (5) por medio de un m6dulo de salida (21) , el m6dulo de salida (21) ya sea irradiando un campo electromagnetico para inducir la corriente de prueba en dicho conductor enterrado (3) , estando conectado directamente a una parte de dicho conductor enterrado (3) o sujetado el m6dulo de salida alrededor de dicho conductor enterrado (3) .

22. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 15 a la 27 comprendiendo el receptor (7) una pluralidad de antenas (31) para detectar el campo electromagnetico producido por la corriente de prueba en dicho conductor enterrado (3) , cada antena (31) produciendo una senal de intensidad de campo representativa del campo electromagnetico en la antena y comprendiendo ademas:

convertidores digital-analógicos para convertir las senales de intensidad de campo en senales digitales; y un procesador digital de senales (33) configurado para procesar las senales digitales y para aislar las senales de bandas predeterminadas de frecuencia.