[發明專利]智能電磁傳感器陣列

有效

• 申請號: 201210470005.1
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103123266B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 約翰·衛斯理·希亞賽斯;杰羅斯洛·布拉士
• 申請（專利權）人: 福祿克公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 杜娟娟,陳嵐

對相關申請的交叉引用

該申請要求美國臨時專利申請61/561,781的優先權，該臨時申請于2011年11月18日提交，該臨時申請的公開作為整體在此被引入以做參考。

發明內容

感應線圈傳感器的陣列被用來從多個位置對被要追蹤的電線所產生的磁場的強度進行監測。該磁場強度數據被用來決定該電線的位置和方向。在一個實施方式中，該傳感器陣列被包含在一個測試儀器中。該測試儀器的屏幕提供圖形用戶接口，該接口顯示了該電線的方向，而且指示了該電線相對于該儀器的位置。

附圖說明

用于檢測電線的位置和方向的系統和方法的例子在附圖中被說明。這些例子和附圖是說明性的，而非限制性的。

圖1A和1B說明了兩個情形，其中感應線圈傳感器被放置鄰近于被激發的電線。

圖2A-2E示出了能夠被用于電磁傳感器陣列的感應線圈傳感器的示例配置。

圖3A-3D示出了四線圈傳感器陣列可能遇到的示例的直電線的配置。

圖4A-4C示出了四線圈傳感器陣列可能遇到的示例的彎曲電線的配置。

圖5A-5B示出了八線圈傳感器陣列可能遇到的示例的直電線的配置。

圖6示出了信號接收機的框圖，該信號由激發電線在線圈中所感生。

圖7A-7C示出了測試儀器的透視和示例的屏幕，該屏幕示出了被激發的電線相對于測試儀器中的傳感器陣列的位置和方向。

圖8示出了一個框圖，該框圖示出了用于決定電線的位置和方向的測試儀器的一個例子。

圖9示出了一個流程圖，該流程圖示出了決定電線的位置和方向的示例過程。

具體實施方式

本發明的各種不同的方面和例子現在將會被描述。下列描述為這些例子的完全的理解和可實現的說明提供了特定的細節。然而，本領域的技術人員將會了解被發明可能省去很多這些細節而被是實現。此外，一些眾所周知的結構或功能可能沒有被詳細地示出或者描述，這是為了避免不必要地使有關描述變得模糊。

下列的描述為完全理解和可實現地描述本技術的各種實施方式提供了特定的細節。本領域的技術人員將會了解，該技術可以在缺少這些細節中的很多的情況下被實現。在一些例子中，眾所周知的結構和功能并沒有被詳細地顯示或描述，以避免不必要地對本技術的實施方式的描述造成模糊。在下面的描述中被使用的用語應該以最寬廣的、合理的方式被解釋，即使它是與本技術的特定實施方式的詳細描述一起被使用。雖然特定的術語可能在下面被強調，但是，任何旨在以受限的方式被解釋的術語都將在具體實施方式中被顯明地且特別地定義。

依照法拉第的感生法則，線路中被感生的電動勢等于該流過該線路的通量的變化率。這一法則能被用來決定電線的位置和方向，其中該電線承載了不同的調制信號。圖1A和1B示出了兩個情形，其中感應線圈傳感器被放置臨近于被激發的電線。在兩個附圖中，電線101由具有一個陪伴磁場103的調制信號102而激發。在圖1A中，感應線圈傳感器110被放置鄰近于由被電線產生的磁場。線圈傳感器110對電線101被垂直地方向，以致于被產生的磁場103沿著線圈110的軸經過線圈110的中心。當一個時變的磁場103經過線圈110時，與磁場103成比例的電流在線圈110的電線中被產生。因此，線圈有效地傳感了該被激發的電線。

在圖1B中，感應線圈傳感器120被置于由電線101產生的磁場103的附近。然而，線圈傳感器120對電線101是平行的方向，以使被產生的磁場103不通過線圈120的中心。結果，對于這個配置，沒有電流在線圈120的電線中被產生。如果線圈被以相對于電線的一個角度而方向，電流將在線圈的電線中被產生，但是小于當線圈與電線垂直時所產生的量。

傳統的電線追蹤器使用單個線圈傳感器，來傳感被激發的電線的出現而且向用戶提供被傳感的磁場的信號強度。當帶有線圈的電線追蹤器被置于更靠近電線時，信號強度增加。然而，因為只有一個線圈傳感器被用，所以傳統的電線追蹤器不能夠提供關于電線的方向或位置的任何信息。結果，當嘗試定位電線時，用戶本質上進行盲目的搜尋。而且，時常有電磁噪聲出現，該噪聲能進一步對傳統電線追蹤器的用戶造成混亂。

如在此所公開的，當線圈傳感器的陣列被用來檢測由電線產生的磁場時，就有可能不僅定位電線，而且決定了電線的方向。圖2A-2E示出了感應線圈傳感器的配置，該配置能夠被用在電磁傳感器陣列中。