Радио №5 1987г стр. 30-32
Модернизация кабелеискателя ИМПИ-2
.
Модернизация кабелеискателя ИМПИ-2
Различным службам городского хозяйства нередко приходится определять трассу подземных коммуникаций для их ремонта или реконструкции. Промышленность выпускает различные трассоискатели, однако они, как показывает практика, весьма чувствительны к внешним помехам. Линии электропередач, электрические станции, источники высокочастотных излучений затрудняют, а иногда делают и вовсе невозможным обнаружение трасс подземных коммуникаций. Такие, например, приборы, как трассоискатель ТПК-1, кабелеискатель ИМПИ-2, вообще не могут работать в сильных электромагнитных полях.
Радиолюбители-рационализаторы постоянно ищут пути совершенствования промышленной аппаратуры, улучшают ее эксплуатационные характеристики, приспосабливают серийные приборы для решения конкретных народнохозяйственных задач.
Иллюстрацией тому служит помещенная ниже статья. В ней описано усовершенствование кабелеискателя ИМПИ-2, позволившее расширить возможности прибора.
Описываемый ниже прибор позволяет обнаруживать подземные коммуникации вблизи источников интенсивных помех, определять местонахождение кабельной трассы без отключения кабеля. Кроме того, в тех случаях, когда кабель под нагрузкой излучает электромагнитные волны, усовершенствованный прибор позволяет обнаружить его, используя только приемник кабелеискателя.
Серийный прибор ИМПИ-2 состоит из двух блоков: генератора и приемника с головными телефонами. Модернизации подверглись оба блока. Изменения, которые внесены в генератор и приемник, на схемах показаны утолщенными линиями.
Основные технические характеристики
Приемник
Коэффициент усиления иа частоте 1133 Гц, дБ, не менее . . . . . . . . . 112
Полоса пропускания но уровню - 3 дБ, Гц,
при узкой полосе (сУП") . . . . . . . . . 30
широкой полосе ("ШП") . . . . . . . . . 90
Ослабление сигнала магнитной антенной при расстройке от частоты 1133 Гц на ±\25 Гц, дБ . . . . . . . . . 12
Напряжение питания, В . . . . . . . . . 4,5
Потребляемый ток, мА, не более . . . . . . . . . 3
Масса с магнитной антенной, кг . . . . . . . . . 1
Генератор
Пределы перестройки тональной частоты, Гц . . . . . . . . . 900... 1346
Напряжение питания, В . . . . . . . . . 4,5...18
Потребляемый ток, мА . . . . . . . . . 35...300
Масса, кг . . . . . . . . . 2
Чтобы иметь возможность уверенно принимать сигнал генератора в условиях интенсивных помех, в приемник введен узел, позволяющий резко сузить его полосу пропускания, а в генераторе предусмотрена возможность перестройки рабочей частоты. В генераторе в тональный мультивибратор, собранный на транзисторах VT1 и VТЗ, введен переменный резистор R5 (рис. 1).
Кроме этого, изменены временные характеристики манипулирующего мультивибратора, собранного на транзисторах VТ2 и VТ4.
При работе мультивибраторов в моменты, когда открыт транзистор VT4, а значит, закрыты транзисторы VT5, VT6, с тонального мультивибратора через резисторы R10, R11 на базу транзисторов VT7 и VT8 поступают сигналы, сдвинутые по фазе на 180°. В блок генератора добавлен мощный усилитель на транзисторах VT11, VT12 с выходным трансформатором Т2.
Таким образом, на выходе генератора появляются пачки импульсов с частотой повторения около 2,5 Гц и с тональной частотой заполнения. Для лучшей различимости звукового сигнала в телефонах приемника на фоне помех в манипулирующий мультивибратор включен дополнительный конденсатор С5. В минусовой провод питания введена развязывающая цепь R19С6.
В серийный приемник кабелеискателя введен предварительный усилитель на полевых транзисторах VТ1, VТ2 (рис. 2). Из-за высокого входного сопротивления этого усилителя полоса пропускания входного контура WА1С1С2 сузилась с 300 до 90 Гц (по уровню -3 дБ). Полоса пропускания резонансного усилителя на транзисторе VT1 не превышает 30 Гц по уровню -3 дБ. Контур WА1С1С2 приемника перестроен на частоту 1133 Гц (добавлен конденсатор С2) для того, чтобы гармоники помех с частотами, кратными 50 и 100 Гц, не попадали бы в полосу приема.
Для поиска трассы прокладки кабеля к нему подключают генератор (об этом будет рассказано ниже) и, двигаясь с приемником в руках вдоль трассы, по звуковому сигналу устанавливают ее.
При определении местонахождения кабельной трассы по электромагнитному излучению кабеля (т. е. без подключения генератора) переключатель 5А1 устанавливают в положение "ШП" ("Широкая полоса"), и сигнал с магнитной антенны WА1 поступает иа вход основного усилителя, выполненного на транзисторах VTЗ - VT6. Дальность действия трассоискателя зависит от чувствительности приемника. Для ее повышения резистор R14 надо за шунтировать по переменному току конденсатором С13, а конденсатор С14 заменить на другой, меньшей емкости.
Для того чтобы высокочастотные помехи не проникали к приемнику через его выходную цепь, шнур головных телефонов необходимо экранировать. Конденсатор С15 подключают параллельно источнику питания для предотвращения самовозбуждения усилителя. При работе с прибором могут возникнуть ситуации, когда громкость сигнала в головных телефонах становится слишком большой, что затрудняет поиск. Ослабить громкость в таких случаях может цепь С11SА2.
Имеющийся в генераторе трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе Ш12Х22. Обмотка I содержит 2X185 витков провода ПЭЛ 0,35. Вторичную обмотку удаляют, и вместо нее наматывают новую - из 2X20 витков провода ПЭЛ 0,41. Вновь вводимый трансформатор Т2 выполнен на магнитопроводе Ш17X22. Обмотка I содержит 2X120 витков провода ПЭЛ 0,41, обмотка II - 420+60 витков (считая от верхнего по схеме вывода) провода ПЭЛ 0,41, обмотка III ~ 20 витков -намотана в два провода ПЭЛ 0,7. Лампа НL1 в генераторе - на напряжение 6,3 В и ток 0,28 А.
Генератор смонтирован в металлическом корпусе, в котором предусмотрен батарейный отсек на 12 элементов 373. На коротких трассах в целях экономии энергии можно использовать батарею из трех элементов.
Катушка магнитной антенны WА1 приемника содержит 1750 витков провода ПЭЛШО-0,31, намотанного в четыре слоя виток к витку (намотка по всей длине стержня) на стержне из феррита 400 НН длиной 140 и диаметром 8 мм. Катушка L1 намотана на кольцевом магнитопроводе типоразмера К32Х16Х Х8 из феррита 400НН. Она содержит 500 витков провода ПЭЛ 0,41 секциями по 100 витков в каждой. Отвод от сотого витка, считая от верхнего по схеме вывода. Катушку помещают в стальной экранирующий стакан. Головные телефоны, входящие в комплект ИМПИ-2, можно заменить на ТА-56 сопротивлением 1600 Ом. Питают приемник от батареи из трех элементов "Ореол-1. В качестве переключателей SА1, SА2 использованы тумблеры МТ-1. Внешний вид приемника показан на 1-й с. вкладки (рис. 1). Электронный блок приемника помещен в корпус, выполненный из листового дюралюминия. Корпус укреплен на дюралюминиевой трубчатой штанге, на конце которой установлена поперечная пластмассовая трубка с магнитной антенной; трубку надо закрыть с обоих концов пластмассовыми пробками.
Для определения местонахождения трассы кабелей зажим "Земля" генератора надо соединить с заземлителем, которым может служить водопроводная сеть, металлическая опора линии электропередачи или металлический стержень длиной 0,5 м с припаянным к нему проводом (см. рис. 2 на вкладке). Стержень забивают в землю на расстоянии 6...8 м от генератора. Один из концов сигнального проводника присоединяют к броне кабеля. Место подключения надо выбирать как можно дальше от точки крепления проводника, заземляющего броню.
Переключатель SА1 приемника устанавливают в положение "УП" ("Узкая полоса"), переключатель SА2 -- в положение "Ослабление", а плавный регулятор усиления (R11) ~- в среднее положение. Магнитную антенну приемника располагают поперек трассы проверяемого кабеля так, чтобы стержень антенны был параллелен поверхности земли.
Включают питание генератора и нажатием на кнопку SВ1 "Контроль" проверяют его работоспособность (должна вспыхивать лампа HL1). После включения питания приемника в головных телефонах должен быть слышен слабый сигнал. Теперь вторым концом сигнального проводника (первый подключен к броне кабеля) поочередно касаются зажимов "1 Ом", "10 Ом" и "600 Ом" на генераторе и подключают сигнальный проводник к тому зажиму, который обеспечивает наибольшую громкость звука в телефонах. Вращением ручки "Частота" добиваются максимума громкости.
При повороте антенны перпендикулярно плоскости земли над кабелем сигнал может совсем не прослушиваться, а при смещении антенны в ту или иную сторону громкость сигнала возрастает. Этим способом можно также пользоваться при определении трасс подземных коммуникаций.
Если определяют местонахождение трассы водопровода, а в колодце соединено несколько труб (см. рис. 3 на вкладке), то сигнальный проводник подключают к той трубе, трассу которой необходимо определить, на расстоянии 30...50 см от стыка труб. Если трубы стальные, то удобнее всего подключать проводник с помощью постоянного магнита, предварительно зачистив место контакта. В остальном методика работы с прибором аналогична описанному выше. Кабелеискателем можно определять местонахождение канализационных магистралей, собранных из неметаллических труб. Для этого к концу сигнального проводника привязывают металлический предмет и опускают его в поток воды в колодце (см. рис. 4 на вкладке).
Когда требуется точно определить трассу кабеля, подходящего к электрической подстанции, имеющей контур заземления и радиальные соединения его с оборудованием подстанции, генератор подключают со стороны потребителя. В этом случае контур заземления и радиальные соединения не внесут осложнений в нахождение трассы. При определении трассы кабеля протяженностью свыше 1,5...2 км, эксплуатирующегося несколько десятков лет и имеющего поврежденную изоляцию на броне из-за длительной эксплуатации, возможно придется подключать генератор два раза - сначала с одного, а затем с другого конца кабеля.
Н. ТРИФОНОВ пос. Солнечный Ташкентской обл.