一种基于感应原理的城市地下管道检查孔定位系统

式中，σ为线圈周围介质的导电率。

当D1确定后，g只取决于单元环相对于线圈系的空间几何位置，故其被称为单元环几何因子。由式(3)可将电导率定义为：

ex不含有用信号且远远大于eR。比较（2）、（3）两式有：

当σ<l时，式(5)中的积分部分也小于1。实验中取频率为20kHz时，即使将D1减少到7～8cm，式(5)所表示的比值也只能在0.8%左右。

可以通过增加一个同轴且绕向相反的补偿线圈B来抵消直耦信号的影响。为了达到这个目的，由式(2)可知，发射线圈和补偿线圈的匝数及位置应该满足：

通常情况下，地下管道中介质的实际电导率非常小。为了提高检测信号的信噪比，可以适当增加接收线圈的匝数，但过多的匝数会增加线圈的尺寸并降低检测的灵敏度。同时适当增加线圈的截面积也是提高信号信噪比的一个办法，但是也要受到几何因子理论中“线圈的尺寸要大大小于它们之间的距离”这一假设的限制。

2 检测电路设计

整个系统分为地上和地下两部分，其基本组成结构如图2所示。两大部分之间通过电缆相连接。地下部分中包括装有线圈的探头以及分别屏蔽在两个金属盒中的发射电路和接收电路。地下部分的所有装置全部固定安装在一节经过防水处理的直径为8cm左右的聚氯乙稀管内。为了防止对探头检测过程的干扰，设计时应该充分考虑地下部分的电路及导线的固定和屏蔽问题。

2.1 发射电路

发射电路的主要功能是产生具有足够功率的20kHz的正弦激励信号，同时要引出一路参考信号至接收电路，作为模拟开关的触发控制。由于输出功率较大，发射电路中必须解决其散热问题。

2.2 接收电路

尽管经过补偿线圈的抵消作用，接收信号中仍包含有较大的直接耦合部分。由于该部分电势在检测结果中一般保持不变且具有π/2相滞后的特征，所以探头周围介质电导率的变化就会由实际接收信号中的相位移变化体现出来。

接收电路中