孔德成 冉隆毅

【摘 要】針對(duì)墻內(nèi)線纜安置情況難以在無(wú)損墻面的前提下預(yù)知，基于畢奧-薩伐爾定律，論文設(shè)計(jì)了一個(gè)能有效且無(wú)損探測(cè)建筑墻體內(nèi)通電線纜走向的檢測(cè)儀。經(jīng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果表明：該檢測(cè)儀可對(duì)用電器的通電線纜走向進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè)，靈敏度較高，可滿足探測(cè)需求且使用便捷，具有一定的推廣價(jià)值。

【Abstract】In view of the fact that it is difficult to predict the installation of inner wall cables without damage to the wall. Based on the biot-savart law， this paper designs a detector that can effectively and nondestructively detect the direction of electrical cables in the wall. The experimental results show that the detector can accurately detect the direction of the live wire and cable of electrical appliances， has high sensitivity， can meet the detection needs and is convenient to use， and has certain popularization value.

【關(guān)鍵詞】暗線;檢測(cè)儀;電磁感應(yīng);無(wú)損探測(cè)

【Keywords】 dark line; detector; electro-magnetic induction; non-destructive detection

【中圖分類號(hào)】TU197 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2019）07-0163-02

1 引言

在需要對(duì)墻壁進(jìn)行打孔時(shí)，經(jīng)常受到暗線走向的困擾，破壞暗線極易造成線纜短路，用電安全問題突出[1-2]。針對(duì)此現(xiàn)象，現(xiàn)有文獻(xiàn)主要利用單片機(jī)為控制部件來(lái)輔助檢測(cè)[3-4]，由于單片機(jī)及外圍器件的存在，造成檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)處理能力滯后且體積龐大，限制了產(chǎn)品的推廣應(yīng)用[5]。

基于上述研究背景，本文基于畢奧-薩伐爾定律，設(shè)計(jì)了一個(gè)便攜、有效且無(wú)損探測(cè)墻體內(nèi)通電線纜走向的檢測(cè)儀。該檢測(cè)儀工作時(shí)，當(dāng)探測(cè)到墻內(nèi)暗線發(fā)出的工頻電磁信號(hào)，輔助耳機(jī)可清晰辨出交流電的高頻噪音，左右移動(dòng)探測(cè)儀，從而確定暗線位置。

2 工作原理

由式（1）可知，當(dāng)線圈和通電線纜中的電流一定時(shí)，磁頭線圈兩端的感應(yīng)電壓U與r0成反比。當(dāng)磁頭線圈距離通電導(dǎo)線越近，感應(yīng)出的電壓就越強(qiáng)，利用此原理，可用來(lái)尋找聲音最強(qiáng)點(diǎn)，即找到距離墻內(nèi)暗線的最近點(diǎn)，從而確定暗線位置。

檢測(cè)儀電路如圖1所示，2個(gè)NPN型三極管組成復(fù)合放大電路，放大倍數(shù)（即零敏度）由式（1）決定。此外，在保證檢測(cè)器能正常工作的前提下，為減少設(shè)計(jì)成本，經(jīng)分析，省去電源穩(wěn)壓芯片，使用3.7V鋰電池為電路供能。

3 實(shí)驗(yàn)與分析

為驗(yàn)證檢測(cè)儀性能，對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。采用建筑石膏板代替墻體，負(fù)載為白熾燈，暗線測(cè)試采用220V交流電，通過(guò)設(shè)置用電器數(shù)量調(diào)整電線功率，硬件電路具體參數(shù)如下：R1=100k，C1=C2=C3=100μF，R2=R3=2k，R4=R5=150Ω。

結(jié)果表明，檢測(cè)儀可對(duì)連接大于200W用電器的通電線纜走向進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè)，靈敏度較高。電器功率為100W時(shí)，所能測(cè)試暗線深度達(dá)40mm，滿足探測(cè)需求且使用便捷。

此外，還以60W白熾燈為負(fù)載，石膏板模擬墻厚度設(shè)置為30mm，手持檢測(cè)儀進(jìn)行了四組平穩(wěn)性測(cè)試實(shí)驗(yàn)，每組20次反復(fù)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)表明，本檢測(cè)儀可準(zhǔn)確探測(cè)通電線纜的走向，在相應(yīng)狀態(tài)下的準(zhǔn)確率可滿足工業(yè)測(cè)試要求。

4 結(jié)論

針對(duì)墻內(nèi)通電線纜難以在無(wú)損墻面的情況下快速準(zhǔn)確地確定其走向，本文設(shè)計(jì)出一種基于三極管放大原理的暗線檢測(cè)儀，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：①檢測(cè)儀可對(duì)連接大于200W用電器的通電線纜走向進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè)，靈敏度較高;②電器功率為100W時(shí)，所能測(cè)試暗線深度達(dá)40mm，滿足探測(cè)需求且使用便捷、平穩(wěn)性較好。

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