專利名稱：用于探測電線路的方法和探測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于探測電線路的方法和探測系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及一種施加模塊(Beaufschlagungsmodul)和一種探測器。
背景技術(shù)：
公知借助對電線路所輻射的電場的測量來探測墻壁、天花板或地板中的電線路。該電場(E場)由于在這些電線路上存在的例如為具有50Hz或60Hz的IlOV或230V或具有50Hz或60Hz的380V的交流電網(wǎng)電壓而形成。測量電場的常見電場傳感器的測量電路被設(shè)計為使得所述測量電路探測50Hz或60Hz。
但是不利的是，公知的傳感器不能區(qū)分由要發(fā)現(xiàn)的線路所輻射的電場與由干擾物所輻射的電場，這些干擾物在家庭使用中或者在建筑工地上能數(shù)目眾多地被發(fā)現(xiàn)。這些干擾物例如可能是家用電器。
此外，不利的是，例如由于濕的墻壁和導(dǎo)電瓷磚而有利于電場的傳播，這進一步使探測并且尤其是定位變得困難。
公開文獻DE 40 30 634 Al公開了一種用于找出芯線的方法。在這種情況下，無線電發(fā)送器被連接到唯一的芯線上，其中該芯線用作該無線發(fā)送器的發(fā)送天線。接著，高頻載頻被饋入到該芯線中，并且借助無線電接收器來測量被傳播的電場。
公知方法的缺點尤其在于，需要復(fù)雜的無線電發(fā)送器。此外，該高頻波還可以產(chǎn)生干擾場，并損害電子設(shè)備的功能。發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明所基于的任務(wù)可以在于，給出一種用于探測電線路的方法和探測系統(tǒng)，所述方法和探測系統(tǒng)克服了公知的缺點，并且使得能夠容易地找出電線路。
該任務(wù)借助獨立權(quán)利要求的相應(yīng)主題得到解決。有利的擴展方案是相應(yīng)的從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明所包括的構(gòu)思是，給出一種用于探測電線路的方法。該線路包括至少兩個電芯線、優(yōu)選地三個電芯線。芯線例如可以是保護導(dǎo)體(Schutzleiter)，所述保護導(dǎo)體也可以被稱為PE導(dǎo)體,其中PE代表“保護接地(protective earth)”。芯線例如也可以是零導(dǎo)體，該零導(dǎo)體也可以被稱作PEN導(dǎo)體,其中PEN代表“保護中性線(protective earthneutral)”。芯線尤其是也可以是中性導(dǎo)體，該中性導(dǎo)體與直流電流結(jié)合也可以被稱為中性線。中性導(dǎo)體也可以被稱作N導(dǎo)體，其中N代表“中性(Neutral)”。
根據(jù)本發(fā)明，這兩個芯線被施加有電學(xué)量，使得圍繞芯線形成了電磁場。與該電磁場相對應(yīng)的場量被相對應(yīng)地檢測。
本發(fā)明尤其是提供了如下優(yōu)點:由于對這兩個芯線的主動(aktiv)施加而可以產(chǎn)生考慮線路的環(huán)境參數(shù)的被適配的電磁場，使得例如能夠以有利的方式使潮濕墻壁的影響最小化。
此外，本發(fā)明還包括的構(gòu)思是，給出一種用于探測具有至少兩個電芯線的電線路的探測系統(tǒng)。也可被稱為測量系統(tǒng)的探測系統(tǒng)包括探測器，用于檢測與電磁場相對應(yīng)的場量。此外，根據(jù)本發(fā)明還設(shè)置了施加模塊，該施加模塊被設(shè)立來將電學(xué)量施加到所述兩個電芯線上。優(yōu)選地，該探測系統(tǒng)被設(shè)立用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。
該施加模塊與所述兩個電芯線電連接，并且給所述兩個芯線施加電學(xué)量。例如，該施加模塊可以具有負載模塊，用于在所述兩個電芯線上產(chǎn)生電負載?？梢哉f，該負載模塊將電流加印(aufpraegen)到要尋找的線路上。優(yōu)選地，該電流可以具有所限定的分布(Verlauf)。通常也可以被稱作測量接收器的探測器尤其是在覆蓋該線路的墻壁上運動，并且測量由電流流動得到的磁場(B場)。根據(jù)另一實施形式，尤其是當該負載模塊產(chǎn)生高頻電流時，也可以測量該電場(E場)。
根據(jù)另一實施形式，施加模塊例如可以具有感應(yīng)模塊，用于感應(yīng)所述兩個電芯線中的電壓。該感應(yīng)模塊與要尋找的線路相連接，并且感應(yīng)要尋找的線路中的電壓。優(yōu)選地，具有所限定的分布的電壓被感應(yīng)。該探測器或測量接收器尤其是在覆蓋該線路的墻壁上運動，并且測量所感應(yīng)的電壓的E場，尤其是測量所感應(yīng)的電壓分布的E場。
因為可改變相應(yīng)施加的電學(xué)量的時間變化過程在這兩種情況下(感應(yīng)電壓和所加印的電流)可以變化，所以根據(jù)所施加的電學(xué)量形成了特征電磁場，該特征電磁場也可被稱作測量場。所探測到的場因此可以簡單而明確地與該施加模塊關(guān)聯(lián)，使得能夠可靠地標識所施加的線路。此外，還可以以有利的方式來區(qū)分干擾電磁場和測量場。優(yōu)選地，電學(xué)量被調(diào)制。尤其是，可以借助該電學(xué)量的頻率的調(diào)制來使墻壁濕度的影響最小化。優(yōu)選地，該探測器具有解調(diào)器，用于對調(diào)制過的所饋入的信號進行解調(diào)。
該探測器優(yōu)選地可以包括用于探測電場和/或磁場的傳感器。優(yōu)選地，該探測器包括霍爾傳感器、一個或多個線圈、基于各向異性磁阻(AMR, anisotropenmagnetoresistive)效應(yīng)的AMR傳感器、或者基于“巨磁阻”(GMR, giantmagnetoresistance)效應(yīng)的GMR傳感器或者一個或多個電極。
根據(jù)實施形式，該施加模塊被布置在殼體中，該殼體具有兩個電接觸部(Kontakt)，用于相應(yīng)接觸所述兩個電芯線。由此實現(xiàn)了該施加模塊與所述電芯線的特別簡單的電連接。優(yōu)選地，所述兩個電接觸部具有夾緊連接裝置(Klemmverbindung),使得該施加模塊可以被夾緊到所述兩個電芯線上。優(yōu)選地，形成該殼體，以便被插入到電插座中。該殼體例如具有一個或多個插頭接觸部或管腳。根據(jù)另一實施形式，該殼體具有適配器，使得該殼體可以以可拆卸的方式被插入或者被固定在發(fā)光裝置底座(Leuchtmittelfassung)中。優(yōu)選地，該適配器包括螺紋基座(Gewindesockel )，該螺紋基座可以旋入燈的螺紋燈座中。
根據(jù)另一實施形式，該施加模塊具有發(fā)送器，該發(fā)送器尤其是發(fā)送識別信號。識別信號尤其是可以用于標識該施加模塊。就此而言，該識別信號也可以被稱作標識信號。優(yōu)選地，該探測器具有探測器接收器，該探測器接收器接收由該施加模塊所發(fā)送的識別信號。因此，可以以有利的方式引起在施加模塊與探測器之間的明確關(guān)聯(lián)。這尤其是提供了如下的優(yōu)點，即因為任何時間都能夠進行明確的關(guān)聯(lián)，所以可以同時使用多個施加模塊和/或多個探測器。優(yōu)選地，該施加模塊與該探測器借助藍牙和/或W-LAN和/或ZigBee協(xié)議和/或irDA (紅外傳輸)協(xié)議來通信。該發(fā)送器和該探測器接收器接著針對相對應(yīng)的通信協(xié)議被構(gòu)造。
根據(jù)另一實施形式，該探測器具有探測器發(fā)送器，該探測器發(fā)送器尤其是發(fā)送控制信號。優(yōu)選地，所述控制信號由該施加模塊的接收器來接收，使得該探測器可以以有利的方式來主動控制并且例如參數(shù)化該施加模塊。與在該發(fā)送器與該探測器接收器之間的通信相類似地，該探測器發(fā)送器與該接收器通信，也即尤其是通過藍牙、WLAN、ZigBEE和/或irDA來通信。


以下依據(jù)優(yōu)選實施例參照附圖更為詳細地闡述了本發(fā)明。在這種情況下: 圖1示出了施加模塊， 圖2示出了負載模塊， 圖3示出了另一負載模塊， 圖4a示出了線圈的側(cè)視圖， 圖4b示出了圖4a中的線圈的俯視圖， 圖4c至圖4i分別示出了不同的線圈裝置， 圖5示出了負載模塊的框圖， 圖6示出了另一施加模塊， 圖7示出了輸出信號的調(diào)制， 圖8a和圖Sb根據(jù)圖7中的調(diào)制示出了所接收到的測量信號， 圖9示出了另一施加模塊， 圖1Oa和圖1Ob示出了在插座上的圖9中的施加模塊， 圖11示出了另一施加模塊， 圖12示出了感應(yīng)電壓的耦合輸入， 圖13不出了該感應(yīng)電壓如何被加負載， 圖14示出了常規(guī)的置零(Nullung)， 圖16示出了施加模塊， 圖17示出了輸出信號的調(diào)制， 圖18a和圖18b根據(jù)圖17中的調(diào)制示出了所接收到的測量信號， 圖19示出了施加模塊的殼體和適配器，以及 圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實施形式的流程圖。
在下文中，相同的附圖標記表征相同的特征。
具體實施方式
圖1示出了施加模塊101。該施加模塊101包括負載模塊103，用于在兩個電芯線上產(chǎn)生電負載,其中這兩個電芯線可以分別被稱作饋線(Hinleiter)和被稱作回線(Rueckleiter)0現(xiàn)在,如果該負載模塊103與該饋線和回線相連,則在所接上的(anlegen)電壓的情況下，由于借助該負載模塊所產(chǎn)生的電負載引起的相同電流在饋線中和在回線中帶不同符號地流動。可以設(shè)置，已經(jīng)存在電網(wǎng)電壓。但也可以設(shè)置，還必須首先將電壓接上到該饋線和接上到該回線上。由于相同電流在饋線和回線中但帶不同符號地流動，所以由該饋線和回線所產(chǎn)生的磁場通常相互抵消。但只有當饋線和回線被布置在相同的位置處時才如此。在物理上，這在線路中是不可能的。如果該線路包括銅絞線，尤其是當芯線是銅絞線時，則只有當饋線和回線相互交織時，該磁場才會被消除，這按照電子技術(shù)、電子和信息技術(shù)協(xié)會(VDE)的規(guī)定是不允許的。根據(jù)本發(fā)明的測量原理有利地利用了這種情況。
但例如，如果線路不按照規(guī)定地敷設(shè)，或者出于其他原因，例如由于饋線和回線的對稱性而使該磁場消除，則根據(jù)優(yōu)選的實施形式可以執(zhí)行饋線和回線的隔開，這在圖2中示出。
圖2示出了負載模塊201，該負載模塊201與PE導(dǎo)體203、N導(dǎo)體205和電芯線207電連接，其中該電芯線207通常也可以被稱作L導(dǎo)體。如能識別的那樣，該負載模塊201的相應(yīng)端子與該PE導(dǎo)體203、該N導(dǎo)體205和該L導(dǎo)體207在不同的位置處相連接，使得在饋線(根據(jù)電壓的符號為L導(dǎo)體207或N導(dǎo)體205)與回線(相對應(yīng)地為N導(dǎo)體205或L導(dǎo)體207)之間不存在對稱，使得B場不會被消除。就此而言優(yōu)選地可以僅將一個電芯線用作導(dǎo)體，其中該饋線和回線接著分離地被實施。尤其是在交流線路中，三個導(dǎo)體中的僅一個導(dǎo)體的電流被調(diào)制，以便有利地避免前面所描述的對稱引起的消除。根據(jù)另一實施形式，也可以設(shè)置，在三個導(dǎo)體的每個中交替地產(chǎn)生調(diào)制過的電流。由此可以以有利的方式更好地探測該電線路的尺寸，其中該電線路通常也可以被稱作電力電纜(Stromkabel)。優(yōu)選地，該電力電纜是交流電纜。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實施形式。作為負載模塊301形成的施加模塊利用兩個接觸部303a和303b被插入插座305中。該插座305與要探測的線路307相連接，其中該線路307被布置在墻壁309之后。該線路307包括L導(dǎo)體、N導(dǎo)體313和PE導(dǎo)體315，其中該接觸部303a與該N導(dǎo)體313連接，而該接觸部303b與該L導(dǎo)體311連接。此外，該施加模塊301還包括可變電阻317，該可變電阻317被連接在這兩個接觸部303a與303b之間?？刂蒲b置319控制該可變電阻317的電阻值。例如，該控制裝置319可以包括微控制器。
在該導(dǎo)體311和313中流動的電流借助電網(wǎng)電源來產(chǎn)生。該負載模塊301產(chǎn)生電負載。電負載尤其是借助該負載模塊來調(diào)制。流動的電流用I來表征。就此而言，圍繞該線路307構(gòu)造了磁場B。在該實施例中包括線圈323的探測器321通過測量在該線圈中所感應(yīng)的電壓Um的方式來探測該磁場。
該磁場優(yōu)選地也可以借助霍爾傳感器、AMR傳感器、GMR傳感器或其他集成傳感器來測量，其中這些傳感器在其ζ軸上是可旋轉(zhuǎn)的。在該線圈323的情況下，該線圈的被該磁場垂直通過的面積通過在ζ軸中的旋轉(zhuǎn)而變化。由此尤其是可以確定最高點，在該最高點處，向左和向右的旋轉(zhuǎn)都導(dǎo)致所感應(yīng)的電壓降低，該電壓也可以被稱作感應(yīng)電壓。該線圈的y軸接著指向要發(fā)現(xiàn)的線路307。由此可以在X軸中的任意位置上，活動方向、尤其是向左或向右的活動方向指示要發(fā)現(xiàn)的線路307在何處。通過相對應(yīng)的信號處理、尤其是智能信號處理，尤其是可以根據(jù)該感應(yīng)電壓的調(diào)制來推斷在線路307中的電流分布。由于該電流分布(該電流分布例如可以被脈寬調(diào)制和/或被頻率調(diào)制和/或可具有數(shù)字簽名)對于信號處理而言是公知的，所以可以根據(jù)調(diào)制進行探測。如果測量到所感應(yīng)的電壓，則可以通過計算算出地確定該B場的分布，并由此確定在該線路307中流動的電流。由此，有利地保證了對該線路307的探測的明確性。
圖4a示出了線圈401的實施形式的側(cè)視圖，其中該線圈401可以被使用在根據(jù)本發(fā)明的探測器中。該線圈401具有起始接觸部403a和終端接觸部403b，在起始接觸部403a和終纟而接觸部403b上可以測量在該線圈401中的感應(yīng)電壓。圖4b不出了圖4a中的線圈401的俯視圖。
圖4c至圖4i分別示意性地示出了探測器殼體405，該探測器殼體405具有線圈裝置，該線圈裝置包括圖4a和圖4b中的一個或多個線圈401，其中出于清楚原因未示出該起始接觸部403a和終端接觸部403b。還結(jié)合不同的線圈裝置來詳細描述了相對應(yīng)的磁場測量方法。該線圈401也可以被稱作傳感器。
在圖4c中，該探測器殼體405具有線圈401，該線圈401位置固定地被布置在該探測器殼體405中。尤其是也就是說，該線圈401不能圍繞一個空間軸轉(zhuǎn)動。該線圈401或傳感器僅可以在一個位置上測量B場。借助空間移動或活動可以在該線路307上找到最大的B場。
在圖4d中，該探測器殼體405具有線圈401，該線圈401圍繞其ζ軸可轉(zhuǎn)動地被放置。由此，可以檢測該磁場是在相對于該線路307的左邊更大還是在相對于該線路307的右邊更大。這樣，尤其是可以指示該線路307所處的方向。
在圖4c和圖4d中的兩個探測器殼體405分別僅具有一個線圈401。這些線圈401在這種情況下也可以被稱作單個傳感器。
在圖4e中，該探測器殼體405具有三個相互并行布置的線圈401，這些線圈401分別位置固定地被布置。利用該線圈裝置，尤其是可以有利地識別在相對于該線路307的左邊或右邊的磁場是更大還是更小。這樣，尤其是能夠指示該線路307所處的方向。
在圖4f中，該探測器殼體405具有三個線圈或傳感器401。三個線圈401中的兩個在其ζ軸上具有與第三線圈不同的取向。也就是說，這兩個線圈圍繞其ζ軸相對于該第三線圈旋轉(zhuǎn)。由此有利地改變了接收波瓣(Empfangskeule)。優(yōu)選地，這三個線圈405與其相應(yīng)的ζ軸平行地被布置，其中圍繞ζ軸的旋轉(zhuǎn)是不同的。優(yōu)選地，兩個外部線圈相對于中間的線圈旋轉(zhuǎn)。利用這種線圈裝置尤其是可以有利地識別在相對于該線路307的左邊或右邊的磁場是更大還是更小。這樣尤其是能夠指示該線路307所處的方向。
在圖4g中，該探測器殼體405具有四個線圈401。四個線圈401中的每兩個線圈對置平行地布置。因此，尤其可以有利地識別該探測器殼體405與該線路307平行地被移動還是不與該線路307平行地被移動。
在圖4h中，該探測器殼體405具有五個線圈401。四個線圈401與在圖4g中所示的線圈裝置相類似地被布置，其中第五線圈401居中地被布置在對置平行布置的線圈對之間。借助該線圈裝置尤其是可以有利地檢測在相對于該線路307的左邊或者右邊的B場是更大還是更小，并且檢測該探測器殼體405是與該線路307平行地被移動還是不與該線路307平行地被移動。
圖4i示出了與圖4h相同的線圈裝置，其中，與圖4h不同，該居中的線圈401在X軸和I軸上可轉(zhuǎn)動地、尤其是在xy平面中可轉(zhuǎn)動地被放置。由此，可以有利地檢測在相對于該線路307的左邊或者右邊的B場是更大還是更小，該探測器殼體405是否直接位于該線路307上，以及該探測器殼體405是與該線路307平行地被移動還是不與該線路307平行地被移動。
圖5示出了施加模塊501的框圖，該施加模塊501包括負載模塊503，其中該負載模塊503被構(gòu)造為可控的可變電阻。該施加模塊501與L導(dǎo)體505和N導(dǎo)體507電連接，使得該負載模塊503在這樣形成的電路中產(chǎn)生電負載。該L導(dǎo)體505、該N導(dǎo)體507和PE導(dǎo)體509是電線路(未示出)的電芯線。該負載模塊503與驅(qū)動器511相連接，該驅(qū)動器511在其一側(cè)與微控制器513連接。該微控制器513可以通過該驅(qū)動器513來控制該負載模塊503，尤其是調(diào)節(jié)電阻值。優(yōu)選地，該電阻值可以被調(diào)制。此外，還設(shè)置有三個開關(guān)S1、S2和S3，通過這些開關(guān)可以給該負載模塊503分配標志、例如編號。這三個開關(guān)S2、S2和S3優(yōu)選地可以由負載模塊殼體的外側(cè)(未示出)來調(diào)節(jié)，并且尤其是可供使用的(zugaenglich)。優(yōu)選地，根據(jù)所分配的標志來進行調(diào)制，使得探測器能夠?qū)⑺鶞y量的信號明確地與該施加模塊501關(guān)聯(lián)。因此，尤其是可以有利地實現(xiàn)并行操作多個負載模塊。
此外，該施加模塊501還具有WLAN模塊515和藍牙模塊517，WLAN模塊515和藍牙模塊517尤其是分別包括相對應(yīng)的發(fā)送器和接收器。借助該WLAN模塊515和該藍牙模塊517，尤其是能夠?qū)崿F(xiàn)與該測量接收器或探測器的其他通信，其中該測量接收器或探測器具有相對應(yīng)的WLAN模塊和相對應(yīng)的藍牙模塊。
圖6示出了施加模塊601，該施加模塊601包括被形成為可變電阻的負載模塊603，該負載模塊603與圖5類似地與驅(qū)動器605連接，該驅(qū)動器605借助微控制器607來控制。該負載模塊603與兩個電芯線609a和609b連接，并且基于存在的電網(wǎng)電壓來產(chǎn)生電負載，使得電流I在電芯線609a和609b中流動。在包括線圈613的測量接收器或探測器611中，在該線圈613中所感應(yīng)的電壓Um被測量。
圖7示出了電流調(diào)制的實施形式以及該測量接收器611與該施加模塊601的同步。關(guān)于時間t繪制了驅(qū)動器電壓U。因為驅(qū)動器電壓U對應(yīng)于該負載模塊603的電阻值，所以可以這樣調(diào)節(jié)在該電芯線609a和609b中流動的電流值，這又產(chǎn)生相對應(yīng)的磁場。傳輸開始于起始塊701，該起始塊701尤其是將測量的開始用信號通知給該探測器611。接著是標志塊703，該標志塊703也可以被稱作“設(shè)備名(Device Name)”塊。該標志塊703傳送明確的負載模塊標志，使得該測量接收器611可以將所檢測到的信號明確地與該負載模塊603關(guān)聯(lián)。在該標志塊703之后，不同的頻率fl、f2、f3、f4和f5以相對應(yīng)的時間間隔tl、t2、t3、t4和t5被調(diào)制。優(yōu)選地使用多于5個或少于5個的頻率塊來進行調(diào)制。
圖8a和8b示出了在測量接收器側(cè)的信號，其中圖8a示出了具有比圖8b更高強度(例如測量接收器指示的70%)的測量信號，該圖Sb示出了具有更低強度(例如測量接收器指示的30%)的測量信號。在相應(yīng)左邊的圖表中關(guān)于時間t繪制了所感應(yīng)的電壓UM。相應(yīng)右邊的圖表示出了左邊圖表中的經(jīng)過傅立葉變換的所測量的頻譜。就此而言，關(guān)于頻率f繪制了電壓U。塊801根據(jù)標志塊703標明所檢測到的信號。U1、U2、U3、U4和U5根據(jù)經(jīng)過調(diào)制的頻率Π至f5標明所檢測到的信號。在右邊圖表中因此可看到所傳輸?shù)念l譜，并且所傳輸?shù)念l譜例如可以被使用在電平指示中。
一旦數(shù)字起始塊701和標志塊703被探測到，就可能分析頻率，并且由此可能指示接收器電平。為了進行校準，優(yōu)選地可以例如在該頻率塊Π至f5之間引入負載調(diào)制的明確的并且所限定的間歇時間。在該測量接收器611已知的間歇期間，沒有電流被該負載模塊603加印到芯線609a和609b上。在間歇期間由該測量接收器611 (該測量接收器611通常也可以被稱作測量模塊)所檢測到的測量信號因此尤其是可以被用作背景信號，由此可以有利地使外部干擾磁場漸隱。因此尤其是可以提高該測量模塊611的精度。這種校準優(yōu)選地一次地或者也連續(xù)地或者以確定的時間間隔被執(zhí)行。
圖9示出了施加模塊901，該施加模塊901包括感應(yīng)模塊903，用于感應(yīng)在兩個電芯線(未不出)中的電壓。
如圖1Oa和IOb所示，該施加模塊901可以被連接到房間IOOla的插座(未示出)上，并且通過該插座而被連接到存在的電網(wǎng)線路上。該房間IOOla借助保險裝置1003a被連接到400V家用配電網(wǎng)絡(luò)1005上。其他保險裝置1007被連接在該家用配電網(wǎng)絡(luò)1005與20kV饋電裝置1009之間。在變電站1011中，該饋電裝置1009的20kV被轉(zhuǎn)換降低(herunterschalten)到該家用配電網(wǎng)絡(luò)1005的400V。保險裝置1007在這種情況下分別被連接在該變電站1011之前。此外，圖1Oa和IOb還示出了另外兩個房間IOOlb和1001c，這些房間IOOlb和IOOlc借助分離的保險裝置1003b和1003c而被連接到該家用配電網(wǎng)絡(luò)1005 上。
該施加模塊901可以識別在該插座上是否存在電網(wǎng)電壓、尤其是AC電壓。借助該感應(yīng)模塊903來感應(yīng)在該房間IOOla的電路中的插座之上的所限定的對地電壓。當通常也可以被稱作房間保險裝置的保險裝置1003a、1003b和1003c被閉合(參見圖1Oa)時，這樣同樣可探測在房間IOOlb和IOOlc的相鄰電路中的所感應(yīng)的電壓，因為在這些房間之間存在電(galvanisch)稱合。但是，當該保險裝置1003a斷開時,則只能在房間IOOla中探測到所感應(yīng)的電壓(參見圖10b)。
圖11示出了被構(gòu)造為感應(yīng)模塊1101的施加模塊的框圖。該感應(yīng)模塊1101與電線路1107的L導(dǎo)體1103和N導(dǎo)體1105連接，其中該線路1107還具有PE導(dǎo)體1109。為了接地，該感應(yīng)模塊1101同樣借助高歐姆底點(Fusspunkt) 1102與該PE導(dǎo)體1109相連接。由于所感應(yīng)的電壓，圍繞該電線路1101形成電場，這可以由測量接收器1111或探測器來探測。該測量接收器1111包括電極1113，該電極1113優(yōu)選地被構(gòu)造為平面電極。該電極1113在其ζ軸上可旋轉(zhuǎn)地被放置。在該電極1113上由于電場而存在的電壓借助驅(qū)動器或放大器1115被放大。所檢測到的經(jīng)放大的電壓接著可以借助顯示裝置1117由用戶讀取。
該探測器1111包括至少一個電極1113，但是可以包括多個電極，所述多個電極在其ζ軸上可轉(zhuǎn)動地被放置。但是也可以設(shè)置其他集成解決方案，所述其他集成解決方案可以在其Z軸上是可旋轉(zhuǎn)的。在該電極1113或這些電極1113中，通過在Z軸上的旋轉(zhuǎn)來改變該電極1113的垂直于E場的面積。由此尤其是可以確定最高點，在該最高點處向左或向右旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致在該電極1113上的電壓下降。該電極1113的y軸接著指向要發(fā)現(xiàn)的線路1107。由此尤其是可以在X軸中的在那布置有要發(fā)現(xiàn)的線路1107的任意位置上，活動方向(向左或向右)被指示。所感應(yīng)的電壓對于該探測器1111中的信號處理是已知的，使得可以據(jù)此進行探測。優(yōu)選地，所感應(yīng)的電壓分布是調(diào)制過的、優(yōu)選地經(jīng)過脈寬調(diào)制的、經(jīng)過相位調(diào)制的、經(jīng)過頻率調(diào)制的或者尤其是可以具有數(shù)字簽名。
根據(jù)另一實施形式，如圖12詳細所示，所感應(yīng)的電壓可以通過變壓器1201而被耦合輸入。該感應(yīng)電壓U2可以借助具有電壓Ul的電池1203來產(chǎn)生。但是優(yōu)選地，該感應(yīng)電壓也可以借助電網(wǎng)供電電壓而被產(chǎn)生。該感應(yīng)電壓U2尤其是僅被加負載有線路電容，并近似具有該變壓器1201的空載電壓U1。根據(jù)另一實施形式，可以設(shè)置，該感應(yīng)電壓在沒有變壓器的情況下直接以電的方式被稱合輸入。
圖13尤其是示出了該感應(yīng)電壓如何被加負載。如已經(jīng)在圖12中所示，感應(yīng)電壓U2被饋入有參考電勢地。在電網(wǎng)中的所有負載都連接在L導(dǎo)體1103與N導(dǎo)體1105之間。因此，對于U2而言沒有得到經(jīng)過電網(wǎng)負載的負載電流。反之尤其是說，該電網(wǎng)電壓通過該變壓器1201的次級繞組沒有產(chǎn)生電流，其中尤其也可以設(shè)置多個變壓器。通常的負載用附圖標記1301a、1301b和1301c來表征。負載1301a至1301c例如可以被布置在金屬殼體1303中，該金屬殼體1303借助該PE導(dǎo)體1109接地。該N導(dǎo)體1105與該L導(dǎo)體1103例如可以絞合地(verdrillt)被敷設(shè)在墻壁(未示出)中。接著，例如可發(fā)生，導(dǎo)體1105和1103之一由此完全被隱藏在該PE導(dǎo)體1109之后。該電效應(yīng)是，由此該E場被屏蔽。為了防止這一點，在該L導(dǎo)體1103與該N導(dǎo)體1105之間連接有繼電器1305，尤其是循環(huán)地連接繼電器1305，使得該電壓U2交替地被連接到該L導(dǎo)體1103上和被連接到該N導(dǎo)體1105上。
圖14示出了常規(guī)置零的特殊情況。在常規(guī)置零的情況下不存在PE導(dǎo)體。在此，該中性導(dǎo)體1105與插座的保護接觸部相連接。根據(jù)實施形式，該感應(yīng)模塊1101探測到U2通過電網(wǎng)負載1301a至1301c而被加負載。接著，尤其是可以輸出光學(xué)和/或聲學(xué)報警信號。根據(jù)另一實施形式，該感應(yīng)模塊1101可以測量是否是常規(guī)的置零。在這種情況下，尤其是可以測量在保護接觸部與該L導(dǎo)體1103和/或該N導(dǎo)體1105之間的電阻。優(yōu)選地測量初級繞組電流。如果確定是常規(guī)的置零，則例如借助該感應(yīng)模塊1101來隔開至該保護接觸部的引線，并且接著例如可以置有通過插孔1403、尤其是BNC插孔至地電勢、例如至采暖系統(tǒng)(Heizung) 1401的連接。該保護接觸部到該插孔1403上的連接尤其是可以借助另一繼電器1405來執(zhí)行。
圖15示出了圖14中的感應(yīng)模塊1101的框圖。在這種情況下,Re2標明另一繼電器1405，而Rel標明繼電器1305。ADl表征探測器電路，該探測器電路可以探測在該L導(dǎo)體1103與該N導(dǎo)體1105之間是否存在電網(wǎng)電壓。AD2表征測量電路，該測量電路可以測量線圈電流。此外，還設(shè)置有微控制器1501，借助電路ADl和AD2所檢測到的測量信號可供該微控制器1501支配。也就是說，尤其是，該微控制器1501獲得關(guān)于存在電網(wǎng)電壓和/或關(guān)于存在線圈電流的信息。此外，還設(shè)置有驅(qū)動器1503，該驅(qū)動器1503可以提供要饋入的電壓分布。
該變壓器1203根據(jù)該驅(qū)動器1503的電壓分布來感應(yīng)電壓。該微控制器1501將該電壓分布提供給該驅(qū)動器1503。通過開關(guān)S1、S2和S3，尤其是可以給該感應(yīng)模塊分配標志或身份、例如編號。與此有關(guān)的、結(jié)合該負載模塊的實施方案類似地也適用于該感應(yīng)模塊。由此能干有利地實現(xiàn)多個負載模塊的并行操作。通過藍牙模塊1505和WLAN模塊1507，該感應(yīng)模塊可以與測量接收器通信。類似地也適用于結(jié)合負載模塊的與此相關(guān)的實施方案。
ADl尤其是探測在L和N之間是否存在電網(wǎng)電壓。AD2尤其是測量當Re2接通時的線圈電流以及是否是常規(guī)的置零。如果是常規(guī)的置零，則該繞組電流或線圈電流明顯地上升，并且就此而言可以探測是否是常規(guī)的置零。
圖16示出了施加模塊1601，該施加模塊1601包括感應(yīng)模塊1603，該感應(yīng)模塊1603被連接到三個芯線上、即PE導(dǎo)體1605、N導(dǎo)體1607、L導(dǎo)體1609。該感應(yīng)模塊1603例如可以是該感應(yīng)模塊1101。此外，圖16還示出了測量接收器1611或用于探測E場的探測器。優(yōu)選地，該探測器1611可以是探測器1111。該感應(yīng)模塊1603感應(yīng)在該N導(dǎo)體1607和該L導(dǎo)體1609中的電壓，使得圍繞芯線1605、1607和1609構(gòu)造了電場。通過測量在一個或多個線圈中所感應(yīng)的電壓Uind，該探測器1611探測該E場。
圖17示出了電壓調(diào)制的實施形式以及該測量接收器1611與該施加模塊1601的同步。關(guān)于時間t繪制了在該芯線1607和1609中所感應(yīng)的電壓U。所述傳輸開始于起始塊1701，該起始塊1701尤其是將測量的開始用信號通知給該探測器1611。接著是標志塊1703，該標志塊1703也可被稱作“設(shè)備名(Device Name)”塊。該標志塊1703傳送明確的感應(yīng)模塊標志，使得該測量接收器1611可以將所檢測到的信號明確地與該感應(yīng)模塊1603關(guān)聯(lián)。在該標志塊1703之后，不同的頻率fl、f2、f3、f4和f5以相對應(yīng)的時間間隔tl、t2、t3、t4和t5來調(diào)制。優(yōu)選地使用多于5個或少于5個的頻率塊來進行調(diào)制。
圖18a和18b示出了在測量接收器側(cè)的信號，其中圖18a示出了具有比圖8b更高強度(例如測量接收器指示的70%)的測量信號，該圖Sb示出了具有較低強度(例如測量接收器指示的30%)的測量信號。在相應(yīng)左邊圖表中關(guān)于時間t繪制了所感應(yīng)的電壓Uind。相應(yīng)的右邊圖表示出了左邊圖表中的經(jīng)過傅立葉變換的所測量到的頻譜。就此而言，關(guān)于頻率f繪制了電壓U。該塊801根據(jù)標志塊703標明所檢測到的信號。U1、U2、U3、U4和U5根據(jù)調(diào)制過的頻率fl至f5標明所檢測到的信號。在右邊圖表中因此可看到所傳輸?shù)念l譜，并且所傳輸?shù)念l譜例如可以被使用在電平指示中。
一旦探測到該數(shù)字起始塊1701和該標志塊1703，就可能進行頻率分析，并且由此可能指示接收器電平。為了進行校準，例如在該頻率塊Π至f5之間優(yōu)選地可以引入電壓調(diào)制的明確的并且所限定的間歇時間。在該測量接收器1611所已知的間歇期間，沒有電壓被該負載模塊1603接到該芯線1605和1609上。在間歇期間由該測量接收器1611 (該測量接收器1611通常也可以被稱作測量模塊)所檢測的測量信號因此尤其可以被用作背景信號，由此可以有利地使外部干擾E場漸隱。因此，尤其可以提高該測量模塊1611的精度。這種校準優(yōu)選地一次地或者也連續(xù)地或者以確定的時間間隔來執(zhí)行。
通常，該調(diào)制描述了在感應(yīng)模塊情況下的電壓分布或在負載模塊情況下的電流分布以及在測量接收器或探測器中的信息獲取的方式。該電壓分布借助該感應(yīng)模塊來產(chǎn)生。用于此的能量尤其是借助電池來提供或從該電池來獲取。該電流分布借助該電網(wǎng)電源或電網(wǎng)電壓經(jīng)由該負載模塊來產(chǎn)生。
根據(jù)一實施形式，該調(diào)制可以是幅度調(diào)制、脈寬調(diào)制和/或相位調(diào)制。
根據(jù)另一實施形式，該調(diào)制可以利用多個連續(xù)變化的頻率或者多個同時生成的頻率來執(zhí)行。
根據(jù)另一實施形式，該調(diào)制也可以具有數(shù)字簽名，使得在使用多個負載模塊和/或多個感應(yīng)模塊的情況下也可以識別哪個線路(或者哪個負載模塊或感應(yīng)模塊)被探測到。由此尤其是可以有利地實現(xiàn)區(qū)分并排的線路。
根據(jù)另一實施形式，附加地在該數(shù)字簽名之內(nèi)還生成具有所限定的脈寬的所限定的脈沖，以便尤其是生成對探測電平的推斷。由此可以有利地考慮墻壁的低通特性和/或高通特性。尤其是由于使用不同的頻率而可測量傳遞函數(shù)，因為不同的頻率經(jīng)歷由墻壁引起的不同衰減。因此，有利地足以使該測量接收器不測量頻率，而是僅測量至數(shù)據(jù)塊“設(shè)備名(Device Name)” 703和1703的時間間隔。接著，該測量接收器尤其是具有整流器，該整流器根據(jù)相對應(yīng)的頻率被設(shè)計。
根據(jù)另一實施形式，數(shù)字簽名的調(diào)制也可以在固定的頻率上以不同的突發(fā)間歇(Burstpausen)來實現(xiàn)。
在另一實施形式中，調(diào)制的信號形式例如可以是正弦、矩形或者三角形或鋸齒形。也可以使用為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的其他信號形式。
在該測量接收器與包括負載模塊和/或感應(yīng)模塊的施加模塊之間進行通信時，通?？梢愿鶕?jù)以下一種或多種可能性來進行同步。
例如可以不進行同步/通信。該負載模塊或該感應(yīng)模塊的調(diào)制作為恒定量被存儲或被寄存在該測量模塊或探測器中。
例如，可以通過調(diào)制過的負載或通過調(diào)制過的電壓來進行通信/同步。信息尤其是單向地從該施加模塊向該測量模塊經(jīng)由該負載調(diào)制或電壓調(diào)制而被傳輸。
優(yōu)選地例如通過WLAN、藍牙和/或ZigBee來進行分離的單向通信。信息因此從該施加模塊向該測量模塊經(jīng)由分離的通信路徑而被傳輸。
優(yōu)選地，例如通過WLAN、藍牙和/或ZigBee來進行分離的雙向通信。信息因此在該負載模塊或該感應(yīng)模塊與該測量模塊之間雙向地被傳輸。在該實施形式中，該測量模塊尤其是具有主動地控制和/或參數(shù)化該負載模塊和該感應(yīng)模塊的可能性。
圖19示出了具有兩個插頭接觸部1903a和1903b的施加模塊殼體1901，所述插頭接觸部1903a和1903b可以被插入到插座1907的相對應(yīng)的容納部(Aufnahme) 1905a和1905b中。此外，圖19還示出了適配器1909，該適配器1909與插座1907類似地同樣具有兩個插頭容納部1911a和1911b，接觸部1903a和1903b可以被插入到所述插頭容納部1911a和1911b中。在與容納部1911a和1911b對置的端部上設(shè)置有螺紋1913，該螺紋1913如同燈泡底座(Gluehbirnenfassung)—樣被構(gòu)造。該螺紋1913就此而言也可以稱作燈泡底座。接著，該燈泡底座1913可以被旋入燈的相對應(yīng)的容納部中。作為適配器螺紋的螺紋僅僅要被視為適配器的一種可能的實施形式。也可能的是，不是螺紋1913而是設(shè)置夾緊插接器(Klemmstecker)(未示出)，借助該夾緊插接器可以將該適配器1909插入到熒光燈管底座中或鹵素?zé)舻鬃?。該適配器優(yōu)選地也可以包括夾緊連接裝置，借助該夾緊連接裝置可以將該適配器直接與芯線相連接。
圖20示出了用于探測電線路的方法的實施形式的流程圖，其中該電線路具有至少兩個電芯線。在第一步驟2001中，電學(xué)量被施加到這兩個電芯線上，使得圍繞這兩個芯線形成了電磁場。在第二步驟2003中，檢測與該電磁場相對應(yīng)的場量。
總之，給出了一種測量系統(tǒng)或探測系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)或探測系統(tǒng)包括施加模塊和測量接收器，該施加模塊具有感應(yīng)模塊和/或負載模塊，其中尤其是也可以設(shè)置多個負載模塊和/或多個感應(yīng)模塊，并且其中優(yōu)選地也可以設(shè)置多個測量接收器或探測器，并且給出了一種用于探測電線路的相對應(yīng)的方法。該感應(yīng)模塊在這種情況下尤其是與要尋找的線路相連接，并且在該線路中感應(yīng)具有所限定的分布的電壓。在墻壁上運動的該測量接收器測量所感應(yīng)的電壓分布的E場。類似地，該負載模塊加印具有所限定的分布的電流。在墻壁上運動的該測量接收器測量由該電流流動所得到的磁場。優(yōu)選地當該負載模塊產(chǎn)生為高頻的電流時，尤其是也可以測量該E場。根據(jù)該施加模塊的可變參數(shù)，有利地能夠?qū)崿F(xiàn)通過合適的頻率選擇來使例如墻壁濕度的影響最小化。此外，本發(fā)明尤其是還提供了如下的優(yōu)點:本發(fā)明通常可以被使用在具有用于探測線路的任務(wù)的定位設(shè)備中。
權(quán)利要求
1.用于探測具有至少兩個電芯線(311，313，315)的電線路(307)的方法，其特征在于，電學(xué)量被施加到兩個電芯線(311，313)上，用于形成電磁場，其中檢測與所述電磁場相對應(yīng)的場量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)制所述電學(xué)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述電學(xué)量是電流和/或電壓。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，所述場量是電通量密度和/或磁通量密度。
5.用于探測具有至少兩個電芯線(311，313，315)的電線路的探測系統(tǒng)(301;321)，其具有: -用于檢測與電磁場相對應(yīng)的場量的探測器(321)， -其特征在于，設(shè)置有施加模塊(301 )，所述施加模塊(301)被設(shè)立來將電學(xué)量施加到兩個電芯線(311，313)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的探測系統(tǒng)(301;321)，其中，施加模塊(301)此外還被設(shè)立來調(diào)制所述電學(xué)量，并且探測器具有用于對調(diào)制過的電場量信號和/或磁場量信號進行解調(diào)的解調(diào)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的探測系統(tǒng)(301;321 )，其中，施加模塊(301)具有用于在兩個電芯線(311，313)上產(chǎn)生電負載的負載模塊(103)和/或具有用于感應(yīng)兩個電芯線(311,313)中的電壓的感應(yīng)模塊(903)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7之一所述的探測系統(tǒng)(301;321)，其中，施加模塊(301)被布置在殼體(1901)中，所述殼體(1901)具有兩個電接觸部(1903a, 1903b),用于分別接觸兩個電芯線(311，313)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的探測系統(tǒng)(301;321)，其中，殼體(1901)具有適配器(1909)，用于以可拆卸的方式將所述殼體(1901)固定在發(fā)光裝置底座中。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9之一所述的探測系統(tǒng)(301;321)，其中，施加模塊(301)具有發(fā)送器(517)，用于發(fā)送識別信號，并且探測器(321)具有探測器接收器，用于接收所發(fā)送的識別信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至10之一所述的探測系統(tǒng)(301;321)，其中，探測器(321)具有用于發(fā)送控制信號的探測器發(fā)送器，并且施加模塊具有用于接收所發(fā)送的控制信號的接收器。
12.施加模塊(301)，其根據(jù)權(quán)利要求5至11之一所述。
13.探測器(321)，其根據(jù)權(quán)利要求5至11之一所述。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于探測具有至少兩個電芯線(311，313，315)的電線路(307)的方法，其特征在于，電學(xué)量被施加到兩個電芯線(311，313)上，用于形成電磁場，其中檢測與該電磁場相對應(yīng)的場量。此外，本發(fā)明還涉及一種探測系統(tǒng)。
文檔編號G01V3/06GK103140774SQ201180048309
公開日2013年6月5日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月4日
發(fā)明者M.哈爾, A.阿爾布雷希特 申請人:羅伯特·博世有限公司