导体跟踪仪器的制作方法

本公开一般涉及导体跟踪仪器以及跟踪激励导体的方法。

背景技术：

通常使用导体跟踪仪器来跟踪电导体、定位导体中的故障以及定位断路器和保险丝，所有这些可能从来自用户的视图是隐藏的。例如，用户可能对跟踪导体的路径感兴趣，所述路径可能位于建筑物中的建筑物结构（诸如墙壁、地板或天花板）后面。不是破开墙壁，而是可以在墙壁的表面处使用导体跟踪仪器来在墙壁的另一侧上跟踪激励导体。

一般描述的，导体跟踪仪器包括发射器和接收器。所述发射器被配置成通过如在本领域中公知的那样向导体中抽取或注入电流来对导体进行激励。响应于电流流过导体，激励导体生成磁场。通常，导体跟踪仪器的接收器包括传感器区域，其包括被配置成检测由激励导体生成的磁场的传感器。

为了正确地检测磁场，传感器必须与磁场的磁力方向适当对齐。这一点由于在许多情况下用户不能看到激励导体而是困难的。因此，用户必须在墙壁前面转动接收器的传感器区域，直到传感器与磁力方向适当对齐以及接收器指示已经检测到磁场。类似地，当激励导体在墙壁后面改变方向时，用户可能必须在墙壁上来回移动接收器的传感器区域来确定导体现在延伸于哪个方向。

技术实现要素：

一个或多个实施例涉及包括用于跟踪激励导体的接收器的导体跟踪仪器和用于检测激励导体的方法。所述接收器包括配置成感测磁场的多个传感器和配置成向用户传达关于正被感测的磁场的信息的反馈机构。所述传感器中的至少两个以彼此不同的角度放置在接收器中，使得它们感测具有彼此不同的磁力方向的磁场。在至少一个实施例中，磁力方向彼此垂直。

一个实施例涉及导体跟踪仪器的接收器。所述接收器包括第一传感器和第二传感器。所述第一传感器被配置成感测具有磁力的第一方向的第一磁场，以及所述第二传感器被配置成感测具有磁力的第二方向的第二磁场。所述第二方向与第一方向不同。所述接收器进一步包括第一指示器和第二指示器。所述第一指示器与第一传感器耦合以及所述第二指示器与第二传感器耦合。所述第一传感器被配置成响应于所述第一传感器感测到所述第一磁场来激活所述第一指示器。类似地，所述第二传感器被配置成响应于所述第二传感器感测到所述第二磁场来激活第二指示器。

另一个实施例涉及检测激励导体的方法。所述方法包括接近激励导体放置第一电感器和第二电感器。所述第一电感器以相对于第二电感器的角度来放置。所述方法包括使用所述第一电感器检测由所述激励导体生成的第一磁场。所述第一磁场具有磁力的第一方向。所述方法包括响应于检测到所述第一磁场，激活第一指示器以指示所述第一磁场已经被检测到。所述方法包括使用所述第二电感器检测由所述激励导体生成的第二磁场。所述第二磁场具有与第一方向不同的磁力的第二方向。所述方法包括响应于检测到所述第二磁场，激活第二指示器以指示所述第二磁场已经被检测到。

又一个实施例涉及包括发射器和接收器的导体跟踪仪器。所述发射器被配置成对导体进行激励以及所述接收器被配置成感测激励导体。所述接收器包括第一传感器、第二传感器以及反馈机构。所述第一传感器被配置成感测具有磁力的第一方向的第一磁场。所述第二传感器被配置成感测具有磁力的第二方向的第二磁场。所述第二方向与所述第一方向不同。所述反馈机构被配置成向用户传达由所述第一传感器对所述第一磁场的感测以及由所述第二传感器对所述第二磁场的感测。

附图说明

在附图中，相同的附图标记标识相似的元件。附图中元件的大小和相对位置不一定是按比例绘制的。

图1是根据一个实施例的导体跟踪仪器的示意性图示。

图2是根据一个实施例的图1的导体跟踪仪器的接收器的电学部件的框图。

图3是根据一个实施例的接收器的传感器区域和反馈机构的布置的示意性图示。

图4是根据另一个实施例的接收器的传感器区域和反馈机构的布置的示意性图示。

图5a和图5b是示出了根据一个实施例的正被用来检测激励导体的图4的取向的示意性图示。

具体实施方式

本文所描述的实施例涉及包括用于对导体进行激励的发射器和用于跟踪激励导体的接收器的导体跟踪仪器。所述接收器包括用于检测由激励导体生成的磁场的两个或更多传感器。特别地，所述传感器被配置成检测具有不同磁力方向的磁场。在至少一个实施例中，传感器被布置在接收器中，使得传感器中的至少两个传感器感测具有彼此不平行的磁力方向的磁场。在至少一个实施例中，磁力的方向彼此垂直。所述接收器进一步包括反馈机构，其通知用户哪个或哪些传感器正在检测激励导体，由此向用户传达导体何时改变方向。在一些实施例中，反馈机构指示所检测磁场的强度，这也可以向用户传达导体正在改变方向或者已经改变方向。

图1是根据至少一个实施例的导体跟踪仪器100的示意性图示。所述导体跟踪仪器100包括发射器102和接收器104。发射器102被配置成通过如在本领域公知的那样向导体中抽取或注入电流来对导体进行激励。例如，发射器102可以发送经过导体的脉冲信号。一般描述的，发射器102包括容纳激活电路108的外壳106、用户输入/输出接口110以及耦合元件（未示出）。发射器102可以包括另外的电学部件，诸如处理器和存储器（未示出）。用户输入/输出接口110可以包括输入键、旋钮、按钮和/或显示器112，其与发射器的电学部件交互，以便对激活电路108进行激活。

在使用中，用户将发射器102的耦合元件（其可以是插座的插头（outletplug））耦合到与要被测试的导体耦合的插座（outlet），并且将期望的电学参数输入到输入/输出接口110中以用于对导体进行激励。显示器112可以显示与经激活导体的一个或多个电学参数（诸如电压）有关的信息。

接收器104被配置成检测激励导体，诸如已经由发射器102激励的导体。例如，接收器被配置成检测对导体进行激励的调制信号。接收器104包括外壳114，其包括传感器区域116、输入/输出接口118以及当跟踪激励导体时用户手持的手柄部分119。

传感器区域116包括用于检测由激励导体生成的磁场的多个传感器（图3中的130a、130b）。所述多个传感器可以检测具有不同磁力方向的磁场和/或具有不同位置的起源或来源的磁场。例如，在一个实施例中（图3），两个传感器取向为彼此不平行，以使得所述两个传感器能够检测具有不同磁力方向的磁场。在另一个实施例中（图4），所述多个传感器是三个传感器，其中第一和第二传感器检测具有不同方向的磁场以及第三传感器检测具有与第一传感器相同的磁力方向的磁场。然而，第一和第三传感器是彼此间隔开的，以使得它们检测不同的磁场（即在不同位置处或者至少在磁场的不同强度下）。尽管将在本文详细讨论其中有两个和三个传感器的实施例，要理解的是，传感器区域116可以包括以任意数量的取向的任意数量的传感器。

在操作中，用户手持手柄部分119以使得传感器区域116接近于要被跟踪的导体来放置，诸如放置在靠近激励导体的墙壁或地板上。

输入/输出接口118包括用于向用户传达关于多个传感器中的哪一个正在检测磁场的信息的反馈机构120。当由反馈机构120提供的信息改变时，信息的改变向跟踪激励导体的用户传达了导体已经改变了方向以及在一些情况下传达了导体已经改变到的方向。

反馈机构120包括多个指示器122（诸如主指示器122a和至少一个转动指示器122b）以用于指示所述多个传感器中的哪个在给定时间主动地感测磁场。在示出的实施例中，传感器区域116的多个传感器中的每个例如通过相应的电线被耦合到反馈机构120的主指示器122a和转动指示器122b中的相应一个。

反馈机构120的主指示器122a和转动指示器122b可能是视觉元件（诸如灯）、振动元件和/或音频元件（诸如扬声器），其被配置成向用户提供关于哪些传感器正在检测磁场的信息。主指示器122a和转动指示器122b可以进一步可操作为指示所检测到的磁场的强度。尽管未示出，主指示器122a和转动指示器122b可以基于所述多个传感器中的哪些传感器正在检测磁场或者哪些传感器正在检测更强的磁场来向用户指示导体所延伸于的方向。例如，通过比较由传感器130a、130b中的每个所感测的磁场的相对强度或场强，主指示器122a和转动指示器122b可以显示箭头来指示导体的方向。

接收器104的输入/输出接口118可以进一步包括输入键、旋钮、按钮和/或用于显示关于所检测到的磁场的信息的显示器126。

图2是根据一个实施例的图1的导体跟踪仪器100的接收器104的电学部件的框图。接收器104包括主传感器130a和至少一个转动传感器130b。主传感器130a和转动传感器130b可以是对由激励导体所产生的磁场进行检测的电感线圈。特别地，主传感器130a是具有第一取向的第一电感线圈以及转动传感器130b是具有与第一电感线圈的第一取向不同的第二取向的第二电感线圈。因此，主传感器130a的第一电感线圈被配置成检测具有磁力的第一方向的第一磁场，而转动传感器130b的第二电感线圈被配置成检测具有磁力的第二方向的第二磁场。

要理解的是，在其中接收器104包括多个转动传感器130b的实施例中，每个转动传感器130b是下述电感线圈：所述电感线圈具有关于主传感器130a的不同取向并且在传感器区域116内彼此间隔开以使得每个转动传感器130b能够检测不同磁场（即，沿着要被跟踪的导体在不同位置处）。

主传感器130a和转动传感器130b被耦合到反馈机构120。在至少一个实施例中，反馈机构120包括与在接收器104的传感器区域116中的传感器130相同数量的指示器122。因此，在图示的实施例中，反馈机构120包括主指示器122a和转动指示器122b。主传感器130a通过第一电线（图3中的152a）被耦合到主指示器122a以及转动传感器130b通过第二电线（图3中的152b）被耦合到转动指示器122b。

在主传感器130a和转动传感器130b与主指示器122a和转动指示器122b之间分别是模数转换器（adc）140a、140b和放大器142a、142b，所述模数转换器（adc）140a、140b将由主传感器130a和转动传感器130b的电感线圈所生成的模拟信号转换成数字信号，所述放大器142a、142b在将数字信号提供给对应的主指示器122a和转动指示器122b之前将该数字信号进行放大。

如上文所指示的，主指示器122a和转动指示器122b可以是视觉元件（诸如发光二极管或灯具），其向用户提供关于哪些传感器正在感测磁场的视觉信号。替换地或附加地，主指示器122a和转动指示器122b可以是音频元件（诸如扬声器），其向用户提供关于哪些传感器正在感测磁场的音频信号。替换地或附加地，主指示器122a和转动指示器122b可以是触觉元件，其向用户提供关于哪些传感器正在感测磁场的触摸信号（诸如振动）。主指示器122a和转动指示器122b被配置成指示主传感器130a和转动传感器130b分别何时正在感测磁场。

主指示器122a和转动指示器122b可以被进一步配置成指示正被检测的磁场的强度。在一个实例中，指示器可以提供视觉信息，诸如基于正被检测的磁场的强度在照度上增加和减少的灯。类似地，视觉元件可能是灯指示器条带，其中当检测到的磁场的强度增加时，条带上的多个灯亮起。在一个实施例中，在相应的传感器130a、130b感测到阈值强度值以上的磁场之前，指示器122a、122b不被激活。

接收器104进一步包括电源146，其可以是电池或用于与主电源耦合的插头。电源146向电学部件供电以用于操作接收器104。尽管未示出，接收器104可以进一步包括其他电学部件，诸如经编程的控制器或用于存储与检测到的导体有关的信息的存储器。

图3是接收器（诸如图1和图2的接收器104）的布置150的示意性图示。布置150表示接收器104的传感器区域116和反馈机构120。特别地，布置150示出了接收器104的反馈机构120的主指示器122a和转动指示器122b。

在图3的布置150中，主传感器130a垂直于转动传感器130b来布置。因此，主传感器130a被配置成检测具有磁力的第一方向的磁场，而转动传感器130b被配置成检测具有与第一方向垂直的磁力的第二方向的磁场。

如在图3中所示出的，主传感器130a通过第一电线152a耦合到反馈机构120的主指示器122a。主指示器122a向用户指示主传感器130a何时正在检测磁场。类似地，转动传感器130b通过第二电线152b耦合到反馈机构120的转动指示器122b。转动指示器122b向用户指示转动传感器130b何时正在检测磁场。

在使用中，接收器104的传感器区域116接近激励导体来放置。激励导体生成围绕激励导体的磁场。主传感器130a和辅传感器130b感测由激励导体生成的磁场。由激励导体生成的磁场将在本文中被称为在沿着激励导体的不同位置处的不同磁场（诸如第一、第二和第三磁场）。即，在激励导体的第一位置处，感测第一磁场；以及在激励电线的第二位置处，感测第二磁场。此外，在沿着激励电线的不同位置处，不同磁场可以具有彼此不同的方向。例如，如果激励导体具有水平延伸的第一部分和竖直延伸的第二部分，则在第一部分的第一位置处的第一磁场将具有与在第二部分的第二位置处的第二磁场不同的磁力方向。

响应于主传感器130a检测到磁场，主传感器130a（其可以是电感线圈）在耦合到主传感器130a的第一电线152中感生电流，从而激活主指示器122a。类似地，响应于转动传感器130b检测到磁场，转动传感器130b（其也可以是电感线圈）在耦合到转动传感器130b的第二电线152b中感生电流，从而激活转动指示器122b。因此，主指示器122a和转动指示器122b向用户传达哪个传感器（主传感器130a或转动传感器130b）当前正在感测磁场。

主指示器122a和转动指示器122b因此向用户传达关于激励导体的信息。例如，信息可以指示：导体在某个方向上取向、导体正在改变方向或者已经改变了方向、或者主传感器130a或转动传感器130b与由激励导体生成的磁场未对齐。例如，如果主传感器130a和转动传感器130b都正在感测磁场，则用户可以认识到主传感器130a和转动传感器130b都未与导体对齐。当转动传感器区域116以使得转动传感器130b不再检测磁场时，由主传感器130a检测到的磁场的强度增加。在那一方面，激励导体的取向被传达给用户。另外，如果主传感器130a正在检测磁场并且与导体对齐，并且然后，当沿着导体的长度移动接收器时，转动传感器130b开始检测磁场，同时主传感器130a停止检测磁场，用户可以认识到激励导体已经改变了方向，如将在下文参考图5a和图5b更详细讨论的。

尽管在图示的实施例中转动传感器130b被示为垂直于主传感器130a的取向进行取向，但转动传感器130b可以以相对于主传感器130a的任意非零角度（诸如相对于主传感器130a的30°、45°、60°等）进行取向，只要转动传感器130b相对于主传感器130a被转动并且因此被配置成感测具有不同磁力方向的磁场。

图4是根据另一个实施例的接收器（诸如图1和图2的接收器104）的布置150a的示意性图示。布置150a与图3的布置150的不同之处在于布置150a包括三个传感器和包括三个指示器的反馈机构。特别地，布置150a包括主传感器130a以及第一和第二转动传感器130b、130c。

第一和第二转动传感器130b、130c垂直于主传感器130a来布置并且彼此间隔开。因此，主传感器130a被配置成感测具有与由第一和第二转动传感器130b、130c检测的磁场的磁力方向垂直的磁力方向的磁场。此外，第一和第二转动传感器130b、130c感测具有处于彼此相同的方向上但是彼此间隔开的磁力的磁场。特别地，第一转动传感器130b与第二转动传感器130c是间隔开的，以使得当第一转动传感器130b感测磁场时，第二转动传感器130c不感测磁场或者至少感测具有较小强度的磁场。

如在图4中示出的，主传感器130a以及第一和第二转动传感器130b、130c通过第一、第二和第三电线152a、152b、152c分别耦合到反馈机构120的主指示器122a和转动指示器122b、122c。特别地，主传感器130a通过第一电线152a耦合到主指示器122a，第一转动传感器130b通过第二电线152b耦合到第一转动指示器122b，第二转动传感器130c通过第三电线152c耦合到第二转动指示器122c。每个指示器122a、122b、122c指示相应的传感器130a、130b、130c何时正在感测磁场。

图5a和图5b是根据一个实施例的正被用于检测激励导体156a、156b的图4的布置150a的示意性图示。导体已经被发射器所激励，诸如由图1中的发射器102所激励。特别地，发射器102的激活电路108使脉冲信号流过导体。激励导体156a、156b生成围绕激励导体的磁场。当接收器104的传感器区域116中的传感器被放置在磁场中并且与磁场的磁力方向对齐时，传感器检测到磁场。如上文所提到的，在沿着激励导体的不同位置处感测到的磁场将被称为不同的磁场，诸如第一、第二和第三磁场。在传感器正在感测磁场所处于的特定位置处的激励电线的方向将一般确定正被感测的相应磁场的方向。

在图5a和图5b中，激励导体是位于墙壁160后面的电线并且因此以虚线示出。所述电线包括水平的第一部分156a和竖直的第二部分156b。具有图4的布置150a的接收器被放置在墙壁160的前面。

在图5a中，布置150a在第一位置中进行取向，以使得主传感器130a垂直于电线的第一部分156a并且因此感测由电线的第一部分156a中流动的电流所生成的磁场。响应于主传感器130a感测到由电线的第一部分156a创建的磁场，主传感器130a在将主传感器130a耦合到主指示器122a的电线152a中感生电流，从而激活主指示器122a（其在本实施例中是灯）。

在图5a中示出的第一位置中，第一和第二转动传感器130b、130c不被取向为检测由电线的第一部分156a所生成的磁场。即，第一和第二转动传感器122b、122c平行于电线的第一部分156a并且因此不能检测由电线的第一部分156a所生成的磁场的磁力。此外，第一和第二转动传感器122b、122c与电线的第二部分156b隔开并且因此并不检测由第二部分156b生成的磁场。

图5b图示了已经沿着电线的第一部分156a移动到与第一部分156a和第二部分156b的角落接近的第二位置的布置150a（接收器）。在第二位置中，主传感器130a继续感测由电线的第一部分156a生成的磁场。因此，主指示器122a继续指示磁场被检测到，即使是降低强度的磁场。

附加地，第一转动传感器130b垂直于电线的第二部分156b。在那一方面，第一转动传感器130b感测由电线的第二部分156b创建的磁场，并且作为响应，第一转动传感器130b在将第一转动传感器130b耦合到第一转动指示器122b的第二电线152b中感生电流，从而激活第一转动指示器122b，其（在本实施例中）是灯。

在该位置中，第二转动传感器130c也垂直于电线的第二部分156b的方向。然而，第二转动传感器130c与电线的第二部分156b隔开并且因此并不检测由电线的第二部分156b生成的磁场，或者至少不适当地检测它在阈值以上来激活第二转动指示器122c。

然而，在另一个实施例中，第二转动指示器122c在将第二转动传感器130c耦合到第二转动指示器122c的第三电线152c中感生电流，但是指示比第一转动指示器122b更低强度的信号以指示由第二转动传感器130c检测到更低强度的磁场。

尽管用户不能够看到墙壁160后面的电线，但通过查看反馈机构120，用户了解到电线的第一部分156a已经改变了方向。特别地，通过激活第一转动指示器122b，同时第二转动指示器122c没有被激活（或者被激活但是在较低强度下），接收器向用户传达电线在墙壁后面向上转弯。在那一方面，尽管用户不能够看到电线，但用户知道在与电线的第二部分156b对应的方向上沿着墙壁160的表面向上移动接收器。当布置150a向上移动并且远离电线的第一部分156a时，主传感器130a将停止感测由电线的第一部分156a生成的磁场，并且因此主指示器122a将变为去激活的。然而要理解的是，当布置150a向上移动时，第二转动指示器122c将变为激活的。另外，当布置150a沿着电线的第二部分156b移动时，用户可以转动它以使得主传感器130a正在检测由电线的第二部分156b生成的磁场，而不是第一转动传感器130b和第二转动传感器130c。

相反地，如果第二转动指示器122c被激活，同时第一转动指示器122b未被激活（或者被激活但是在较低强度下），这将向用户传达电线在墙壁后面向下转弯。

尽管未示出，要理解的是当第一转动传感器130b移动得更靠近电线的第二部分156b时，第一转动传感器130b可以开始感测低强度下的由第二部分156b生成的磁场。如果低强度在阈值水平以上，则第一转动指示器122b可以被配置成指示在比由主指示器122a所指示的强度更低的强度下的磁场的检测。这将向用户传达当用户将布置150a朝向电线的第二部分156b向右移动时电线将改变方向。

此外，在一些情况下，当用户沿着电线的第一部分156a移动布置时，所有指示器122a、122b、122c正指示对应的传感器130a、130b、130c正在感测磁场。这将向用户传达传感器与电线的第一部分156a不对齐。用户可以然后转动布置150a（接收器），直到主指示器122a被激活并且第一和第二转动指示器122b、122c被去激活，以将接收器与电线的第一部分156a适当地对齐。

类似地，如果电线的第二部分156b以（相对于第一部分156a的）除了90度的角度改变方向，则传感器130a、130b、130c可能开始同时地感测由激励导体产生的磁场的部分，使多个指示器122a、122b、122c指示磁场的检测。这种由指示器122a、122b、122c提供的信息的改变可以向用户暗示电线已经改变了方向并且提示用户转动布置150a，直到主指示器122a被激活（或者指示所感测磁场的最大强度），同时第一和第二转动指示器122b、122c被去激活（或者指示所感测磁场的最小强度），这向用户确认了接收器与电线的新方向对齐。

上文所描述的各种实施例可以被组合以提供另外的实施例。可以根据上文详细的描述对实施例做出这些和其他改变。一般来说，在随附的权利要求中，所使用的术语不应当被解释成将权利要求限制于说明书和权利要求中公开的具体实施例，但是应当被解释成包括所有可能的实施例以及对这样的权利要求所赋予的等同方式的全部范围。因此，权利要求不由本公开所限制。