金屬管線探測技術(shù)(培訓(xùn)用)

1、一一 基本原理部分基本原理部分發(fā)射機(jī)的功能發(fā)射機(jī)的功能向管線加載一特定頻率的信號向管線加載一特定頻率的信號交變電流或交變磁場。交變電流或交變磁場。接收機(jī)的功能接收機(jī)的功能在地面接收管線電流產(chǎn)生的在地面接收管線電流產(chǎn)生的特殊頻率的磁場信號特殊頻率的磁場信號工作方法工作方法4直連法（交變電流）直連法（交變電流）4夾鉗法（交變磁場）夾鉗法（交變磁場）4感應(yīng)法（交變磁場）感應(yīng)法（交變磁場）4峰值法（水平分量垂向差值）峰值法（水平分量垂向差值）4極大值法極大值法(水平分量水平分量) 4谷值法（垂直分量）谷值法（垂直分量）接收機(jī)的檢測原理接收機(jī)的檢測原理接收線圈的三種組合接收線圈的三種組合用于檢測管線用于

2、檢測管線磁場垂直分量磁場垂直分量用于檢測管線磁場用于檢測管線磁場水平分量的垂向差水平分量的垂向差值（峰值法）以及值（峰值法）以及直讀測深直讀測深下水平線圈下水平線圈用于檢測管線磁場水用于檢測管線磁場水平分量平分量 接收機(jī)天線定位接收機(jī)天線定位4峰值法峰值法 雙水平天線雙水平天線4谷值法谷值法 單垂直天線單垂直天線4寬峰法寬峰法 單水平天線單水平天線4單天線模式探測的靈敏度高但響應(yīng)范圍寬單天線模式探測的靈敏度高但響應(yīng)范圍寬4雙天線模式頻率選擇性好，響應(yīng)范圍窄，雙天線模式頻率選擇性好，響應(yīng)范圍窄，靈敏度低靈敏度低4響應(yīng)能力指接收機(jī)探測一個頻點(diǎn)信號的敏響應(yīng)能力指接收機(jī)探測一個頻點(diǎn)信號的敏感度感度管線

3、探測原理管線探測原理:管線磁場的水平分量的分布曲線管線磁場的水平分量的分布曲線曲線特征：在管曲線特征：在管線正上方取得極線正上方取得極大值，向管線兩大值，向管線兩側(cè)遞減，呈現(xiàn)小側(cè)遞減，呈現(xiàn)小大大小的信號小的信號變化變化。利用管線磁場水平分量定位管線利用管線磁場水平分量定位管線4窄峰值法特點(diǎn)：利用兩個水平線圈檢測，檢測窄峰值法特點(diǎn)：利用兩個水平線圈檢測，檢測信號為水平磁場的梯度。信號變化明顯，靈敏度信號為水平磁場的梯度。信號變化明顯，靈敏度低而信噪比高，不易受淺層及旁側(cè)干擾影響。定低而信噪比高，不易受淺層及旁側(cè)干擾影響。定位精度高，采用位精度高，采用70%70%法測深較為準(zhǔn)確，直讀法用法測深較為

4、準(zhǔn)確，直讀法用于估計管線大概深度。用于經(jīng)常性探測。于估計管線大概深度。用于經(jīng)常性探測。利用管線磁場水平分量定位管線利用管線磁場水平分量定位管線4寬峰值法特點(diǎn)：僅利用一個下水平線圈檢測。寬峰值法特點(diǎn)：僅利用一個下水平線圈檢測。顯示不如谷值法直觀，信號變化亦不明顯，靈敏顯示不如谷值法直觀，信號變化亦不明顯，靈敏度較窄峰值法而信噪比低，受干擾影響程度亦介度較窄峰值法而信噪比低，受干擾影響程度亦介于兩者之間?？刹捎糜趦烧咧g?？刹捎?0%法或法或50%法測深，用于法測深，用于探測深部管線。探測深部管線。管線探測原理：管線探測原理：管線磁場的垂直分量的分布曲線管線磁場的垂直分量的分布曲線曲線特征：曲線特

5、征：在管線正上在管線正上方取得極小方取得極小值，在管線值，在管線兩側(cè)分別出兩側(cè)分別出現(xiàn)極大值現(xiàn)極大值。利用管線磁場垂直分量定位管線利用管線磁場垂直分量定位管線4特點(diǎn)：顯示直觀靈敏度高而信噪比低，易受旁側(cè)干擾影響特點(diǎn)：顯示直觀靈敏度高而信噪比低，易受旁側(cè)干擾影響4只能用于簡單條件下，無鄰近干擾或距離干擾物較遠(yuǎn)只能用于簡單條件下，無鄰近干擾或距離干擾物較遠(yuǎn)4可用于快速追蹤管線走向，以及在信號較弱時追蹤管線可用于快速追蹤管線走向，以及在信號較弱時追蹤管線4可采用可采用45%45%法和直讀法測深。法和直讀法測深。管道定深方法：直讀法管道定深方法：直讀法用于估計管線的大致深度用于估計管線的大致深度僅在無

6、干擾條件下準(zhǔn)確，存在旁側(cè)干擾時深度值僅在無干擾條件下準(zhǔn)確，存在旁側(cè)干擾時深度值可能是錯誤的可能是錯誤的 只有在有源方式下測深才是準(zhǔn)確的只有在有源方式下測深才是準(zhǔn)確的新的新的RD4000在電力信號檢測模式在電力信號檢測模式 具有直讀測深功能具有直讀測深功能 測量的深度是管線的中心埋深測量的深度是管線的中心埋深 對大口徑管道，測深對大口徑管道，測深時，應(yīng)注意管頂埋深與時，應(yīng)注意管頂埋深與中心埋深的差異。中心埋深的差異。 對于可疑的測深數(shù)據(jù)，可以將接收機(jī)提對于可疑的測深數(shù)據(jù)，可以將接收機(jī)提高高50cm再測一次，如果測量值增加量與再測一次，如果測量值增加量與提高的高度相同，則可以確定測深是準(zhǔn)確提高的高

7、度相同，則可以確定測深是準(zhǔn)確的的。深度測量深度測量 不要在彎頭和三通不要在彎頭和三通5m內(nèi)測量內(nèi)測量深度。深度。 采用感應(yīng)法測深時，至少要離開發(fā)采用感應(yīng)法測深時，至少要離開發(fā)射機(jī)射機(jī)30步這樣才可以消除發(fā)射機(jī)一次步這樣才可以消除發(fā)射機(jī)一次場的影響場的影響 通過比較頂天線和底天線的信號強(qiáng)通過比較頂天線和底天線的信號強(qiáng)度，接收機(jī)的軟件將計算出管線的深度，接收機(jī)的軟件將計算出管線的深度度深度測量技術(shù)深度測量技術(shù)在管道正上方測量深度,偏移管道中心會產(chǎn)生誤差可以用峰值法和谷值法分別測量深度如有干擾選用70法定位深度深度測量技術(shù)深度測量技術(shù)管道埋深測量：管道埋深測量：70%法，定深的準(zhǔn)確法，定深的準(zhǔn)確方法

8、方法雷迪專利測深技術(shù)雷迪專利測深技術(shù)70%法精法精確測量管確測量管線埋深，線埋深，定深誤差定深誤差小于埋深小于埋深的的10%。其他測深方法其他測深方法4第三種：第三種：80%法，單水平線圈法，單水平線圈 （理想條件下準(zhǔn)確，需修正）（理想條件下準(zhǔn)確，需修正）4第四種：第四種：50%法，單水平線圈法，單水平線圈 （理想條件下準(zhǔn)確，需修正）（理想條件下準(zhǔn)確，需修正）4第五種：第五種：45%法，單垂直線圈法，單垂直線圈 （僅適用于簡單條件，抗干擾能力差）（僅適用于簡單條件，抗干擾能力差）技術(shù)與方法技術(shù)與方法連接法連接法 將直連線與管線和土壤分別連接將直連線與管線和土壤分別連接好，盡可能降低連接點(diǎn)電阻。

9、以發(fā)好，盡可能降低連接點(diǎn)電阻。以發(fā)射機(jī)射機(jī)管線管線大地大地發(fā)射機(jī)作為電發(fā)射機(jī)作為電流回路流回路,輸出信號為交變電流。打輸出信號為交變電流。打開發(fā)射機(jī)電源，注意輸出電流的大開發(fā)射機(jī)電源，注意輸出電流的大?。☉?yīng)超過?。☉?yīng)超過100mA）。）。 如果接觸不好，輸出電流太小如果接觸不好，輸出電流太小(100mA以下以下)。此時應(yīng)除去連接。此時應(yīng)除去連接處的鐵銹或降低接地電阻。處的鐵銹或降低接地電阻。 調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)增益，宜以較小電流開調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)增益，宜以較小電流開始工作，必要時逐漸加大電流值。工始工作，必要時逐漸加大電流值。工作頻率宜選用作頻率宜選用32.8KHz，次選，次選8.19KHz。最小收發(fā)距：最

10、小收發(fā)距：2M2M。最大收發(fā)距取決于電流回路電阻。最大收發(fā)距取決于電流回路電阻。夾鉗感應(yīng)法夾鉗感應(yīng)法4利用感應(yīng)線圈（夾鉗）使感應(yīng)磁場更為集中。利用感應(yīng)線圈（夾鉗）使感應(yīng)磁場更為集中。激發(fā)效率介于連接法與感應(yīng)法之間。適用于探激發(fā)效率介于連接法與感應(yīng)法之間。適用于探測電纜和小口徑管道。測電纜和小口徑管道。4在高阻點(diǎn)及開路點(diǎn)處在高阻點(diǎn)及開路點(diǎn)處 應(yīng)進(jìn)行接地處理。應(yīng)進(jìn)行接地處理。4最小收發(fā)距：最小收發(fā)距：5M。直接夾于目標(biāo)管道直接夾于目標(biāo)管道直接夾于目標(biāo)電纜直接夾于目標(biāo)電纜連通法蘭夾于其一側(cè)連通法蘭夾于其一側(cè)夾鉗感應(yīng)法（夾鉗感應(yīng)法（3）4給金屬管道使用夾鉗法要注意絕緣法蘭。并采給金屬管道使用夾鉗法要注

11、意絕緣法蘭。并采取措施，使絕緣相通。取措施，使絕緣相通。4夾鉗法用感應(yīng)的原理得到與直連相近的效果，夾鉗法用感應(yīng)的原理得到與直連相近的效果，而不需要與管線電性接觸。而不需要與管線電性接觸。4最為常用?？赡艿脑挶M量使用最為常用?？赡艿脑挶M量使用 直連法，因?yàn)橹边B法的效果更好。直連法，因?yàn)橹边B法的效果更好。4在沒有連接點(diǎn)的情況下使用感應(yīng)法在沒有連接點(diǎn)的情況下使用感應(yīng)法 施加信號。施加信號。4將發(fā)射機(jī)放在管線上方，軸線方向?qū)l(fā)射機(jī)放在管線上方，軸線方向 與管線走向平行，信號同樣可以施與管線走向平行，信號同樣可以施 加到管線上。感應(yīng)法加載信號簡單加到管線上。感應(yīng)法加載信號簡單 快捷，輸出信號為交變磁場（

12、一次快捷，輸出信號為交變磁場（一次 場）。場）。4采用感應(yīng)法，應(yīng)盡量減小激發(fā)距離，采用感應(yīng)法，應(yīng)盡量減小激發(fā)距離， 發(fā)射機(jī)應(yīng)盡可能靠近管線，。發(fā)射機(jī)應(yīng)盡可能靠近管線，。感應(yīng)法感應(yīng)法感應(yīng)法（感應(yīng)法（2） 發(fā)射機(jī)正下方、與發(fā)射機(jī)方發(fā)射機(jī)正下方、與發(fā)射機(jī)方向一致且距離發(fā)射機(jī)最近的向一致且距離發(fā)射機(jī)最近的管線感應(yīng)信號最大。管線感應(yīng)信號最大。 側(cè)放發(fā)射機(jī)可以使其正側(cè)放發(fā)射機(jī)可以使其正下方的管線的信號最小。下方的管線的信號最小。對于管線密集埋設(shè)，采用對于管線密集埋設(shè)，采用上面兩種方法，有利于識上面兩種方法，有利于識別目標(biāo)識別管線。別目標(biāo)識別管線。感應(yīng)法（感應(yīng)法（2） 采用感應(yīng)法一般不要在發(fā)射采用感應(yīng)法一般

13、不要在發(fā)射機(jī)機(jī)20米范圍以內(nèi)使用接收機(jī)，米范圍以內(nèi)使用接收機(jī)，此信號的信噪比較低，主要為此信號的信噪比較低，主要為發(fā)射機(jī)一次磁場信號。發(fā)射機(jī)一次磁場信號。盡量避免用感應(yīng)法直讀測深，如盡量避免用感應(yīng)法直讀測深，如無選擇，發(fā)射機(jī)的位置要離開深無選擇，發(fā)射機(jī)的位置要離開深度測量點(diǎn)度測量點(diǎn)30m遠(yuǎn)。遠(yuǎn)。 將接收機(jī)指向發(fā)射機(jī)，如果響應(yīng)將接收機(jī)指向發(fā)射機(jī)，如果響應(yīng)增大，減小輸出功率或者遠(yuǎn)離發(fā)射增大，減小輸出功率或者遠(yuǎn)離發(fā)射機(jī)。如果響應(yīng)減小，則表示接收到機(jī)。如果響應(yīng)減小，則表示接收到的是地下管線的信號。的是地下管線的信號。感應(yīng)法（感應(yīng)法（3）4感應(yīng)法具有廣泛應(yīng)用感應(yīng)法具有廣泛應(yīng)用4多種線圈激發(fā)方式：多種線圈

14、激發(fā)方式： 水平線圈激發(fā)水平線圈激發(fā)垂直線圈激發(fā)垂直線圈激發(fā)傾斜線圈激發(fā)傾斜線圈激發(fā)4多種激發(fā)點(diǎn)選擇：差異性激發(fā)方法多種激發(fā)點(diǎn)選擇：差異性激發(fā)方法4多種收發(fā)模式的組合多種收發(fā)模式的組合無源檢測方法的應(yīng)用無源檢測方法的應(yīng)用4電力信號電力信號 檢測信號檢測信號 為電力線本身具有的為電力線本身具有的50/60 HZ頻率磁場。頻率磁場。 檢測目的：帶電電纜和檢測目的：帶電電纜和 埋深較小的鋼管。埋深較小的鋼管。4無線電信號無線電信號 檢測信號檢測信號 為國外長波電臺的微波通為國外長波電臺的微波通 訊信號對某些導(dǎo)電性好的訊信號對某些導(dǎo)電性好的 電纜線或鋼管的耦合磁場電纜線或鋼管的耦合磁場 信號。檢測效果

15、較電力信信號。檢測效果較電力信 號方式差。號方式差。4兩種無源檢測方式僅兩種無源檢測方式僅用于用于 實(shí)地調(diào)查后的初步查找。實(shí)地調(diào)查后的初步查找。 不能用于精確定位和定深。不能用于精確定位和定深。 確定管線位置后原地轉(zhuǎn)動接收機(jī)，確定管線位置后原地轉(zhuǎn)動接收機(jī)，注意觀察讀數(shù)的變化。注意觀察讀數(shù)的變化。 接收機(jī)與管線走向平行時，讀數(shù)最小。接收機(jī)與管線走向平行時，讀數(shù)最小。 接收機(jī)與管線走向垂直時，讀接收機(jī)與管線走向垂直時，讀數(shù)最大。數(shù)最大。管線走向的確定管線走向的確定 用峰值法找到管線的位置，數(shù)字大用峰值法找到管線的位置，數(shù)字大的點(diǎn)為管道的位置。的點(diǎn)為管道的位置。 把接收機(jī)調(diào)到谷值法，沿著管線走把接收

16、機(jī)調(diào)到谷值法，沿著管線走動并左右移動接收機(jī)。箭頭對中的點(diǎn)動并左右移動接收機(jī)。箭頭對中的點(diǎn)就是管道的位置。就是管道的位置。 連續(xù)跟蹤管線的走向，采用谷值法連續(xù)跟蹤管線的走向，采用谷值法擺動接收機(jī)并沿管線方向前進(jìn)。擺動接收機(jī)并沿管線方向前進(jìn)。 如果響應(yīng)突然下降，停下來，如果響應(yīng)突然下降，停下來，調(diào)高靈敏度，并在信號消失或調(diào)高靈敏度，并在信號消失或衰減附近以半徑為衰減附近以半徑為2m 的圓繼的圓繼續(xù)搜尋目標(biāo)管線。續(xù)搜尋目標(biāo)管線。管線定位管線定位管線精確定位管線精確定位 精確定位時，峰值與谷值一精確定位時，峰值與谷值一致，定位準(zhǔn)確致，定位準(zhǔn)確 峰值谷值不一致，精確定峰值谷值不一致，精確定位也不準(zhǔn)確位也

17、不準(zhǔn)確磁場曲線兩側(cè)不對稱，表明磁場曲線兩側(cè)不對稱，表明存在旁側(cè)干擾。定位定深可存在旁側(cè)干擾。定位定深可能出現(xiàn)誤差。能出現(xiàn)誤差。 兩個位置都偏向一側(cè)時，管兩個位置都偏向一側(cè)時，管線真實(shí)位置更接近峰值位置線真實(shí)位置更接近峰值位置 管線位于峰值另一邊時，管線位于峰值另一邊時，距峰值的距離為距峰值的距離為D值之半值之半 管線可能改變了方向。管線可能改變了方向。 措施：劃圓搜索。措施：劃圓搜索。 也可能是深度增大了。也可能是深度增大了。 措施：調(diào)高增益。措施：調(diào)高增益。管線搜索：管線搜索：目標(biāo)管線消失的原因目標(biāo)管線消失的原因 可能有三通。措施：劃圓搜索?？赡苡腥ā４胧簞潏A搜索。 如果信號完全消失，可

18、能到如果信號完全消失，可能到了管線的終點(diǎn)。了管線的終點(diǎn)。 如果信號變得模糊，而且如果信號變得模糊，而且散布范圍大，管線可能進(jìn)入散布范圍大，管線可能進(jìn)入了鋼筋網(wǎng)。了鋼筋網(wǎng)。 措施：將接收機(jī)提高措施：將接收機(jī)提高50cm并減小增益，繼續(xù)追蹤。并減小增益，繼續(xù)追蹤。管線搜索：管線搜索：目標(biāo)管線消失的原因目標(biāo)管線消失的原因特殊加載方法特殊加載方法 雙端連接法：有條件的話用直連線將兩閥門相連，信號效果最佳。 雙夾鉗法雙夾鉗法：采用雙夾鉗法：采用雙夾鉗法使管線定位可靠準(zhǔn)確使管線定位可靠準(zhǔn)確 平移搜索（兩人搜索）平移搜索（兩人搜索）是用于探測未知管道的是用于探測未知管道的一門技術(shù)一門技術(shù) 圓周搜索：一個人操

19、作圓周搜索：一個人操作發(fā)射機(jī)，另一個人操作發(fā)射機(jī)，另一個人操作接收機(jī)，做平行或劃圓接收機(jī)，做平行或劃圓移動移動不明管線的搜索查找不明管線的搜索查找深度測量：深度測量：70%法法 管線密集區(qū)域識別目標(biāo)管線密集區(qū)域識別目標(biāo)管線管線。 提供管線絕緣情況的資提供管線絕緣情況的資料。電流衰減越快，管線料。電流衰減越快，管線絕緣性越差。絕緣性越差。電流測量的用途電流測量的用途電流方向測量的用途電流方向測量的用途用于從密集用于從密集分布管線中分布管線中區(qū)分與識別區(qū)分與識別目標(biāo)管線目標(biāo)管線 管線遠(yuǎn)離發(fā)射機(jī)，電流會隨著管線遠(yuǎn)離發(fā)射機(jī)，電流會隨著衰減。衰減程度取決于管線絕緣衰減。衰減程度取決于管線絕緣狀況和土壤狀

20、況。狀況和土壤狀況。 在管線密集區(qū)域用峰值響應(yīng)在管線密集區(qū)域用峰值響應(yīng)識別目標(biāo)管線可能出現(xiàn)錯誤。識別目標(biāo)管線可能出現(xiàn)錯誤。 測量并對比各管線的電流測量并對比各管線的電流大小，使我們能找出正確的大小，使我們能找出正確的管線管線電流測量技術(shù)電流測量技術(shù) 正常情況下管線中的電正常情況下管線中的電流衰減是比較平緩的流衰減是比較平緩的 電流的突然下降表明管線有電流的突然下降表明管線有破損或分支。破損或分支。電流測量技術(shù)電流測量技術(shù)等效電流隨距離加大正常衰減深度變大磁場減小但電流不變埋深小的管道上磁場信號強(qiáng)目標(biāo)管上的等效電流大三通點(diǎn)上等效電流之和為零防腐層破損點(diǎn)上有同樣的結(jié)果電流方向電流方向 為目標(biāo)管線施

21、加信號的為目標(biāo)管線施加信號的同時同時,也會感應(yīng)到臨近的也會感應(yīng)到臨近的管線上管線上. 目標(biāo)管線電流與臨近目標(biāo)管線電流與臨近管道感應(yīng)電流方向相反管道感應(yīng)電流方向相反 在管道密集區(qū)域采用電流方向功能在管道密集區(qū)域采用電流方向功能,可可以識別目標(biāo)管線以識別目標(biāo)管線 在管線密集區(qū)域應(yīng)用電流方向，在管線密集區(qū)域應(yīng)用電流方向，識別目標(biāo)管線。識別目標(biāo)管線。 用直連法施加信號用直連法施加信號,確定確定目標(biāo)管線中電流方向。目標(biāo)管線中電流方向。 感應(yīng)到鄰近的管線上電流與目標(biāo)感應(yīng)到鄰近的管線上電流與目標(biāo)管線電流相反。管線電流相反。 頻率的選擇將直接影響到信號頻率的選擇將直接影響到信號傳播距離和管線識別的能力。傳播距

22、離和管線識別的能力。 頻率越高傳播距離越短。頻率越高傳播距離越短。 頻率越高，管線的對地阻抗越小。頻率越高，管線的對地阻抗越小。頻頻 率率頻率高的信號有以下的優(yōu)點(diǎn)：頻率高的信號有以下的優(yōu)點(diǎn)： 從地面直接把信號感應(yīng)到管線從地面直接把信號感應(yīng)到管線上。上。 對于短距離探測，可以增大輸出電流。對于短距離探測，可以增大輸出電流。有利于識別管線。有利于識別管線。 在管道接頭處高頻信號比較容易通在管道接頭處高頻信號比較容易通過絕緣接頭。過絕緣接頭。 缺點(diǎn)：頻率高度信號耗電量大缺點(diǎn)：頻率高度信號耗電量大 頻率越高，信號越容易感應(yīng)到鄰近頻率越高，信號越容易感應(yīng)到鄰近管線，識別單根管線的能力效果就差。管線，識別單根管線的能力效果就差。 管線直徑：管徑越大，傳播管線直徑：管徑越大，傳