RD8000地下管線探測(cè)技術(shù)S課件

地下管線探測(cè)技術(shù)

(英國(guó))

內(nèi)容提要探測(cè)地下管線的方法技術(shù)電磁法探測(cè)地下管線的歷史電磁法探測(cè)地下管線的原理探測(cè)技術(shù)探測(cè)地下管線的方法技術(shù)現(xiàn)有資料收集（管線調(diào)查）探地雷達(dá)(GPR)聲學(xué)探測(cè)紅外線成像扎探充氣檢測(cè)法電磁感應(yīng)法GPR（探地雷達(dá)）探地雷達(dá)是探測(cè)非金屬管線的一種有效的方法。探地雷達(dá)也可以用于地下的結(jié)構(gòu)和物體的探測(cè)。方法技術(shù)GPR（探地雷達(dá)）的問(wèn)題復(fù)雜需要專業(yè)的資料解釋對(duì)土壤條件要求高設(shè)備較龐大方法技術(shù)聲學(xué)探測(cè)通常用于漏水探測(cè)該方法可用于塑料自來(lái)水和煤氣管道的追蹤。還可以用于電力電纜故障的定位。方法技術(shù)扎探最原始的探測(cè)方法，還不能稱其為技術(shù)。操作簡(jiǎn)單是其唯一的優(yōu)點(diǎn)。方法技術(shù)電磁感應(yīng)法探測(cè)該方法已經(jīng)成為目前定位和追蹤地下管線通用的的方法。該方法的優(yōu)點(diǎn)為是能夠提供有關(guān)地下管線的各種資料，這都是其它方法無(wú)法比擬的。方法技術(shù)電磁法探測(cè)的缺點(diǎn)該方法的最在缺點(diǎn)就是不能探測(cè)非金屬管線，如：塑料管和水泥管。這種問(wèn)題可以通過(guò)埋沒(méi)示蹤金屬線（帶）得到解決。方法技術(shù)MichaelFaraday1791-1867地下管線探測(cè)的歷史1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象1910年最早將電磁感應(yīng)用于地下管線探測(cè)地下管線探測(cè)的歷史1976年英國(guó)Electrolocation公司（雷迪公司前身）生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)商業(yè)性的雙線圈地下管線探測(cè)儀GPR404。地下管線探測(cè)的歷史地下管線探測(cè)的歷史1984年英國(guó)雷迪公司推出RD600地下管線探測(cè)儀。地下管線探測(cè)的歷史1986年英國(guó)雷迪公司推出RD400地下管線探測(cè)儀。地下管線探測(cè)的歷史1989年英國(guó)雷迪公司推出RD400PL地下管線探測(cè)儀。地下管線探測(cè)的歷史1994年英國(guó)雷迪公司推出RD400PXL/PDL2地下管線探測(cè)儀。地下管線探測(cè)的歷史1997年英國(guó)雷迪公司推出RD400PDL-4地下管線探測(cè)儀。地下管線探測(cè)的歷史2002年英國(guó)雷迪公司推出RD4000地下管線探測(cè)儀。電磁法探測(cè)地下管線的原理電磁感應(yīng)原理是電磁法探測(cè)地下管線的基礎(chǔ)。什么是電磁感應(yīng)？基本電磁感應(yīng)原理信號(hào)管線上的交流電流在管線的周圍產(chǎn)生一個(gè)交變的電磁場(chǎng)。這個(gè)電磁場(chǎng)我們稱之為信號(hào)。與電流不同，信號(hào)的電磁場(chǎng)不受管線的絕緣層的土壤的影響。A)通過(guò)導(dǎo)體上方的交變信號(hào)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)，使導(dǎo)體處于電磁場(chǎng)從而給導(dǎo)體施加信號(hào)。B)通過(guò)放大接收機(jī)內(nèi)部的線圈感應(yīng)到的微小的電壓，探測(cè)地下管線上的信號(hào)。交變信號(hào)和電容效應(yīng)電流必須有完整的回路。為什么低壓信號(hào)可以在對(duì)地絕緣良好的管線上產(chǎn)生可探測(cè)的電流呢？?jī)x器發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的電壓明顯無(wú)法通過(guò)絕緣層。答案就是交變信號(hào)的電容效應(yīng)。信號(hào)可以通過(guò)電容效應(yīng)跳過(guò)管線的絕緣層。管線周圍的土壤相當(dāng)于管線周圍存在一個(gè)導(dǎo)電層。管線相當(dāng)于一串連續(xù)分布的小電容。交變信號(hào)和電容效應(yīng)信號(hào)檢測(cè)根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)交變電磁場(chǎng)通過(guò)一個(gè)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的交變電壓。當(dāng)線圈內(nèi)有鐵氧體磁棒時(shí)，附近更多的磁通量將會(huì)通過(guò)線圈。雷迪公司的天線就是采用這種線圈。信號(hào)檢測(cè)目前的地下管線探測(cè)采用以下兩種類型的天線:水平天線：

這種天線在離管線最近而且與管線垂直時(shí)響應(yīng)最大。垂直天線：

垂直天線在管線正上方時(shí)磁通量快速下降到零。信號(hào)檢測(cè)水平天線-峰值響應(yīng)峰值響應(yīng)垂直天線-谷值響應(yīng)谷值響應(yīng)雙天線信號(hào)檢測(cè)和直讀法深度測(cè)量對(duì)于只有一根管線的簡(jiǎn)單條件下，用單天線地下管線探測(cè)儀就可以很輕松地定位和追蹤管線。然而，這簡(jiǎn)單的情況是很少，尤其是在大城市在這樣的情況下使用單天線地下管線探測(cè)儀可能非常困難，甚至完全失效。因此雷迪公司的設(shè)備和技術(shù)都是以雙天線為基礎(chǔ)，采用兩個(gè)間距為400mm的水平天線檢測(cè)同一個(gè)信號(hào)，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)更窄用于精確定位抗干擾無(wú)線電工作模式直讀法深度測(cè)量雙天線信號(hào)檢測(cè)和直讀法深度測(cè)量響應(yīng)更窄用于精確定位抗干擾雙天線接收信號(hào)最明顯的優(yōu)勢(shì)是可以對(duì)比和分析上下兩個(gè)線圈的輸出，只保留底天線比頂天線強(qiáng)的信號(hào)，因此雙天線儀器在單天線儀器無(wú)法工作的強(qiáng)干擾區(qū)域也有很好的探測(cè)效果，如：空中的高壓電線的區(qū)域。雙天線系統(tǒng)使探測(cè)再次輻射甚低頻（VLF）信號(hào)的管線成為可能。無(wú)線電信號(hào)穿過(guò)土壤感應(yīng)到地下管線上。雙天線可以消除頂天線和底天線響應(yīng)相等的背景信號(hào)，只接收管線再次輻射出來(lái)的底天線響應(yīng)比較強(qiáng)的信號(hào)。無(wú)線電工作模式無(wú)源信號(hào)探測(cè)電力信號(hào)(50/60Hz)甚低頻（VLF）長(zhǎng)波無(wú)線電信號(hào)有源信號(hào)探測(cè)（信號(hào)施加）有源信號(hào)是通過(guò)發(fā)射機(jī)給地下管線施加的交變信號(hào)，有三促施加信號(hào)的方法:直連法感應(yīng)法夾鉗法1.直連法2、夾鉗法3、感應(yīng)法

注意在使用過(guò)程中首選直連法次選夾鉗法再選感應(yīng)法深度探測(cè)1、直讀法深度測(cè)量2、70%法深度測(cè)量電流測(cè)量(CM)電流測(cè)量(CM)電流方向識(shí)別是雷迪公司特有的專利技術(shù)，在管線復(fù)雜的區(qū)域可以提供更多的信息。工作原理?通過(guò)對(duì)比同時(shí)施加在管線上的兩種頻率的信號(hào)的相位關(guān)系識(shí)別電流方向。電流方向(CD)工作原理?電流方向（CD）信號(hào)是由兩種頻率組成，如：320/640Hz，同時(shí)施加到目標(biāo)管線上。接收機(jī)在信號(hào)施加點(diǎn)附近探測(cè)該信號(hào)并進(jìn)行電流方向復(fù)位。把該點(diǎn)信號(hào)的相位關(guān)系做為參考保存下來(lái)。電流方向(CD)如果信號(hào)耦合到了鄰近的其它管線上，這兩種頻率之間的相位關(guān)系將會(huì)發(fā)生變化。接收機(jī)將信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行比較并確定是否一致。電流方向(CD)接收機(jī)的顯示屏用向前或向后的箭頭指示管線的電流方向。電流方向(CD)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)——直連法1、將直連導(dǎo)線與管線連接好，打開(kāi)發(fā)射機(jī)電源，注意輸出電流的大小(RD400電流≥8MA，RD4000電流≥10MA）。2、并且電流值要穩(wěn)定（不變動(dòng)、不閃動(dòng)），如果不穩(wěn)定說(shuō)明接觸不好，輸出電流回路不好，辦法：除去連接處的鐵銹或臟物，在接地棒處加些水。3、盡量將電流施加到要探測(cè)的目標(biāo)管段上探測(cè)技術(shù)有時(shí)大部分電流流向不需要探測(cè)的部分。這種情況下可以移動(dòng)接地棒的位置強(qiáng)迫信號(hào)流向需要的方向。4、接地點(diǎn)到管線的垂直距離最好大于3米，接地點(diǎn)越遠(yuǎn)，探測(cè)的距離越遠(yuǎn)。5、接收機(jī)盡量不要在接地點(diǎn)附近探測(cè)。施加發(fā)射機(jī)信號(hào)——感應(yīng)法在沒(méi)有連接點(diǎn)的情況下可以使用感應(yīng)法施加信號(hào)?？赡艿脑挶M量使用直連法，因?yàn)橹边B法的效果更好。打開(kāi)發(fā)射機(jī)就可以把信號(hào)施加到管線上，簡(jiǎn)單快捷。不幸的是信號(hào)同時(shí)也會(huì)加到別的管線上，因此探測(cè)精度不太好。管線深度不能超過(guò)2米。探測(cè)技術(shù)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)——感應(yīng)法發(fā)射機(jī)正下方且與發(fā)射機(jī)方向一至的管線的信號(hào)最大，所以施加信號(hào)之前知道管線的準(zhǔn)確位置和走向是非常重要的。側(cè)放發(fā)射機(jī)可以使其正下方的管線的信號(hào)最小。這樣可以在管線密集的情況下更好地識(shí)別管線。探測(cè)技術(shù)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)——感應(yīng)法不要在離發(fā)射機(jī)10米以內(nèi)使用接收機(jī)。在這個(gè)離以內(nèi)接收機(jī)可能接收到直接從發(fā)射機(jī)發(fā)射出來(lái)的信號(hào)（一次場(chǎng)）。探測(cè)技術(shù)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)——夾鉗法夾鉗法是給電纜施加信號(hào)的一種很方便的方法。連接好夾鉗后打開(kāi)發(fā)射機(jī)電源。電纜的兩邊必需接地。不要在沒(méi)有絕緣的帶電導(dǎo)體上使用夾鉗法。被夾上的電纜信號(hào)最強(qiáng)。探測(cè)技術(shù)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)——夾鉗法給金屬管道使用夾鉗法要注意絕緣法蘭，注意電流回路，在沒(méi)有電流回路的管段施加信號(hào)沒(méi)有效果。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。探測(cè)技術(shù)追蹤管線開(kāi)始時(shí)將接收機(jī)靈敏度調(diào)至最高，以發(fā)射機(jī)為中心，沿6米為半徑的圓弧進(jìn)行探測(cè)，記下每一個(gè)峰值點(diǎn)，并比較每個(gè)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度。注意：如果不是特別說(shuō)明，接收機(jī)總是調(diào)到峰值模式探測(cè)技術(shù)追蹤管線谷值模式谷值模式可加快追蹤管線的速度，左右移動(dòng)接收機(jī)，管線正上方將得到谷值響應(yīng)，液晶顯示器將顯示出指向管線位置的左／右箭頭。峰值模式峰值法的精度和抗干擾能力高于谷值法，左右移動(dòng)接收機(jī)，管線正上方將得到峰值響應(yīng)，探測(cè)技術(shù)如果響應(yīng)突然下降，停下來(lái)，調(diào)高靈敏度，以下降點(diǎn)為中心，沿半徑為兩步的圓弧走動(dòng)。追蹤管線管線可能改變了方向、或是有三通、四通、變徑，也可能是深度增大了辦法：調(diào)高接收機(jī)增益或發(fā)射機(jī)跨過(guò)此處探測(cè)探測(cè)技術(shù)可能有三通。如果信號(hào)完全消失，可能到了管線的終點(diǎn)。追蹤管線如果信號(hào)變得模糊，而且散布范圍大，管線可能進(jìn)入了鋼筋網(wǎng)，將接收機(jī)提高50cm并減小增益，繼續(xù)追蹤。探測(cè)技術(shù)追蹤管線——探測(cè)Ｔ形三通探測(cè)技術(shù)精確定位a)橫過(guò)管線移動(dòng)接收機(jī)，確定響應(yīng)最大的點(diǎn)。b)原地轉(zhuǎn)動(dòng)接收機(jī)，當(dāng)響應(yīng)最大時(shí)停下來(lái)。c)保持接收機(jī)垂直地面，在管線上方左右移動(dòng)接收機(jī)，在響應(yīng)最大的地方停下來(lái)。探測(cè)技術(shù)精確定位用谷值法驗(yàn)證峰值法定位的準(zhǔn)確性探測(cè)技術(shù)直讀法測(cè)深只有在有源方式下測(cè)深才是準(zhǔn)確的,測(cè)量的深度是管線的中心埋深對(duì)大口徑管測(cè)深時(shí)應(yīng)注意管頂埋深與中心埋深的差異對(duì)于可疑的測(cè)深，可以將接收機(jī)提高50cm再測(cè)一次，如果測(cè)量值增加量與提高的高度相同，則可以確定測(cè)深是準(zhǔn)確的探測(cè)技術(shù)不要在彎頭和三通附近測(cè)深至少離開(kāi)彎頭或三通五步在用感應(yīng)法施加信號(hào)的情況下測(cè)深時(shí)，至少要離開(kāi)發(fā)射機(jī)10米這樣才可以消除發(fā)射機(jī)一次場(chǎng)的影響通過(guò)比較頂天線和底天線的信號(hào)強(qiáng)度，接收機(jī)的軟件將計(jì)算出管線的深度直讀法測(cè)深探測(cè)技術(shù)盲探——無(wú)源搜索調(diào)到電力（Power）模式在探測(cè)區(qū)域內(nèi)作網(wǎng)格的搜索，確保找到所有帶有電力信號(hào)的管線。

無(wú)源網(wǎng)格搜索調(diào)到無(wú)線電（Radio）模式作同樣的網(wǎng)格搜索以找出其它的管線。探測(cè)技術(shù)盲探——有源搜索有源搜索用感應(yīng)法施加信號(hào)兩人至少距離20步沿四個(gè)方向走動(dòng)以確保找到所有金屬管線。探測(cè)技術(shù)頻率選擇——LF低頻信號(hào)主要用于追蹤和識(shí)別長(zhǎng)距離管線，不容易感應(yīng)到其它管線上。但接收機(jī)對(duì)其響應(yīng)也較弱。而且容易受50Hz的諧波干擾。探測(cè)技術(shù)頻率選擇——8kHz直連法最常用的頻率。但使用感應(yīng)法時(shí)，對(duì)于直徑較小的管線（如：通信電纜）感應(yīng)能力不夠。探測(cè)技術(shù)頻率選擇——33kHz主要用于感應(yīng)法。但也容易感應(yīng)到干擾管線上，而且傳播距離較短。探測(cè)技術(shù)主要在管線直徑很小而且土壤很干燥的困難條件下用施加信號(hào)。但很容易感應(yīng)到干擾管線上，而且傳播距離很短。頻率選擇——100kHz以上探測(cè)技術(shù)探測(cè)干擾問(wèn)題地下管線儀探測(cè)的是管線產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，而不是管線本身。所以任何能夠影響管線產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的干擾都可能會(huì)對(duì)探測(cè)造成誤差。探測(cè)技術(shù)可以通過(guò)對(duì)比峰值法和谷值法定位檢查電磁場(chǎng)形態(tài)是否變形。探測(cè)技術(shù)探測(cè)干擾問(wèn)題谷值法定位在管線密集的地方（有干擾）可能會(huì)完全失效。在這種情況下峰值法定位更加可靠一些。探測(cè)技術(shù)探測(cè)干擾問(wèn)題*避免使用感應(yīng)法施加信號(hào)*

從管線簡(jiǎn)單的地方開(kāi)始探測(cè)*使用較低的頻率減小平行管線的干擾*在遠(yuǎn)離其它管線的位置施加信號(hào)*使用單端連接法施加信號(hào)時(shí)接地棒位置盡量遠(yuǎn)離目標(biāo)管線和其它管線*可能的話，使用雙端連接法可以得到非常好的探測(cè)效果復(fù)雜管線探測(cè)技術(shù)地下管線探測(cè)技術(shù)的原則