管線深度測(cè)量儀校準(zhǔn)規(guī)范

PAGEPAGE2管線深度測(cè)量儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于測(cè)量范圍為（0～10）m的管線深度測(cè)量儀的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用下列文件：JJF1094-2002測(cè)量儀器特性評(píng)定CJJ61-2017城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范。3術(shù)語3.1管線pipeline金屬管道及金屬線纜，不包含電連通性差的金屬管線（如鑄鐵管）。3.2探測(cè)平面surveyplane在校準(zhǔn)管線深度測(cè)量儀時(shí)，接觸或靠近接收機(jī)下底面的參考平面。3.3管線投影線projectionlineofpipeline管線中心線在探測(cè)平面上的投影線。3.4定位偏距setover管線深度測(cè)量儀探測(cè)到的定位點(diǎn)與管線投影線在垂直于管線走向的垂直距離。3.5管線深度depthofpipeline管線中心線與探測(cè)平面間的垂直距離。4概述管線深度測(cè)量儀是指利用電磁感應(yīng)原理對(duì)地下金屬管線進(jìn)行定位、測(cè)深的儀器，也稱管線定位儀、管線探測(cè)儀（以下簡稱儀器）。主要組成包含發(fā)射機(jī)、接收機(jī)及配套附件。發(fā)射機(jī)用于給管線激發(fā)信號(hào)，接收機(jī)用于接收信號(hào)。儀器工作位置示意圖見圖1，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的典型結(jié)構(gòu)見圖2、圖3。儀器使用時(shí)根據(jù)實(shí)地情況選擇合適的信號(hào)施加方式和探測(cè)方法。儀器基本工作原理為利用發(fā)射機(jī)產(chǎn)生交變電流，通過發(fā)射線圈使其周圍產(chǎn)生電磁場，當(dāng)?shù)叵麓嬖诮饘俟芫€時(shí)，金屬管線在電磁場的激發(fā)下產(chǎn)生二次電磁場。接收機(jī)的接收線圈接收到二次電磁場后，就可發(fā)現(xiàn)地下金屬管線，測(cè)量出地下管線的位置和深度。123管線深度定位偏距41—接收機(jī)2—發(fā)射機(jī)3—地面4—被測(cè)管線圖1儀器工作位置示意圖121233441—顯示屏2—按鈕3—手柄4—接線口1—顯示屏2—按鈕3—手柄4—下底面圖2發(fā)射機(jī)的典型結(jié)構(gòu)示意圖圖3接收機(jī)的典型結(jié)構(gòu)示意圖5計(jì)量特性5.1定位偏差用最大定位偏距表示，一般不超過10%h。5.2深度測(cè)量誤差一般不超過±15%h。5.3定位重復(fù)性一般不超過5%h。5.4深度測(cè)量重復(fù)性一般不超過5%h。注1：h表示管線中心深度，當(dāng)h≤1000mm時(shí)以1000mm代入計(jì)算。注2：由于校準(zhǔn)工作只給出測(cè)量結(jié)果，不判斷合格與否，以上計(jì)量特性要求僅供參考。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件校準(zhǔn)在常溫條件下進(jìn)行。校準(zhǔn)場地應(yīng)為地球物理?xiàng)l件相對(duì)簡單的固定地理位置，場地平整，無積水，無大型金屬結(jié)構(gòu)。6.1.3校準(zhǔn)環(huán)境應(yīng)避開強(qiáng)交變電磁場或近距離的交變磁場等干擾因素影響。6.2測(cè)量設(shè)備及其他設(shè)備6.2.1校準(zhǔn)時(shí)所需的測(cè)量設(shè)備和其它設(shè)備：a）鋼直尺：（0～1000）mm，MPE：±0.20mm；b）光學(xué)經(jīng)緯儀：DJ6；c）校準(zhǔn)裝置：校準(zhǔn)裝置的要求和參考結(jié)構(gòu)及測(cè)量方法見附錄A；d）管線：金屬材質(zhì)，形狀規(guī)則，具有良好的電連通性能，尺寸偏差符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)要求。直徑規(guī)格根據(jù)儀器使用情況選擇，一般在（50～200）mm范圍。管線鋪設(shè)的要求見附錄B。注3：允許使用滿足測(cè)量不確定度要求的測(cè)量設(shè)備和其它設(shè)備。7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)前檢查校準(zhǔn)前需確保儀器處于正常工作狀態(tài)，沒有影響校準(zhǔn)計(jì)量性能的因素后方可進(jìn)行校準(zhǔn)。儀器的配套附件、使用說明書應(yīng)齊全。具有自檢功能的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)應(yīng)自檢正常。7.2測(cè)量方式和操作程序7.2.1校準(zhǔn)應(yīng)按照儀器說明書中規(guī)定的安全要求和操作步驟進(jìn)行。7.2.2校準(zhǔn)時(shí)接收機(jī)應(yīng)采用豎直姿勢(shì)，接收機(jī)屏幕朝向校準(zhǔn)人員。7.2.3校準(zhǔn)時(shí)的信號(hào)施加方式一般使用直連法。是否選用夾鉗法、感應(yīng)法根據(jù)客戶要求決定，不選用主要用于探查的其它方法。使用直連法時(shí)，接線應(yīng)布設(shè)合理，電性接觸良好，連線端與管線走向垂直，必要時(shí)使用XX線。接線時(shí)，接收機(jī)的紅色夾線端與管線的一端相連，黑色夾線端通過與管線保持一定距離的不間斷平行直連線與管線另一端連接（雙端直連），或通過插地釬接地與管線另一端連接（單端直連）。使用夾鉗法時(shí)，夾鉗的內(nèi)徑應(yīng)大于管線直徑。夾套時(shí)，夾鉗應(yīng)垂直于管線走向夾套在管線的一端，保持夾鉗閉合。使用感應(yīng)法時(shí)，發(fā)射機(jī)應(yīng)與管線耦合良好。擺置時(shí)，發(fā)射機(jī)放置于管線正上方，手柄方向按照說明書規(guī)定。校準(zhǔn)時(shí)，接收機(jī)與發(fā)射機(jī)保持合理的收發(fā)距。7.2.4應(yīng)按說明書的規(guī)定選擇和設(shè)置儀器的信號(hào)頻率和輸出功率，接收機(jī)與發(fā)射機(jī)信號(hào)頻率應(yīng)一致。選擇和設(shè)置的信號(hào)頻率和輸出功率應(yīng)保證接收信號(hào)有足夠的強(qiáng)度，確保接收信號(hào)可從背景場中清楚地分辨出來。通常，直連法采用中低頻，夾鉗法采用中高頻，感應(yīng)法采用高頻。7.2.5定位操作程序定位一般按照以下程序進(jìn)行操作：a）按照儀器說明書的規(guī)定，進(jìn)行儀器擺置、接線、開機(jī)。設(shè)置發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的模式和參數(shù)，調(diào)整頻率一致。接收機(jī)一般設(shè)置峰值模式。b）接收機(jī)保持與探測(cè)平面垂直，在探測(cè)平面上沿垂直于管線走向的方向橫向移動(dòng)，觀察并調(diào)整接收機(jī)信號(hào)增益在60%左右，找到極值信號(hào)位置。c）原地旋轉(zhuǎn)接收機(jī)，觀察接收機(jī)屏幕的方向指示信號(hào)變化，直至方向指示為“零位”。d）重復(fù)b）、c）步驟，直至穩(wěn)定在同一位置，即為儀器的探測(cè)定位點(diǎn)。7.3定位偏差在管線深度為1m左右的校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行。在管線中心線的XX線上安置、整平光學(xué)經(jīng)緯儀。調(diào)整光學(xué)經(jīng)緯儀使其豎軸與管線中心線處于同一平面，固定照準(zhǔn)部。上下旋轉(zhuǎn)光學(xué)經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡，以望遠(yuǎn)鏡在校準(zhǔn)裝置探測(cè)平面上的瞄準(zhǔn)位置線作為管線投影線，在探測(cè)平面上進(jìn)行標(biāo)記。按照7.2.5定位操作程序確定探測(cè)定位點(diǎn)，用鋼直尺測(cè)量探測(cè)定位點(diǎn)與管線投影線標(biāo)記之間的定位偏距。重復(fù)測(cè)量3次，取定位偏距的最大值作為定位偏差，結(jié)果保留至厘米（cm）。7.4深度測(cè)量誤差在儀器深度測(cè)量范圍內(nèi)選擇大致均勻分布的（3～5）個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行。進(jìn)行深度測(cè)量前，先按照7.2.5定位操作程序進(jìn)行定位，確定探測(cè)定位點(diǎn)。在探測(cè)定位點(diǎn)位置，接收機(jī)保持垂直，接收機(jī)底面與探測(cè)平面接觸，采用直讀法讀數(shù)。重復(fù)測(cè)量深度3次，取平均值作為深度測(cè)量結(jié)果?i，按照公式（1）計(jì)算深度測(cè)量誤差δδiδi—第i?i—第i點(diǎn)深度測(cè)量結(jié)果的平均值Hi—第iD—管線直徑。7.5定位重復(fù)性在管線深度為1m左右的校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行。采用7.3中的測(cè)量方法，重復(fù)定位探測(cè)9次，分別記錄定位偏距測(cè)量值及該定位點(diǎn)位于管線投影線標(biāo)記的左右側(cè)位置。探測(cè)定位點(diǎn)分布在管線投影線標(biāo)記的兩側(cè)時(shí)，分別取兩側(cè)位置的定位偏距最大值，按照公式（2）計(jì)算定位重復(fù)性。否則，按照公式（3）計(jì)算定位重復(fù)性。sl=（lsl—定位重復(fù)性lmax1—其中一側(cè)位置的定位偏距最大值；lmax2—另一側(cè)位置的定位偏距最大值。sl=（lsl—定位重復(fù)性lmax—定位偏距最大值；lmin—定位偏距最小值。7.6深度測(cè)量重復(fù)性在管線深度為1m左右的校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行。采用7.4中的測(cè)量方法，重復(fù)測(cè)量管線深度9次，按照公式（4）計(jì)算深度測(cè)量重復(fù)性。s?=（s?—深度測(cè)量重復(fù)性hmax—9次深度測(cè)量結(jié)果中的最大值；hmin—9次深度測(cè)量結(jié)果中的最小值。注4：校準(zhǔn)項(xiàng)目7.3到7.6應(yīng)在按7.2.3選擇的不同信號(hào)施加方式下分別測(cè)量。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)經(jīng)過校準(zhǔn)的管線深度測(cè)量儀出具校準(zhǔn)證書，校準(zhǔn)證書應(yīng)滿足JJF1071-2010中5.12的要求。深度測(cè)量誤差的測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定參考附錄C，校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式參考附錄D。9復(fù)校時(shí)間間隔由于復(fù)校時(shí)間間隔的長短是由儀器的使用狀況、使用者、設(shè)備本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)儀器實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。建議復(fù)校時(shí)間間隔一般為1年。

附錄A校準(zhǔn)裝置的要求和參考結(jié)構(gòu)及測(cè)量方法A.1校準(zhǔn)裝置的要求。A.1.1校準(zhǔn)裝置應(yīng)采用非磁性材料，與目標(biāo)管線存在明顯的電學(xué)性能差異。A.1.2校準(zhǔn)裝置應(yīng)在滿足校準(zhǔn)環(huán)境條件的校準(zhǔn)場地內(nèi)使用。A.1.3校準(zhǔn)裝置應(yīng)為固定設(shè)施，穩(wěn)定牢固，保證足夠的承重，具有必要的加固結(jié)構(gòu)和安全防護(hù)措施。A.1.4校準(zhǔn)裝置應(yīng)有到達(dá)各校準(zhǔn)位置的臺(tái)階通道，便于接收機(jī)測(cè)量讀數(shù)。A.1.5探測(cè)平面應(yīng)選用透光材料或留有透光孔，便于校準(zhǔn)裝置的測(cè)量和核查。A.1.6探測(cè)平面和管線鋪設(shè)平面應(yīng)為水平平面，平面度不大于5mm，兩平面間的平行度不大于10mm。A.2校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)可參考圖A.1和圖A.2，允許使用滿足要求的其它結(jié)構(gòu)形式的校準(zhǔn)裝置。探測(cè)平面管線深非磁性材料度管線圖A.1校準(zhǔn)裝置截面示意圖

圖A.2校準(zhǔn)裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖A.3校準(zhǔn)裝置的測(cè)量方法A.3.1探測(cè)平面和鋪設(shè)平面的平面度采用刀口尺、鋼直尺，經(jīng)緯儀、全站儀、水準(zhǔn)標(biāo)尺等設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。A.3.2探測(cè)平面到管線鋪設(shè)面的距離H用1級(jí)手持式激光測(cè)距儀或測(cè)深鋼卷尺測(cè)量。用手持式激光測(cè)距儀時(shí)，手持式激光測(cè)距儀設(shè)置前基準(zhǔn)模式，前基準(zhǔn)面緊靠在透光面或透光孔位置，激光光束反射點(diǎn)位于鋪設(shè)平面，兩側(cè)位置分別重復(fù)測(cè)量3次，計(jì)算6次測(cè)量結(jié)果的平均值作為結(jié)果。用測(cè)深鋼卷尺測(cè)量時(shí)，測(cè)深尺陀通過校準(zhǔn)裝置探測(cè)平面上的透光通孔與管線鋪設(shè)平面正確接觸，在探測(cè)平面位置讀取測(cè)深鋼卷尺的讀數(shù)，重復(fù)測(cè)量3次，計(jì)算3次測(cè)量結(jié)果的平均值作為結(jié)果。A.3.3探測(cè)平面和管線鋪設(shè)平面的平行度。在探測(cè)面上沿管線走向方向選擇3個(gè)測(cè)量位置，分別測(cè)量探測(cè)平面到管線鋪設(shè)平面距離，每個(gè)位置重復(fù)測(cè)量3次計(jì)算平均值作為測(cè)量結(jié)果，取3個(gè)位置測(cè)量結(jié)果的最大值與最小值之差為平行度。

附錄B管線鋪設(shè)的要求B.1管線應(yīng)在校準(zhǔn)裝置中采用直線方式鋪設(shè)，無分支、彎頭、交叉及其他影響校準(zhǔn)的干擾因素。B.2管線的鋪設(shè)長度應(yīng)遠(yuǎn)大于管線深度，校準(zhǔn)位置兩側(cè)的管線直線長度應(yīng)分別不小于該點(diǎn)管線深度的3倍。B.3鋪設(shè)后的管線中心線直線度應(yīng)不大于5mm/m，管線中心線與探測(cè)平面的平行度應(yīng)不大于10mm/m。

附錄C深度測(cè)量誤差的測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定示例C.1測(cè)量方法在常溫條件下，在無干擾的校準(zhǔn)場地內(nèi)，使用鋪設(shè)單一管線的校準(zhǔn)裝置，在儀器深度測(cè)量范圍內(nèi)選擇大致均勻分布的（3～5）個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，使用直讀法讀數(shù)。C.2模型δ=?δ—深度測(cè)量誤差；?H—探測(cè)平面到管線鋪設(shè)面的距離；D—管線直徑。C.3不確定度傳播率考慮各分量彼此獨(dú)立，依據(jù)公式uc2δ得：uc2=ch式中:C?=?δ??則：uc=C.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量計(jì)算C.4.1重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uC.重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u在同一深度校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù)測(cè)量深度10次，按照貝塞爾公式計(jì)算。s=i=110（x實(shí)際取3次測(cè)量的平均值作為結(jié)果，可得：u?1=s/C.儀器分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u儀器分辨力一般為0.01m，按照均勻分布，可得：u?2=取u?1和uC.4.2探測(cè)平面到管線鋪設(shè)面的距離引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u包括了測(cè)量設(shè)備示值誤差，探測(cè)平面和鋪設(shè)平面的平面度、探測(cè)平面與管線鋪設(shè)平面的平行度帶來的影響。C.4.2.1測(cè)量設(shè)備示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u測(cè)量設(shè)備為1級(jí)手持激光測(cè)距儀或測(cè)深鋼卷尺。在（0～10）m范圍內(nèi)，1級(jí)手持激光測(cè)距儀的示值誤差最大不超過±3.5mm，測(cè)深鋼卷尺示值誤差最大不超過±2.0mm。取較大的±3.5mm進(jìn)行分析，按照均勻分布：uH1=C.4.2.2探測(cè)平面的平面度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u探測(cè)平面的平面度造成接收機(jī)底面接觸位置不一致。探測(cè)平面的平面度不超過5mm，對(duì)探測(cè)平面到鋪設(shè)面距離的影響不超過5mm，按照均勻分布：uH2=5C.4.2.3鋪設(shè)平面的平面度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u鋪設(shè)平面的平面度造成手持激光測(cè)距儀反射點(diǎn)或測(cè)深鋼卷尺測(cè)深尺砣接觸位置不一致。鋪設(shè)平面的平面度不超過5mm，對(duì)探測(cè)平面到鋪設(shè)面距離的影響不超過5mm，按照均勻分布：uH3=5C.4.2.4探測(cè)平面與鋪設(shè)平面的平行度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u校準(zhǔn)裝置的平行度造成探測(cè)平面到鋪設(shè)面距離在不同位置的不一致。校準(zhǔn)裝置的平行度不超過10mm，對(duì)探測(cè)平面到鋪設(shè)面距離的影響不超過±10mm，按照均勻分布：uH4=10/3以上3項(xiàng)相互獨(dú)立，可得：uH=C.4.3管線直徑引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u包括管線直徑允許偏差、實(shí)際溫度對(duì)管線直徑的影響C.4.3.1管線直徑允許偏差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u選用的管線直徑一般在（50～200）mm，實(shí)際最大不超過1000mm，管線尺寸偏差按照對(duì)應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)要求，一般不超過管線直徑的1.0%，按照