金屬管線探測技術(shù)

1、一 基本原理部分發(fā)射機的功能向管線加載一特定頻率的信號交變電流或交變磁場。接收機的功能在地面接收管線電流產(chǎn)生的特殊頻率的磁場信號工作方法直連法（交變電流）夾鉗法（交變磁場）感應(yīng)法（交變磁場）峰值法（水平分量垂向差值）極大值法(水平分量) 谷值法（垂直分量）發(fā)射機：場源信號加載方式接收機：管線磁場信號檢測方式接收機的檢測原理1.磁通發(fā)生變化 2.產(chǎn)生感應(yīng)電流3.感應(yīng)電流信號的放大與濾波4.數(shù)字響應(yīng)4.聲音響應(yīng)接收線圈的三種組合峰值測量谷值測量用于檢測管線磁場垂直分量用于檢測管線磁場水平分量的垂向差值（峰值法）以及直讀測深下水平線圈用于檢測管線磁場水平分量 接收機天線定位峰值法 雙水平天線谷值法

2、單垂直天線寬峰法 單水平天線單天線模式探測的靈敏度高但響應(yīng)范圍寬雙天線模式頻率選擇性好，響應(yīng)范圍窄，靈敏度低響應(yīng)能力指接收機探測一個頻點信號的敏感度管線探測原理:管線磁場的水平分量的分布曲線曲線特征：在管線正上方取得極大值，向管線兩側(cè)遞減，呈現(xiàn)小大小的信號變化。利用管線磁場水平分量定位管線窄峰值法特點：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70%法測深較為準確，直讀法用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寬峰值法特點：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，

3、靈敏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?0%法或50%法測深，用于探測深部管線。管線探測原理：管線磁場的垂直分量的分布曲線曲線特征：在管線正上方取得極小值，在管線兩側(cè)分別出現(xiàn)極大值。利用管線磁場垂直分量定位管線特點：顯示直觀靈敏度高而信噪比低，易受旁側(cè)干擾影響只能用于簡單條件下，無鄰近干擾或距離干擾物較遠可用于快速追蹤管線走向，以及在信號較弱時追蹤管線可采用45%法和直讀法測深。管道定深方法：直讀法用于估計管線的大致深度僅在無干擾條件下準確，存在旁側(cè)干擾時深度值可能是錯誤的 只有在有源方式下測深才是準確的新的RD4000在電力信號檢測模式 具有直讀測深功能 測量的深度

4、是管線的中心埋深 對大口徑管道，測深時，應(yīng)注意管頂埋深與中心埋深的差異。 對于可疑的測深數(shù)據(jù)，可以將接收機提高50cm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確的。深度測量 不要在彎頭和三通5m內(nèi)測量深度。 采用感應(yīng)法測深時，至少要離開發(fā)射機30步這樣才可以消除發(fā)射機一次場的影響 通過比較頂天線和底天線的信號強度，接收機的軟件將計算出管線的深度深度測量技術(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)管道埋深測量：70%法，定深的準確方法雷迪專利測深技術(shù)80.056.0100%70%dd70%法精確測量管

5、線埋深，定深誤差小于埋深的10%。其他測深方法第三種：80%法，單水平線圈 （理想條件下準確，需修正）第四種：50%法，單水平線圈 （理想條件下準確，需修正）第五種：45%法，單垂直線圈 （僅適用于簡單條件，抗干擾能力差）技術(shù)與方法連接法 將直連線與管線和土壤分別連接好，盡可能降低連接點電阻。以發(fā)射機管線大地發(fā)射機作為電流回路,輸出信號為交變電流。打開發(fā)射機電源，注意輸出電流的大?。☉?yīng)超過100mA）。 如果接觸不好，輸出電流太小(100mA以下)。此時應(yīng)除去連接處的鐵銹或降低接地電阻。 調(diào)節(jié)發(fā)射機增益，宜以較小電流開始工作，必要時逐漸加大電流值。工作頻率宜選用32.8KHz，次選8.19KH

6、z。最小收發(fā)距：2M。最大收發(fā)距取決于電流回路電阻?！皬娭啤毙盘柫飨蚱谕奈恢脢A鉗感應(yīng)法利用感應(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。適用于探測電纜和小口徑管道。在高阻點及開路點處 應(yīng)進行接地處理。最小收發(fā)距：5M。直接夾于目標管道直接夾于目標電纜連通法蘭夾于其一側(cè)使用“夾鉗”感應(yīng)的幾種方法夾鉗感應(yīng)法（3）給金屬管道使用夾鉗法要注意絕緣法蘭。并采取措施，使絕緣相通。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。最為常用?？赡艿脑挶M量使用 直連法，因為直連法的效果更好。在沒有連接點的情況下使用感應(yīng)法 施加信號。將發(fā)射機放在管線上方，軸線方向 與管線走向

7、平行，信號同樣可以施 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（一次 場）。采用感應(yīng)法，應(yīng)盡量減小激發(fā)距離， 發(fā)射機應(yīng)盡可能靠近管線，。感應(yīng)法感應(yīng)法（2） 發(fā)射機正下方、與發(fā)射機方向一致且距離發(fā)射機最近的管線感應(yīng)信號最大。 側(cè)放發(fā)射機可以使其正下方的管線的信號最小。對于管線密集埋設(shè)，采用上面兩種方法，有利于識別目標識別管線。感應(yīng)法（2） 采用感應(yīng)法一般不要在發(fā)射機20米范圍以內(nèi)使用接收機，此信號的信噪比較低，主要為發(fā)射機一次磁場信號。盡量避免用感應(yīng)法直讀測深，如無選擇，發(fā)射機的位置要離開深度測量點30m遠。 將接收機指向發(fā)射機，如果響應(yīng)增大，減小輸出功率或者遠離發(fā)射機。如果響應(yīng)

8、減小，則表示接收到的是地下管線的信號。感應(yīng)法（3）感應(yīng)法具有廣泛應(yīng)用多種線圈激發(fā)方式： 水平線圈激發(fā)垂直線圈激發(fā)傾斜線圈激發(fā)多種激發(fā)點選擇：差異性激發(fā)方法多種收發(fā)模式的組合無源檢測方法的應(yīng)用電力信號 檢測信號 為電力線本身具有的50/60 HZ頻率磁場。 檢測目的：帶電電纜和 埋深較小的鋼管。無線電信號 檢測信號 為國外長波電臺的微波通 訊信號對某些導(dǎo)電性好的 電纜線或鋼管的耦合磁場 信號。檢測效果較電力信 號方式差。兩種無源檢測方式僅用于 實地調(diào)查后的初步查找。 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，注意觀察讀數(shù)的變化。 接收機與管線走向平行時，讀數(shù)最小。 接收機與管線走向

9、垂直時，讀數(shù)最大。管線走向的確定 用峰值法找到管線的位置，數(shù)字大的點為管道的位置。 把接收機調(diào)到谷值法，沿著管線走動并左右移動接收機。箭頭對中的點就是管道的位置。 連續(xù)跟蹤管線的走向，采用谷值法擺動接收機并沿管線方向前進。 如果響應(yīng)突然下降，停下來，調(diào)高靈敏度，并在信號消失或衰減附近以半徑為2m 的圓繼續(xù)搜尋目標管線。管線定位管線精確定位 精確定位時，峰值與谷值一致，定位準確 峰值谷值不一致，精確定位也不準確磁場曲線兩側(cè)不對稱，表明存在旁側(cè)干擾。定位定深可能出現(xiàn)誤差。 兩個位置都偏向一側(cè)時，管線真實位置更接近峰值位置 管線位于峰值另一邊時，距峰值的距離為D值之半D 管線可能改變了方向。 措施：

10、劃圓搜索。 也可能是深度增大了。 措施：調(diào)高增益。管線搜索：目標管線消失的原因 可能有三通。措施：劃圓搜索。 如果信號完全消失，可能到了管線的終點。 如果信號變得模糊，而且散布范圍大，管線可能進入了鋼筋網(wǎng)。 措施：將接收機提高50cm并減小增益，繼續(xù)追蹤。管線搜索：目標管線消失的原因特殊加載方法 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：采用雙夾鉗法使管線定位可靠準確 平移搜索（兩人搜索）是用于探測未知管道的一門技術(shù) 圓周搜索：一個人操作發(fā)射機，另一個人操作接收機，做平行或劃圓移動不明管線的搜索查找深度測量：70%法80.056.0100%70%dd深度大于20CM

11、時 管線密集區(qū)域識別目標管線。 提供管線絕緣情況的資料。電流衰減越快，管線絕緣性越差。電流測量的用途電流方向測量的用途用于從密集分布管線中區(qū)分與識別目標管線 管線遠離發(fā)射機，電流會隨著衰減。衰減程度取決于管線絕緣狀況和土壤狀況。 在管線密集區(qū)域用峰值響應(yīng)識別目標管線可能出現(xiàn)錯誤。 測量并對比各管線的電流大小，使我們能找出正確的管線電流測量技術(shù) 正常情況下管線中的電流衰減是比較平緩的 電流的突然下降表明管線有破損或分支。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縱斷面上等效電流分析埋深小的管道上磁場信號強目標管上的等效電流大橫剖面上等效電流分析三通點上等效電流之和為零防腐層

12、破損點上有同樣的結(jié)果三通與破損點上等效電流分析電流方向 為目標管線施加信號的同時,也會感應(yīng)到臨近的管線上. 目標管線電流與臨近管道感應(yīng)電流方向相反 在管道密集區(qū)域采用電流方向功能,可以識別目標管線目標管線 在管線密集區(qū)域應(yīng)用電流方向，識別目標管線。 用直連法施加信號,確定目標管線中電流方向。 感應(yīng)到鄰近的管線上電流與目標管線電流相反。 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。 頻率越高傳播距離越短。 頻率越高，管線的對地阻抗越小。頻 率信號頻率與探測距離的關(guān)系頻率高的信號有以下的優(yōu)點： 從地面直接把信號感應(yīng)到管線上。 對于短距離探測，可以增大輸出電流。有利于識別管線。 在管道接頭處

13、高頻信號比較容易通過絕緣接頭。 缺點：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，傳播距 離越短 土壤狀況：干燥土壤，接地電 阻大，傳播距離遠影響信號傳播距離的因素影響探測深度的因素（1）信號強度（2）信噪比（3）信號頻率（4）圍土導(dǎo)電性（5）臨近管道的影響信噪比與探測距離的關(guān)系管道直徑與探測距離的關(guān)系圍土導(dǎo)電性與探測距離的關(guān)系管道間磁場相互干擾 管道密集時，磁場會相互疊加，管道定位會產(chǎn)生誤差。 對測量深度影響最大。 平行管道距離很近時,磁場間干擾，管道位置會出現(xiàn)規(guī)律性偏移峰值谷值無干擾時平行管道磁場 平行管道間距遠時,探測效果最佳. 利用峰值法