管線深度測量儀校準規(guī)范

PAGEPAGE2管線深度測量儀校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于測量范圍為（0～10）m的管線深度測量儀的校準。2引用文件本規(guī)范引用下列文件：JJF1094-2002測量儀器特性評定CJJ61-2017城市地下管線探測技術規(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探測平面surveyplane在校準管線深度測量儀時，接觸或靠近接收機下底面的參考平面。3.3管線投影線projectionlineofpipeline管線中心線在探測平面上的投影線。3.4定位偏距setover管線深度測量儀探測到的定位點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管線中心線與探測平面間的垂直距離。4概述管線深度測量儀是指利用電磁感應原理對地下金屬管線進行定位、測深的儀器，也稱管線定位儀、管線探測儀（以下簡稱儀器）。主要組成包含發(fā)射機、接收機及配套附件。發(fā)射機用于給管線激發(fā)信號，接收機用于接收信號。儀器工作位置示意圖見圖1，發(fā)射機和接收機的典型結構見圖2、圖3。儀器使用時根據實地情況選擇合適的信號施加方式和探測方法。儀器基本工作原理為利用發(fā)射機產生交變電流，通過發(fā)射線圈使其周圍產生電磁場，當?shù)叵麓嬖诮饘俟芫€時，金屬管線在電磁場的激發(fā)下產生二次電磁場。接收機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2—發(fā)射機3—地面4—被測管線圖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)射機的典型結構示意圖圖3接收機的典型結構示意圖5計量特性5.1定位偏差用最大定位偏距表示，一般不超過10%h。5.2深度測量誤差一般不超過±15%h。5.3定位重復性一般不超過5%h。5.4深度測量重復性一般不超過5%h。注1：h表示管線中心深度，當h≤1000mm時以1000mm代入計算。注2：由于校準工作只給出測量結果，不判斷合格與否，以上計量特性要求僅供參考。6校準條件6.1環(huán)境條件校準在常溫條件下進行。校準場地應為地球物理條件相對簡單的固定地理位置，場地平整，無積水，無大型金屬結構。6.1.3校準環(huán)境應避開強交變電磁場或近距離的交變磁場等干擾因素影響。6.2測量設備及其他設備6.2.1校準時所需的測量設備和其它設備：a）鋼直尺：（0～1000）mm，MPE：±0.20mm；b）光學經緯儀：DJ6；c）校準裝置：校準裝置的要求和參考結構及測量方法見附錄A；d）管線：金屬材質，形狀規(guī)則，具有良好的電連通性能，尺寸偏差符合相應的國家標準要求。直徑規(guī)格根據儀器使用情況選擇，一般在（50～200）mm范圍。管線鋪設的要求見附錄B。注3：允許使用滿足測量不確定度要求的測量設備和其它設備。7校準項目和校準方法7.1校準前檢查校準前需確保儀器處于正常工作狀態(tài)，沒有影響校準計量性能的因素后方可進行校準。儀器的配套附件、使用說明書應齊全。具有自檢功能的接收機和發(fā)射機應自檢正常。7.2測量方式和操作程序7.2.1校準應按照儀器說明書中規(guī)定的安全要求和操作步驟進行。7.2.2校準時接收機應采用豎直姿勢，接收機屏幕朝向校準人員。7.2.3校準時的信號施加方式一般使用直連法。是否選用夾鉗法、感應法根據客戶要求決定，不選用主要用于探查的其它方法。使用直連法時，接線應布設合理，電性接觸良好，連線端與管線走向垂直，必要時使用XX線。接線時，接收機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，夾鉗的內徑應大于管線直徑。夾套時，夾鉗應垂直于管線走向夾套在管線的一端，保持夾鉗閉合。使用感應法時，發(fā)射機應與管線耦合良好。擺置時，發(fā)射機放置于管線正上方，手柄方向按照說明書規(guī)定。校準時，接收機與發(fā)射機保持合理的收發(fā)距。7.2.4應按說明書的規(guī)定選擇和設置儀器的信號頻率和輸出功率，接收機與發(fā)射機信號頻率應一致。選擇和設置的信號頻率和輸出功率應保證接收信號有足夠的強度，確保接收信號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行操作：a）按照儀器說明書的規(guī)定，進行儀器擺置、接線、開機。設置發(fā)射機和接收機的模式和參數(shù)，調整頻率一致。接收機一般設置峰值模式。b）接收機保持與探測平面垂直，在探測平面上沿垂直于管線走向的方向橫向移動，觀察并調整接收機信號增益在60%左右，找到極值信號位置。c）原地旋轉接收機，觀察接收機屏幕的方向指示信號變化，直至方向指示為“零位”。d）重復b）、c）步驟，直至穩(wěn)定在同一位置，即為儀器的探測定位點。7.3定位偏差在管線深度為1m左右的校準點進行。在管線中心線的XX線上安置、整平光學經緯儀。調整光學經緯儀使其豎軸與管線中心線處于同一平面，固定照準部。上下旋轉光學經緯儀望遠鏡，以望遠鏡在校準裝置探測平面上的瞄準位置線作為管線投影線，在探測平面上進行標記。按照7.2.5定位操作程序確定探測定位點，用鋼直尺測量探測定位點與管線投影線標記之間的定位偏距。重復測量3次，取定位偏距的最大值作為定位偏差，結果保留至厘米（cm）。7.4深度測量誤差在儀器深度測量范圍內選擇大致均勻分布的（3～5）個校準點進行。進行深度測量前，先按照7.2.5定位操作程序進行定位，確定探測定位點。在探測定位點位置，接收機保持垂直，接收機底面與探測平面接觸，采用直讀法讀數(shù)。重復測量深度3次，取平均值作為深度測量結果?i，按照公式（1）計算深度測量誤差δδiδi—第i?i—第i點深度測量結果的平均值Hi—第iD—管線直徑。7.5定位重復性在管線深度為1m左右的校準點進行。采用7.3中的測量方法，重復定位探測9次，分別記錄定位偏距測量值及該定位點位于管線投影線標記的左右側位置。探測定位點分布在管線投影線標記的兩側時，分別取兩側位置的定位偏距最大值，按照公式（2）計算定位重復性。否則，按照公式（3）計算定位重復性。sl=（lsl—定位重復性lmax1—其中一側位置的定位偏距最大值；lmax2—另一側位置的定位偏距最大值。sl=（lsl—定位重復性lmax—定位偏距最大值；lmin—定位偏距最小值。7.6深度測量重復性在管線深度為1m左右的校準點進行。采用7.4中的測量方法，重復測量管線深度9次，按照公式（4）計算深度測量重復性。s?=（s?—深度測量重復性hmax—9次深度測量結果中的最大值；hmin—9次深度測量結果中的最小值。注4：校準項目7.3到7.6應在按7.2.3選擇的不同信號施加方式下分別測量。8校準結果表達經過校準的管線深度測量儀出具校準證書，校準證書應滿足JJF1071-2010中5.12的要求。深度測量誤差的測量結果不確定度評定參考附錄C，校準證書內頁格式參考附錄D。9復校時間間隔由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用狀況、使用者、設備本身質量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據儀器實際使用情況自主決定復校時間間隔。建議復校時間間隔一般為1年。

附錄A校準裝置的要求和參考結構及測量方法A.1校準裝置的要求。A.1.1校準裝置應采用非磁性材料，與目標管線存在明顯的電學性能差異。A.1.2校準裝置應在滿足校準環(huán)境條件的校準場地內使用。A.1.3校準裝置應為固定設施，穩(wěn)定牢固，保證足夠的承重，具有必要的加固結構和安全防護措施。A.1.4校準裝置應有到達各校準位置的臺階通道，便于接收機測量讀數(shù)。A.1.5探測平面應選用透光材料或留有透光孔，便于校準裝置的測量和核查。A.1.6探測平面和管線鋪設平面應為水平平面，平面度不大于5mm，兩平面間的平行度不大于10mm。A.2校準裝置的結構可參考圖A.1和圖A.2，允許使用滿足要求的其它結構形式的校準裝置。探測平面管線深非磁性材料度管線圖A.1校準裝置截面示意圖

圖A.2校準裝置整體結構示意圖A.3校準裝置的測量方法A.3.1探測平面和鋪設平面的平面度采用刀口尺、鋼直尺，經緯儀、全站儀、水準標尺等設備進行測量。A.3.2探測平面到管線鋪設面的距離H用1級手持式激光測距儀或測深鋼卷尺測量。用手持式激光測距儀時，手持式激光測距儀設置前基準模式，前基準面緊靠在透光面或透光孔位置，激光光束反射點位于鋪設平面，兩側位置分別重復測量3次，計算6次測量結果的平均值作為結果。用測深鋼卷尺測量時，測深尺陀通過校準裝置探測平面上的透光通孔與管線鋪設平面正確接觸，在探測平面位置讀取測深鋼卷尺的讀數(shù)，重復測量3次，計算3次測量結果的平均值作為結果。A.3.3探測平面和管線鋪設平面的平行度。在探測面上沿管線走向方向選擇3個測量位置，分別測量探測平面到管線鋪設平面距離，每個位置重復測量3次計算平均值作為測量結果，取3個位置測量結果的最大值與最小值之差為平行度。

附錄B管線鋪設的要求B.1管線應在校準裝置中采用直線方式鋪設，無分支、彎頭、交叉及其他影響校準的干擾因素。B.2管線的鋪設長度應遠大于管線深度，校準位置兩側的管線直線長度應分別不小于該點管線深度的3倍。B.3鋪設后的管線中心線直線度應不大于5mm/m，管線中心線與探測平面的平行度應不大于10mm/m。

附錄C深度測量誤差的測量結果不確定度評定示例C.1測量方法在常溫條件下，在無干擾的校準場地內，使用鋪設單一管線的校準裝置，在儀器深度測量范圍內選擇大致均勻分布的（3～5）個點進行測量，使用直讀法讀數(shù)。C.2模型δ=?δ—深度測量誤差；?H—探測平面到管線鋪設面的距離；D—管線直徑。C.3不確定度傳播率考慮各分量彼此獨立，依據公式uc2δ得：uc2=ch式中:C?=?δ??則：uc=C.4標準不確定度分量計算C.4.1重復性引入的標準不確定度分量uC.重復性引入的標準不確定度分量u在同一深度校準點重復測量深度10次，按照貝塞爾公式計算。s=i=110（x實際取3次測量的平均值作為結果，可得：u?1=s/C.儀器分辨力引起的標準不確定度分量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探測平面到管線鋪設面的距離引入的標準不確定度分量u包括了測量設備示值誤差，探測平面和鋪設平面的平面度、探測平面與管線鋪設平面的平行度帶來的影響。C.4.2.1測量設備示值誤差引入的標準不確定度分量u測量設備為1級手持激光測距儀或測深鋼卷尺。在（0～10）m范圍內，1級手持激光測距儀的示值誤差最大不超過±3.5mm，測深鋼卷尺示值誤差最大不超過±2.0mm。取較大的±3.5mm進行分析，按照均勻分布：uH1=C.4.2.2探測平面的平面度引入的標準不確定度分量u探測平面的平面度造成接收機底面接觸位置不一致。探測平面的平面度不超過5mm，對探測平面到鋪設面距離的影響不超過5mm，按照均勻分布：uH2=5C.4.2.3鋪設平面的平面度引入的標準不確定度分量u鋪設平面的平面度造成手持激光測距儀反射點或測深鋼卷尺測深尺砣接觸位置不一致。鋪設平面的平面度不超過5mm，對探測平面到鋪設面距離的影響不超過5mm，按照均勻分布：uH3=5C.4.2.4探測平面與鋪設平面的平行度引入的標準不確定度分量u校準裝置的平行度造成探測平面到鋪設面距離在不同位置的不一致。校準裝置的平行度不超過10mm，對探測平面到鋪設面距離的影響不超過±10mm，按照均勻分布：uH4=10/3以上3項相互獨立，可得：uH=C.4.3管線直徑引入的標準不確定度分量u包括管線直徑允許偏差、實際溫度對管線直徑的影響C.4.3.1管線直徑允許偏差引入的標準不確定度分量u選用的管線直徑一般在（50～200）mm，實際最大不超過1000mm，管線尺寸偏差按照對應的國家標準要求，一般不超過管線直徑的1.0%，按照