校园校园地下管线探测

1、校园校园地下管线探测技术地下管线探测技术 内容提要内容提要 地下管线探测的必要性地下管线探测的必要性 地下管线探测的发展地下管线探测的发展 地下管线探测方法地下管线探测方法探测地下管线的必要性探测地下管线的必要性Michael Faraday 1791 - 1867地下管线探测的历史地下管线探测的历史1831年年法拉第发现电磁法拉第发现电磁感感应现象应现象1910年年最早将电磁感应用于地下管线探测最早将电磁感应用于地下管线探测地下管线探测的历史地下管线探测的历史1976年年英国英国Electrolocation公司（雷迪公司前身）生产出公司（雷迪公司前身）生产出世界上第一台商业性的双线圈地下管

2、线探测仪世界上第一台商业性的双线圈地下管线探测仪GPR404。地下管线探测的历史地下管线探测的历史地下管线探测的历史地下管线探测的历史1977年年英国雷迪公司推出英国雷迪公司推出C.A.T&Genny。地下管线探测的历史地下管线探测的历史1984年年英国雷迪公司推出英国雷迪公司推出RD600地地下管线探测仪。下管线探测仪。地下管线探测的历史地下管线探测的历史1986年年英国雷迪公司推出英国雷迪公司推出RD400地地下管线探测仪。下管线探测仪。地下管线探测的历史地下管线探测的历史1989年年英国雷迪公司推出英国雷迪公司推出RD400PL地地下管线探测仪。下管线探测仪。地下管线探测的历史地

3、下管线探测的历史1991年年英国雷迪公司推出液晶显示英国雷迪公司推出液晶显示的的RD400PXL和和RD432PDL地下管线地下管线探测仪。探测仪。地下管线探测的历史地下管线探测的历史1994年年英国雷迪公司推出英国雷迪公司推出RD400PXL/PDL2地地下管线探测仪。下管线探测仪。地下管线探测的历史地下管线探测的历史1997年年英国雷迪公司推出英国雷迪公司推出RD400PDL-4地地下管下管线探测仪。线探测仪。地下管线探测的历史地下管线探测的历史2002年年英国雷迪公司推出英国雷迪公司推出RD4000地地下管线探测仪。下管线探测仪。电磁法探测地下管线的原理电磁法探测地下管线的原理 电磁感应

4、原理是电磁法探测地下管线的基电磁感应原理是电磁法探测地下管线的基础。础。 什么是电磁感应？什么是电磁感应？基本电磁感应原理基本电磁感应原理 信号信号 管线上的交流电流在管线管线上的交流电流在管线的周围产生一个交变的电的周围产生一个交变的电磁场。磁场。 这个电磁场我们称之为信这个电磁场我们称之为信号。号。 与电流不同，信号的电磁与电流不同，信号的电磁场不受管线的绝缘层的土场不受管线的绝缘层的土壤的影响。壤的影响。基本电磁感应原理基本电磁感应原理将磁铁插入线圈，磁铁移动时电压计指针偏转将磁铁插入线圈，磁铁移动时电压计指针偏转 基本电磁感应原理表明：导体周围的磁通基本电磁感应原理表明：导体周围的磁通

5、量变化会在导体上产生一个感应电压。量变化会在导体上产生一个感应电压。 交变的磁通量是持续变化的，从而产生一交变的磁通量是持续变化的，从而产生一个相应地交变电压。该原理可以有两方面个相应地交变电压。该原理可以有两方面的应用：的应用：基本电磁感应原理基本电磁感应原理 A) 通过导体上方的交通过导体上方的交变信号发射机产生一变信号发射机产生一个交变电磁场，使导个交变电磁场，使导体处于电磁场从而给体处于电磁场从而给导体施加信号。导体施加信号。 B) 通过放大接收机内通过放大接收机内部的线圈感应到的微部的线圈感应到的微小的电压，探测地下小的电压，探测地下管线上的信号。管线上的信号。交变信号和电容效应交变

6、信号和电容效应 电流必须有完整的回路电流必须有完整的回路。 为什么低压信号可以在对地绝缘良好的管线为什么低压信号可以在对地绝缘良好的管线上产生可探测的电流呢？仪器发射机产生的上产生可探测的电流呢？仪器发射机产生的电压明显无法通过绝缘层。电压明显无法通过绝缘层。 答案就是交变信号的电容效应。答案就是交变信号的电容效应。 信号可以通过电容效应跳过管线的绝缘层。信号可以通过电容效应跳过管线的绝缘层。 管线周围的土壤相当于管线周围存在一个管线周围的土壤相当于管线周围存在一个导电层。导电层。 管线相当于一串连续分布的小电容。管线相当于一串连续分布的小电容。交变信号和电容效应交变信号和电容效应信号检测信号

7、检测 根据电磁感应原理，当交变电磁场通过一根据电磁感应原理，当交变电磁场通过一个线圈时，会产生一个相应的交变电压。个线圈时，会产生一个相应的交变电压。 当线圈内有铁氧体磁当线圈内有铁氧体磁棒时，附近更多的磁棒时，附近更多的磁通量将会通过线圈。通量将会通过线圈。 雷迪公司的天线就是雷迪公司的天线就是采用这种线圈。采用这种线圈。信号检测信号检测 目前的地下管线探测采用以下两种类型的天目前的地下管线探测采用以下两种类型的天线线: 水平天线：水平天线：这种天线在离管线最近而且与管线垂直时响应这种天线在离管线最近而且与管线垂直时响应最大。最大。 垂直天线：垂直天线：垂直天线在管线正上方时磁通量快速下降到

8、零垂直天线在管线正上方时磁通量快速下降到零。信号检测信号检测水平天线水平天线-峰值响应峰值响应峰值响应峰值响应垂直天线垂直天线-谷值响应谷值响应谷值响应谷值响应双天线信号检测和直读法深度测量双天线信号检测和直读法深度测量 对于只有一根管线的简单条件下，用单对于只有一根管线的简单条件下，用单天线地下管线探测仪就可以很轻松地定天线地下管线探测仪就可以很轻松地定位和追踪管线。位和追踪管线。 然而，这简单的情况是很少，尤其是在然而，这简单的情况是很少，尤其是在大城市大城市 在这样的情况下使用单天线地下管线探在这样的情况下使用单天线地下管线探测仪可能非常困难，甚至完全失效。测仪可能非常困难，甚至完全失效

9、。 因此雷迪公司的设备和技术都是以双天线为因此雷迪公司的设备和技术都是以双天线为基础，采用两个间距为基础，采用两个间距为400mm的水平天线的水平天线检测同一个信号，具有以下的优点：检测同一个信号，具有以下的优点： 响应更窄用于精确定位响应更窄用于精确定位 抗干扰抗干扰 无线电工作模式无线电工作模式 直读法深度测量直读法深度测量双天线信号检测和直读法深度测量双天线信号检测和直读法深度测量1. 直连法直连法2、夹钳法、夹钳法3、感应法、感应法 注 意在使用过程中首选直连法 次选夹钳法 再选感应法深度探测深度探测1、直读法深度测量、直读法深度测量2、70%法深度测量法深度测量施加发射机信号施加发射

10、机信号直连法直连法1、将直连导线与管线连接好，打、将直连导线与管线连接好，打开发射机电源，注意输出电流的大开发射机电源，注意输出电流的大小小(RD400电流电流8MA， RD4000电电流流10MA ）。2、并且电流值要稳定（不变动、不闪动、并且电流值要稳定（不变动、不闪动），如果不稳定说明接触不好，输出电），如果不稳定说明接触不好，输出电流回路不好，流回路不好，办法：除去连接处的铁锈办法：除去连接处的铁锈或脏物，在接地棒处加些水。或脏物，在接地棒处加些水。3、尽量将电流施加到要探测的目尽量将电流施加到要探测的目标管段上标管段上探测技术探测技术有时大部分电流流向不需要探测的有时大部分电流流向不

11、需要探测的部分。部分。这种情况下可以移动接地棒的位这种情况下可以移动接地棒的位置强迫信号流向需要的方向。置强迫信号流向需要的方向。 4、接地点到管线的垂直距离最好大于3米，接地点越远，探测的距离越远。 5、接收机尽量不要在接地点附近探测。施加发射机信号施加发射机信号感应法感应法在没有连接点的情况下可以使用感应法施加信号。在没有连接点的情况下可以使用感应法施加信号。可能的话尽量使用直连法，因为直连可能的话尽量使用直连法，因为直连法的效果更好。法的效果更好。打开发射机就可以把信号施加到管打开发射机就可以把信号施加到管线上，简单快捷。线上，简单快捷。不幸的是信号同时也会加到别的管线不幸的是信号同时也

12、会加到别的管线上，因此探测精度不太好。管线深度上，因此探测精度不太好。管线深度不能超过不能超过2米。米。探测技术探测技术施加发射机信号施加发射机信号感应法感应法发射机正下方且与发射机方向一至的发射机正下方且与发射机方向一至的管线的信号最大，所以施加信号之前管线的信号最大，所以施加信号之前知道管线的准确位置和走向是非常重知道管线的准确位置和走向是非常重要的。要的。侧放发射机可以使其正下方的管线的侧放发射机可以使其正下方的管线的信号最小。信号最小。这样可以在管线密集的情况下更好地这样可以在管线密集的情况下更好地识别管线。识别管线。探测技术探测技术施加发射机信号施加发射机信号感应法感应法不要在离发射

13、机不要在离发射机10米以内使用接米以内使用接收机收机。在这个离以内接收机可能接收到在这个离以内接收机可能接收到直接从发射机发射出来的信号（直接从发射机发射出来的信号（一次场）。一次场）。探测技术探测技术施加发射机信号施加发射机信号夹钳法夹钳法夹钳法是给电缆施加信号的一种很方便的方法。夹钳法是给电缆施加信号的一种很方便的方法。连接好夹钳后打开发射机电源。电连接好夹钳后打开发射机电源。电缆的两边必需接地。缆的两边必需接地。不要在没有绝缘的带电导体上使用夹钳法。不要在没有绝缘的带电导体上使用夹钳法。被夹上的电缆信号最强。被夹上的电缆信号最强。探测技术探测技术施加发射机信号施加发射机信号夹钳法夹钳法给

14、金属管道使用夹钳法要注意绝给金属管道使用夹钳法要注意绝缘法兰，缘法兰，注意电流回路，在没有注意电流回路，在没有电流回路的管段施加信号没有效电流回路的管段施加信号没有效果果。夹钳法用感应的原理得到与直夹钳法用感应的原理得到与直连相近的效果，而不需要与管连相近的效果，而不需要与管线电性接触。线电性接触。探测技术探测技术追踪管线追踪管线开始时将接收机灵敏度调至最高，以发射机为中心，沿开始时将接收机灵敏度调至最高，以发射机为中心，沿6米为半径的圆弧进行探测，记下每一个峰值点，并比较米为半径的圆弧进行探测，记下每一个峰值点，并比较每个点的信号强度。每个点的信号强度。注意：如果不是特别说明，接收机总是调到

15、峰值模式注意：如果不是特别说明，接收机总是调到峰值模式探测技术探测技术追踪管线追踪管线谷值模式谷值模式谷值模式可加快追踪管线的速度，左右移动接谷值模式可加快追踪管线的速度，左右移动接收机，管线正上方将得到谷值响应，液晶显示收机，管线正上方将得到谷值响应，液晶显示器将显示出指向管线位置的左右箭头。器将显示出指向管线位置的左右箭头。峰值模式峰值模式峰值法的精度和抗干扰能力高于谷值法，左右峰值法的精度和抗干扰能力高于谷值法，左右移动接收机，管线正上方将得到峰值响应，移动接收机，管线正上方将得到峰值响应，探测技术探测技术如果响应突然下降，停下来，调高灵敏如果响应突然下降，停下来，调高灵敏度，以下降点为

16、中心，沿半径为两步的度，以下降点为中心，沿半径为两步的圆弧走动。圆弧走动。追踪管线追踪管线管线可能改变了方向、管线可能改变了方向、或是有三通、四通、变或是有三通、四通、变径，径，也可能是深度增大也可能是深度增大了了办法：调高接收机增益办法：调高接收机增益或或发射机发射机跨过此处探测跨过此处探测探测技术探测技术可能有三通。可能有三通。如果信号完全消失，可如果信号完全消失，可能到了管线的终点。能到了管线的终点。追踪管线追踪管线如果信号变得模糊，而且散布范围大如果信号变得模糊，而且散布范围大，管线可能进入了钢筋网，将接收机，管线可能进入了钢筋网，将接收机提高提高50cm并减小增益，继续追踪。并减小增益，继续追踪。探测技术探测技术追踪管线追踪管线探测形三通探测形三通探测技术探测技术精确定位精确定位a) 横过管线移动接收机，确定响应最大的点。横过管线移动接收机，确定响应最大的点。b) 原地转动接收机，当响应最大时停下来。原地转动接收机，当响应最大时停下来。c) 保持接收机垂直地面，在管线上方左右移动接保持接收机垂直地面，在管线上方左右移动接收机，在响应最大的地方停下来。收机，在响应最大的地方停下来。探测技术探测技术精确定位精确定位用谷值法