金属管线探测技术(培训用)

1、一一 基本原理部分基本原理部分发射机的功能发射机的功能向管线加载一特定频率的信号向管线加载一特定频率的信号交变电流或交变磁场。交变电流或交变磁场。接收机的功能接收机的功能在地面接收管线电流产生的在地面接收管线电流产生的特殊频率的磁场信号特殊频率的磁场信号工作方法工作方法4直连法（交变电流）直连法（交变电流）4夹钳法（交变磁场）夹钳法（交变磁场）4感应法（交变磁场）感应法（交变磁场）4峰值法（水平分量垂向差值）峰值法（水平分量垂向差值）4极大值法极大值法(水平分量水平分量) 4谷值法（垂直分量）谷值法（垂直分量）接收机的检测原理接收机的检测原理接收线圈的三种组合接收线圈的三种组合用于检测管线用于

2、检测管线磁场垂直分量磁场垂直分量用于检测管线磁场用于检测管线磁场水平分量的垂向差水平分量的垂向差值（峰值法）以及值（峰值法）以及直读测深直读测深下水平线圈下水平线圈用于检测管线磁场水用于检测管线磁场水平分量平分量 接收机天线定位接收机天线定位4峰值法峰值法 双水平天线双水平天线4谷值法谷值法 单垂直天线单垂直天线4宽峰法宽峰法 单水平天线单水平天线4单天线模式探测的灵敏度高但响应范围宽单天线模式探测的灵敏度高但响应范围宽4双天线模式频率选择性好，响应范围窄，双天线模式频率选择性好，响应范围窄，灵敏度低灵敏度低4响应能力指接收机探测一个频点信号的敏响应能力指接收机探测一个频点信号的敏感度感度管线

3、探测原理管线探测原理:管线磁场的水平分量的分布曲线管线磁场的水平分量的分布曲线曲线特征：在管曲线特征：在管线正上方取得极线正上方取得极大值，向管线两大值，向管线两侧递减，呈现小侧递减，呈现小大大小的信号小的信号变化变化。利用管线磁场水平分量定位管线利用管线磁场水平分量定位管线4窄峰值法特点：利用两个水平线圈检测，检测窄峰值法特点：利用两个水平线圈检测，检测信号为水平磁场的梯度。信号变化明显，灵敏度信号为水平磁场的梯度。信号变化明显，灵敏度低而信噪比高，不易受浅层及旁侧干扰影响。定低而信噪比高，不易受浅层及旁侧干扰影响。定位精度高，采用位精度高，采用70%70%法测深较为准确，直读法用法测深较为

4、准确，直读法用于估计管线大概深度。用于经常性探测。于估计管线大概深度。用于经常性探测。利用管线磁场水平分量定位管线利用管线磁场水平分量定位管线4宽峰值法特点：仅利用一个下水平线圈检测。宽峰值法特点：仅利用一个下水平线圈检测。显示不如谷值法直观，信号变化亦不明显，灵敏显示不如谷值法直观，信号变化亦不明显，灵敏度较窄峰值法而信噪比低，受干扰影响程度亦介度较窄峰值法而信噪比低，受干扰影响程度亦介于两者之间。可采用于两者之间。可采用80%法或法或50%法测深，用于法测深，用于探测深部管线。探测深部管线。管线探测原理：管线探测原理：管线磁场的垂直分量的分布曲线管线磁场的垂直分量的分布曲线曲线特征：曲线特

5、征：在管线正上在管线正上方取得极小方取得极小值，在管线值，在管线两侧分别出两侧分别出现极大值现极大值。利用管线磁场垂直分量定位管线利用管线磁场垂直分量定位管线4特点：显示直观灵敏度高而信噪比低，易受旁侧干扰影响特点：显示直观灵敏度高而信噪比低，易受旁侧干扰影响4只能用于简单条件下，无邻近干扰或距离干扰物较远只能用于简单条件下，无邻近干扰或距离干扰物较远4可用于快速追踪管线走向，以及在信号较弱时追踪管线可用于快速追踪管线走向，以及在信号较弱时追踪管线4可采用可采用45%45%法和直读法测深。法和直读法测深。管道定深方法：直读法管道定深方法：直读法用于估计管线的大致深度用于估计管线的大致深度仅在无

6、干扰条件下准确，存在旁侧干扰时深度值仅在无干扰条件下准确，存在旁侧干扰时深度值可能是错误的可能是错误的 只有在有源方式下测深才是准确的只有在有源方式下测深才是准确的新的新的RD4000在电力信号检测模式在电力信号检测模式 具有直读测深功能具有直读测深功能 测量的深度是管线的中心埋深测量的深度是管线的中心埋深 对大口径管道，测深对大口径管道，测深时，应注意管顶埋深与时，应注意管顶埋深与中心埋深的差异。中心埋深的差异。 对于可疑的测深数据，可以将接收机提对于可疑的测深数据，可以将接收机提高高50cm再测一次，如果测量值增加量与再测一次，如果测量值增加量与提高的高度相同，则可以确定测深是准确提高的高

7、度相同，则可以确定测深是准确的的。深度测量深度测量 不要在弯头和三通不要在弯头和三通5m内测量内测量深度。深度。 采用感应法测深时，至少要离开发采用感应法测深时，至少要离开发射机射机30步这样才可以消除发射机一次步这样才可以消除发射机一次场的影响场的影响 通过比较顶天线和底天线的信号强通过比较顶天线和底天线的信号强度，接收机的软件将计算出管线的深度，接收机的软件将计算出管线的深度度深度测量技术深度测量技术在管道正上方测量深度,偏移管道中心会产生误差可以用峰值法和谷值法分别测量深度如有干扰选用70法定位深度深度测量技术深度测量技术管道埋深测量：管道埋深测量：70%法，定深的准确法，定深的准确方法

8、方法雷迪专利测深技术雷迪专利测深技术70%法精法精确测量管确测量管线埋深，线埋深，定深误差定深误差小于埋深小于埋深的的10%。其他测深方法其他测深方法4第三种：第三种：80%法，单水平线圈法，单水平线圈 （理想条件下准确，需修正）（理想条件下准确，需修正）4第四种：第四种：50%法，单水平线圈法，单水平线圈 （理想条件下准确，需修正）（理想条件下准确，需修正）4第五种：第五种：45%法，单垂直线圈法，单垂直线圈 （仅适用于简单条件，抗干扰能力差）（仅适用于简单条件，抗干扰能力差）技术与方法技术与方法连接法连接法 将直连线与管线和土壤分别连接将直连线与管线和土壤分别连接好，尽可能降低连接点电阻。

9、以发好，尽可能降低连接点电阻。以发射机射机管线管线大地大地发射机作为电发射机作为电流回路流回路,输出信号为交变电流。打输出信号为交变电流。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（应超过小（应超过100mA）。）。 如果接触不好，输出电流太小如果接触不好，输出电流太小(100mA以下以下)。此时应除去连接。此时应除去连接处的铁锈或降低接地电阻。处的铁锈或降低接地电阻。 调节发射机增益，宜以较小电流开调节发射机增益，宜以较小电流开始工作，必要时逐渐加大电流值。工始工作，必要时逐渐加大电流值。工作频率宜选用作频率宜选用32.8KHz，次选，次选8.19KHz。最小收发距：最

10、小收发距：2M2M。最大收发距取决于电流回路电阻。最大收发距取决于电流回路电阻。夹钳感应法夹钳感应法4利用感应线圈（夹钳）使感应磁场更为集中。利用感应线圈（夹钳）使感应磁场更为集中。激发效率介于连接法与感应法之间。适用于探激发效率介于连接法与感应法之间。适用于探测电缆和小口径管道。测电缆和小口径管道。4在高阻点及开路点处在高阻点及开路点处 应进行接地处理。应进行接地处理。4最小收发距：最小收发距：5M。直接夹于目标管道直接夹于目标管道直接夹于目标电缆直接夹于目标电缆连通法兰夹于其一侧连通法兰夹于其一侧夹钳感应法（夹钳感应法（3）4给金属管道使用夹钳法要注意绝缘法兰。并采给金属管道使用夹钳法要注

11、意绝缘法兰。并采取措施，使绝缘相通。取措施，使绝缘相通。4夹钳法用感应的原理得到与直连相近的效果，夹钳法用感应的原理得到与直连相近的效果，而不需要与管线电性接触。而不需要与管线电性接触。4最为常用。可能的话尽量使用最为常用。可能的话尽量使用 直连法，因为直连法的效果更好。直连法，因为直连法的效果更好。4在没有连接点的情况下使用感应法在没有连接点的情况下使用感应法 施加信号。施加信号。4将发射机放在管线上方，轴线方向将发射机放在管线上方，轴线方向 与管线走向平行，信号同样可以施与管线走向平行，信号同样可以施 加到管线上。感应法加载信号简单加到管线上。感应法加载信号简单 快捷，输出信号为交变磁场（

12、一次快捷，输出信号为交变磁场（一次 场）。场）。4采用感应法，应尽量减小激发距离，采用感应法，应尽量减小激发距离， 发射机应尽可能靠近管线，。发射机应尽可能靠近管线，。感应法感应法感应法（感应法（2） 发射机正下方、与发射机方发射机正下方、与发射机方向一致且距离发射机最近的向一致且距离发射机最近的管线感应信号最大。管线感应信号最大。 侧放发射机可以使其正侧放发射机可以使其正下方的管线的信号最小。下方的管线的信号最小。对于管线密集埋设，采用对于管线密集埋设，采用上面两种方法，有利于识上面两种方法，有利于识别目标识别管线。别目标识别管线。感应法（感应法（2） 采用感应法一般不要在发射采用感应法一般

13、不要在发射机机20米范围以内使用接收机，米范围以内使用接收机，此信号的信噪比较低，主要为此信号的信噪比较低，主要为发射机一次磁场信号。发射机一次磁场信号。尽量避免用感应法直读测深，如尽量避免用感应法直读测深，如无选择，发射机的位置要离开深无选择，发射机的位置要离开深度测量点度测量点30m远。远。 将接收机指向发射机，如果响应将接收机指向发射机，如果响应增大，减小输出功率或者远离发射增大，减小输出功率或者远离发射机。如果响应减小，则表示接收到机。如果响应减小，则表示接收到的是地下管线的信号。的是地下管线的信号。感应法（感应法（3）4感应法具有广泛应用感应法具有广泛应用4多种线圈激发方式：多种线圈

14、激发方式： 水平线圈激发水平线圈激发垂直线圈激发垂直线圈激发倾斜线圈激发倾斜线圈激发4多种激发点选择：差异性激发方法多种激发点选择：差异性激发方法4多种收发模式的组合多种收发模式的组合无源检测方法的应用无源检测方法的应用4电力信号电力信号 检测信号检测信号 为电力线本身具有的为电力线本身具有的50/60 HZ频率磁场。频率磁场。 检测目的：带电电缆和检测目的：带电电缆和 埋深较小的钢管。埋深较小的钢管。4无线电信号无线电信号 检测信号检测信号 为国外长波电台的微波通为国外长波电台的微波通 讯信号对某些导电性好的讯信号对某些导电性好的 电缆线或钢管的耦合磁场电缆线或钢管的耦合磁场 信号。检测效果

15、较电力信信号。检测效果较电力信 号方式差。号方式差。4两种无源检测方式仅两种无源检测方式仅用于用于 实地调查后的初步查找。实地调查后的初步查找。 不能用于精确定位和定深。不能用于精确定位和定深。 确定管线位置后原地转动接收机，确定管线位置后原地转动接收机，注意观察读数的变化。注意观察读数的变化。 接收机与管线走向平行时，读数最小。接收机与管线走向平行时，读数最小。 接收机与管线走向垂直时，读接收机与管线走向垂直时，读数最大。数最大。管线走向的确定管线走向的确定 用峰值法找到管线的位置，数字大用峰值法找到管线的位置，数字大的点为管道的位置。的点为管道的位置。 把接收机调到谷值法，沿着管线走把接收

16、机调到谷值法，沿着管线走动并左右移动接收机。箭头对中的点动并左右移动接收机。箭头对中的点就是管道的位置。就是管道的位置。 连续跟踪管线的走向，采用谷值法连续跟踪管线的走向，采用谷值法摆动接收机并沿管线方向前进。摆动接收机并沿管线方向前进。 如果响应突然下降，停下来，如果响应突然下降，停下来，调高灵敏度，并在信号消失或调高灵敏度，并在信号消失或衰减附近以半径为衰减附近以半径为2m 的圆继的圆继续搜寻目标管线。续搜寻目标管线。管线定位管线定位管线精确定位管线精确定位 精确定位时，峰值与谷值一精确定位时，峰值与谷值一致，定位准确致，定位准确 峰值谷值不一致，精确定峰值谷值不一致，精确定位也不准确位也

17、不准确磁场曲线两侧不对称，表明磁场曲线两侧不对称，表明存在旁侧干扰。定位定深可存在旁侧干扰。定位定深可能出现误差。能出现误差。 两个位置都偏向一侧时，管两个位置都偏向一侧时，管线真实位置更接近峰值位置线真实位置更接近峰值位置 管线位于峰值另一边时，管线位于峰值另一边时，距峰值的距离为距峰值的距离为D值之半值之半 管线可能改变了方向。管线可能改变了方向。 措施：划圆搜索。措施：划圆搜索。 也可能是深度增大了。也可能是深度增大了。 措施：调高增益。措施：调高增益。管线搜索：管线搜索：目标管线消失的原因目标管线消失的原因 可能有三通。措施：划圆搜索。可能有三通。措施：划圆搜索。 如果信号完全消失，可

18、能到如果信号完全消失，可能到了管线的终点。了管线的终点。 如果信号变得模糊，而且如果信号变得模糊，而且散布范围大，管线可能进入散布范围大，管线可能进入了钢筋网。了钢筋网。 措施：将接收机提高措施：将接收机提高50cm并减小增益，继续追踪。并减小增益，继续追踪。管线搜索：管线搜索：目标管线消失的原因目标管线消失的原因特殊加载方法特殊加载方法 双端连接法：有条件的话用直连线将两阀门相连，信号效果最佳。 双夹钳法双夹钳法：采用双夹钳法：采用双夹钳法使管线定位可靠准确使管线定位可靠准确 平移搜索（两人搜索）平移搜索（两人搜索）是用于探测未知管道的是用于探测未知管道的一门技术一门技术 圆周搜索：一个人操

19、作圆周搜索：一个人操作发射机，另一个人操作发射机，另一个人操作接收机，做平行或划圆接收机，做平行或划圆移动移动不明管线的搜索查找不明管线的搜索查找深度测量：深度测量：70%法法 管线密集区域识别目标管线密集区域识别目标管线管线。 提供管线绝缘情况的资提供管线绝缘情况的资料。电流衰减越快，管线料。电流衰减越快，管线绝缘性越差。绝缘性越差。电流测量的用途电流测量的用途电流方向测量的用途电流方向测量的用途用于从密集用于从密集分布管线中分布管线中区分与识别区分与识别目标管线目标管线 管线远离发射机，电流会随着管线远离发射机，电流会随着衰减。衰减程度取决于管线绝缘衰减。衰减程度取决于管线绝缘状况和土壤状

20、况。状况和土壤状况。 在管线密集区域用峰值响应在管线密集区域用峰值响应识别目标管线可能出现错误。识别目标管线可能出现错误。 测量并对比各管线的电流测量并对比各管线的电流大小，使我们能找出正确的大小，使我们能找出正确的管线管线电流测量技术电流测量技术 正常情况下管线中的电正常情况下管线中的电流衰减是比较平缓的流衰减是比较平缓的 电流的突然下降表明管线有电流的突然下降表明管线有破损或分支。破损或分支。电流测量技术电流测量技术等效电流随距离加大正常衰减深度变大磁场减小但电流不变埋深小的管道上磁场信号强目标管上的等效电流大三通点上等效电流之和为零防腐层破损点上有同样的结果电流方向电流方向 为目标管线施

21、加信号的为目标管线施加信号的同时同时,也会感应到临近的也会感应到临近的管线上管线上. 目标管线电流与临近目标管线电流与临近管道感应电流方向相反管道感应电流方向相反 在管道密集区域采用电流方向功能在管道密集区域采用电流方向功能,可可以识别目标管线以识别目标管线 在管线密集区域应用电流方向，在管线密集区域应用电流方向，识别目标管线。识别目标管线。 用直连法施加信号用直连法施加信号,确定确定目标管线中电流方向。目标管线中电流方向。 感应到邻近的管线上电流与目标感应到邻近的管线上电流与目标管线电流相反。管线电流相反。 频率的选择将直接影响到信号频率的选择将直接影响到信号传播距离和管线识别的能力。传播距

22、离和管线识别的能力。 频率越高传播距离越短。频率越高传播距离越短。 频率越高，管线的对地阻抗越小。频率越高，管线的对地阻抗越小。频频 率率频率高的信号有以下的优点：频率高的信号有以下的优点： 从地面直接把信号感应到管线从地面直接把信号感应到管线上。上。 对于短距离探测，可以增大输出电流。对于短距离探测，可以增大输出电流。有利于识别管线。有利于识别管线。 在管道接头处高频信号比较容易通在管道接头处高频信号比较容易通过绝缘接头。过绝缘接头。 缺点：频率高度信号耗电量大缺点：频率高度信号耗电量大 频率越高，信号越容易感应到邻近频率越高，信号越容易感应到邻近管线，识别单根管线的能力效果就差。管线，识别单根管线的能力效果就差。 管线直径：管径越大，传播管线直径：管径越大，传