RD8000地下管线探测技术S

1、 Radiodetection 2000地下管线探测技术地下管线探测技术 雷迪雷迪 ( (英国英国) ) 有限公司有限公司 Radiodetection 2000内容提要内容提要 探测地下管线的方法技术探测地下管线的方法技术 电磁法探测地下管线的历史电磁法探测地下管线的历史 电磁法探测地下管线的原理电磁法探测地下管线的原理 探测技术探测技术 Radiodetection 2000探测地下管线的方法技术探测地下管线的方法技术 现有资料收集（管线调查）现有资料收集（管线调查） 探地雷达探地雷达 (GPR) 声学探测声学探测 红外线成像红外线成像 扎探扎探 充气检测法充气检测法 电磁感应法电磁感应法

2、 Radiodetection 2000目前通用的探测技术方法目前通用的探测技术方法 1、金属管线、金属管线 电磁感应法电磁感应法 2 、非金属管线、非金属管线探地雷达探地雷达 (GPR） Radiodetection 2000 GPR（探地雷达）探地雷达） 探地雷达是探测非金探地雷达是探测非金属管线属管线 的一种有效的的一种有效的方法。方法。 探地雷达也可以用于探地雷达也可以用于地下的结构和物体的地下的结构和物体的探测。探测。方法技术方法技术 Radiodetection 2000 GPR（探地雷达）的问题探地雷达）的问题 复杂复杂 需要专业的资料解释需要专业的资料解释 对土壤条件要求高对土

3、壤条件要求高 设备较庞大设备较庞大方法技术方法技术 Radiodetection 2000 声学探测声学探测 通常用于漏水探测通常用于漏水探测 该方法可用于塑料自来水该方法可用于塑料自来水和煤气管道的追踪。和煤气管道的追踪。 还可以用于电力电缆故障还可以用于电力电缆故障的定位。的定位。方法技术方法技术 Radiodetection 2000 红外线成像红外线成像 地下管线与周围土壤的温地下管线与周围土壤的温度不同。度不同。 该技术在排水管道漏点定该技术在排水管道漏点定位方面有专业的应用。也位方面有专业的应用。也可以用于供热管道的漏点可以用于供热管道的漏点定位。定位。方法技术方法技术 Radio

4、detection 2000 扎探扎探 最原始的探测方法，还最原始的探测方法，还不能称其为技术。不能称其为技术。 操作简单是其唯一的优操作简单是其唯一的优点。点。方法技术方法技术 Radiodetection 2000 电磁感应法探测电磁感应法探测 该方法已经成为目前定该方法已经成为目前定位和追踪地下管线通用位和追踪地下管线通用的的方法。的的方法。 该方法的优点为是能够该方法的优点为是能够提供有关地下管线的各提供有关地下管线的各种资料，这都是其它方种资料，这都是其它方法无法比拟的。法无法比拟的。方法技术方法技术 Radiodetection 2000 电磁法探测的缺点电磁法探测的缺点 该方法的

5、最在缺点就是不能探测非金属管线，该方法的最在缺点就是不能探测非金属管线，如：塑料管和水泥管。如：塑料管和水泥管。 这种问题可以通过埋没示踪金属线（带）得到这种问题可以通过埋没示踪金属线（带）得到解决。解决。方法技术方法技术 Radiodetection 2000电磁法探测地下管线的优点电磁法探测地下管线的优点* * 可追踪和识别各种类型的金属管线可追踪和识别各种类型的金属管线* * 非侵入式探测，没有破坏性非侵入式探测，没有破坏性* * 工作效率高工作效率高* * 可在地面测量管线埋深可在地面测量管线埋深* * 探测设备体积小，便于携带探测设备体积小，便于携带* * 适用于各种土壤条件，甚至可

6、在水下探测适用于各种土壤条件，甚至可在水下探测方法技术方法技术 Radiodetection 2000Michael 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 Radiodetection 20001910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 Radiodetection 20001976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线探测仪世界上第一台商业性的双

7、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 Radiodetection 2000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。 Radiodetection 2000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。 Radiodetection 2000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。 Radiodetection 2000地下管线探测的历史地下管

8、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。 Radiodetection 2000地下管线探测的历史地下管线探测的历史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。 Radiodetection 2000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。 Radiodetection 2000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

9、公司推出RD400PDL-4地地下管下管线探测仪。线探测仪。 Radiodetection 2000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。 Radiodetection 2000RD4000的技术先进性的技术先进性 1、继承了RD系列仪器的优点，是RD400的改进型 2、是目前世界上最先进的管线定位仪 3、具有INTERNET互联网接入功能网上诊断、网上升级、网上下载频率 4、超强的发射功率10W，探测得更深 5、增加了单线圈功能，探测得更深 Radiodetection 2000电磁法探测地下管线的原理电磁

10、法探测地下管线的原理 电磁感应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？ Radiodetection 2000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。 Radiodetection 2000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

11、铁插入线圈，磁铁移动时电压计指针偏转 Radiodetection 2000 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 Radiodetection 2000 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

12、导体施加信号。导体施加信号。 Radiodetection 2000 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。 Radiodetection 2000交变信号和电容效应交变信号和电容效应 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

13、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。 Radiodetection 2000 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 Radiodetection 2000信号检测信号检测 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。 Radiodetection 2000 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

14、，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 Radiodetection 2000 目前的地下管线探测采用以下两种类型目前的地下管线探测采用以下两种类型的天线的天线: 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这种天线在离管线最近而且与管线垂直时响应最大。响应最大。 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垂直天线在管线正上方时磁通量快速下降到零。到零。信号检测信号检测 Radiodetection 2000水平天线水平天线-峰值响应峰值响应峰值响应峰值响应 Radiodet

15、ection 2000垂直天线垂直天线-谷值响应谷值响应谷值响应谷值响应 Radiodetection 2000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。 Radiodetection 2000 因此

16、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 Radiodetection 2000响应更窄用于精确定位响应更窄用于精确定位 Radiodetection 2000抗干扰抗干扰 双天线接收信号最明显的优势是可以对比和双天线接收信号最明显的优势是可以对比和分析上下

17、两个线圈的输出，只保留底天线分析上下两个线圈的输出，只保留底天线 比比顶天线强的信号，因此双天线仪器在单天线顶天线强的信号，因此双天线仪器在单天线仪器无法工作的强干扰区域也有很好的探测仪器无法工作的强干扰区域也有很好的探测效果，如：空中的高压电线的区域。效果，如：空中的高压电线的区域。 Radiodetection 2000 双天线系统使探测再次辐射甚低频（双天线系统使探测再次辐射甚低频（VLF）信号的管线成为可能。无线电信号穿过土信号的管线成为可能。无线电信号穿过土壤感应到地下管线上。双天线可以消除顶壤感应到地下管线上。双天线可以消除顶天线和底天线响应相等的背景信号，只接天线和底天线响应相等

18、的背景信号，只接收管线再次辐射出来的底天线收管线再次辐射出来的底天线 响应比较强响应比较强的信号。的信号。无线电工作模式无线电工作模式 Radiodetection 2000无源信号探测无源信号探测 Radiodetection 2000电力信号电力信号 (50/60Hz) Radiodetection 2000甚低频（甚低频（VLF）长波无线电信号长波无线电信号 Radiodetection 2000有源信号探测（信号施加）有源信号探测（信号施加） 有源信号是通过发射机给地下管线施有源信号是通过发射机给地下管线施加的交变信号，有三促施加信号的方加的交变信号，有三促施加信号的方法法: 直连法直

19、连法 感应法感应法 夹钳法夹钳法 Radiodetection 20001. 直连法直连法 Radiodetection 20002、夹钳法、夹钳法 Radiodetection 20003、感应法、感应法 Radiodetection 2000 注 意在使用过程中首选直连法 次选夹钳法 再选感应法 Radiodetection 2000深度探测深度探测 Radiodetection 20001、直读法深度测量、直读法深度测量 Radiodetection 20002、70%法深度测量法深度测量 Radiodetection 2000电流测量电流测量 (CM) Radiodetection 2

20、000电流测量电流测量 (CM) Radiodetection 2000 电流方向识别是雷迪公司电流方向识别是雷迪公司特有的专利技术，在管线特有的专利技术，在管线复杂的区域可以提供更多复杂的区域可以提供更多的信息。的信息。 工作原理工作原理? 通过对比同时施加在管通过对比同时施加在管线上的两种频率的信号线上的两种频率的信号的相位关系识别电流方的相位关系识别电流方向。向。电流方向电流方向 (CD) Radiodetection 2000 工作原理工作原理? 电流方向（电流方向（CD）信号是信号是由两种由两种 频率组成，如：频率组成，如：320/640Hz，同时施加到同时施加到目标管线上。目标管线

21、上。 接收机在信号施加点附近接收机在信号施加点附近探测该信号并进行电流方探测该信号并进行电流方向复位。向复位。 把该点信号的相位关系做把该点信号的相位关系做为参考保存下来。为参考保存下来。电流方向电流方向 (CD) Radiodetection 2000 如果信号耦合到了邻如果信号耦合到了邻近的其它管线上，这近的其它管线上，这两种频率之间的相位两种频率之间的相位关系将会发生变化。关系将会发生变化。 接收机将信号与参考接收机将信号与参考信号进行比较并确定信号进行比较并确定是否一致。是否一致。电流方向电流方向 (CD) Radiodetection 2000 接收机的显示屏用向接收机的显示屏用向前

22、或向后的箭头指示前或向后的箭头指示管线的电流方向。管线的电流方向。电流方向电流方向 (CD) Radiodetection 2000施加发射机信号施加发射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

23、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 Radiodetection 2000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。 Radiodetection 2000 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。 Radiodetection 2000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

24、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 Radiodetection 2000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

25、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 Radiodetection 2000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 Radiodetection 2000施加

26、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 Radiodetection 2000施加发射机信号施加发射机信号夹钳法夹钳法给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

27、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 Radiodetection 2000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 Radiodetection 2000追踪管线追踪管线

28、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 Radiodetection 2000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，以下降点为中心，沿半径为两步的度，以下降点为中心，沿半径

29、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 Radiodetection 2000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

30、续追踪。探测技术探测技术 Radiodetection 2000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 Radiodetection 2000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 Radiodetection 2000精确定位精确定位用谷值法验证峰值法定位的准确性用谷值法验证峰值法定

31、位的准确性探测技术探测技术 Radiodetection 2000直读法测深直读法测深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,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测深时应对大口径管测深时应注意管顶埋深与中心注意管顶埋深与中心埋深的差异埋深的差异对于可疑的测深，可以将接收机提高对于可疑的测深，可以将接收机提高50cm再测一次，如果测量值增加量与提高的高再测一次，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的度相同，则可以确定测深是准确的探测技术探测技术 Radiodetection 2000不要在弯头和三通附近测深不要在弯头和三通附近测深

32、至少离开弯头或三通五步至少离开弯头或三通五步在用感应法施加信号的情况下测深时在用感应法施加信号的情况下测深时，至少要离开发射机，至少要离开发射机10米米这样才可以消除发射机一次场的影响这样才可以消除发射机一次场的影响通过比较顶天线和底天线的信号强度，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直读法测深直读法测深探测技术探测技术 Radiodetection 2000盲探盲探无源搜索无源搜索调到电力（调到电力（Power）模式在探测区域内作网格模式在探测区域内作网格的搜索，确保找到所有带有电力信号的管线。的搜索，确保找到所有带有电力信号的管线。

33、 无源网格搜索无源网格搜索调到无线电（调到无线电（Radio）模式作同样的网格模式作同样的网格搜索以找出其它的管线。搜索以找出其它的管线。探测技术探测技术 Radiodetection 2000盲探盲探有源搜索有源搜索有源搜索有源搜索用感应法施加信号用感应法施加信号两人至少距离两人至少距离20步步沿四个方向走动以确保找到所沿四个方向走动以确保找到所有金属管线。有金属管线。探测技术探测技术 Radiodetection 2000频率选择频率选择LF低频信号主要用于追踪和识别长距离管线，不容易低频信号主要用于追踪和识别长距离管线，不容易感应到其它管线上。感应到其它管线上。但接收机对其响应也较弱。而且容易受但接收机对其响应也较弱。而且容易受50Hz的谐的谐波干扰。波干扰。探测技术探测技术 Radiodetection 2000频率选择频率选择8kHz直连法最常用的频率。直连法最常用的频率。但使用感应法时，对于直径较小的管线（如：通信电但使用感应法时，对于直径较小的管线（如：通信电缆）感应能力不够。缆）感应能力不够。探测技术探测技术 Radiodetection 2000频率选择频率选择33kHz主要用于感应法。主要用于感应法。但也容易感应到干扰管线上，而且传播距离较短。但也容易感应到干扰管线上，而且传播距离较