RD地下管线探测技术S

地下管线探测技术

雷迪(英国)有限公司

主讲：杨文胜内容提要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原理探测技术探测地下管线的方法技术现有资料收集（管线调查）探地雷达(GPR)声学探测红外线成像扎探充气检测法电磁感应法目前通用的探测技术方法1、金属管线——电磁感应法2、非金属管线——探地雷达(GPR）GPR（探地雷达）探地雷达是探测非金属管线的一种有效的方法。探地雷达也可以用于地下的结构和物体的探测。方法技术GPR（探地雷达）的问题复杂需要专业的资料解释对土壤条件要求高设备较庞大方法技术声学探测通常用于漏水探测该方法可用于塑料自来水和煤气管道的追踪。还可以用于电力电缆故障的定位。方法技术红外线成像地下管线与周围土壤的温度不同。该技术在排水管道漏点定位方面有专业的应用。也可以用于供热管道的漏点定位。方法技术扎探最原始的探测方法，还不能称其为技术。操作简单是其唯一的优点。方法技术电磁感应法探测该方法已经成为目前定位和追踪地下管线通用的的方法。该方法的优点为是能够提供有关地下管线的各种资料，这都是其它方法无法比拟的。方法技术电磁磁法法探探测测的的缺缺点点该方方法法的的最最在在缺缺点点就就是是不不能能探探测测非非金金属属管管线线，，如如：：塑塑料料管管和和水水泥泥管管。。这种种问问题题可可以以通通过过埋埋没没示示踪踪金金属属线线（（带带））得得到到解解决决。。方法法技技术术电磁磁法法探探测测地地下下管管线线的的优优点点*可追追踪踪和和识识别别各各种种类类型型的的金金属属管管线线*非侵侵入入式式探探测测，，没没有有破破坏坏性性*工作作效效率率高高*可在在地地面面测测量量管管线线埋埋深深*探测测设设备备体体积积小小，，便便于于携携带带*适用用于于各各种种土土壤壤条条件件，，甚甚至至可可在在水水下下探探测测方法法技技术术MichaelFaraday1791-1867地下下管管线线探探测测的的历历史史1831年年法拉拉第第发发现现电电磁磁感应现现象象1910年年最早早将将电电磁磁感感应应用用于于地地下下管管线线探探测测地下下管管线线探探测测的的历历史史1976年年英国Electrolocation公司（雷迪迪公司前身身）生产出出世界上第第一台商业业性的双线线圈地下管管线探测仪仪GPR404。地下管线探探测的历史史地下管线探探测的历史史1977年年英国雷迪公公司推出C.A.T&Genny。地下管线探探测的历史史1984年年英国雷迪公公司推出RD600地下管线探测测仪。地下管线探探测的历史史1986年年英国雷迪公公司推出RD400地下管线探测测仪。地下管线探探测的历史史1989年年英国雷迪公公司推出RD400PL地下管线探测测仪。地下管线探探测的历史史1991年年英国雷迪公公司推出液液晶显示的的RD400PXL和RD432PDL地下管线探探测仪。地下管线探探测的历史史1994年年英国雷迪公公司推出RD400PXL/PDL2地下管线探测测仪。地下管线探探测的历史史1997年年英国雷迪公公司推出RD400PDL-4地下管线探测测仪。地下管线探探测的历史史2002年年英国雷雷迪公公司推推出RD4000地下管线线探测测仪。。RD4000的的技术术先进进性1、继继承了了RD系列列仪器器的优优点，，是RD400的改改进型型2、是是目前前世界界上最最先进进的管管线定定位仪仪3、具具有INTERNET互互联网网接入入功能能———网上上诊断断、网网上升升级、、网上上下载载频率率4、超超强的的发射射功率率———10W，，探测测得更更深5、增增加了了单线线圈功功能，，探测测得更更深电磁法法探测测地下下管线线的原原理电磁感感应原原理是是电磁磁法探探测地地下管管线的的基础础。什么是是电磁磁感应应？基本电电磁感感应原原理信号管线上上的交交流电电流在在管线线的周周围产产生一一个交交变的的电磁磁场。。这个电电磁场场我们们称之之为信信号。。与电流流不同同，信信号的的电磁磁场不不受管管线的的绝缘缘层的的土壤壤的影影响。。基本电电磁感感应原原理将磁铁铁插入入线圈圈，磁磁铁移移动时时电压压计指指针偏偏转基本电电磁感感应原原理表表明：：导体体周围围的磁磁通量量变化化会在在导体体上产产生一一个感感应电电压。。交变的的磁通通量是是持续续变化化的，，从而而产生生一个个相应应地交交变电电压。。该原原理可可以有有两方方面的的应用用：基本电电磁感感应原原理A)通过导导体上上方的的交变变信号号发射射机产产生一一个交交变电电磁场场，使使导体体处于于电磁磁场从从而给给导体体施加加信号号。B)通过放放大接接收机机内部部的线线圈感感应到到的微微小的的电压压，探探测地地下管管线上上的信信号。。交变信信号和和电容容效应应电流必必须有有完整整的回回路。为什么么低压压信号号可以以在对对地绝绝缘良良好的的管线线上产产生可可探测测的电电流呢呢？仪仪器发发射机机产生生的电电压明明显无无法通通过绝绝缘层层。答案就就是交交变信信号的的电容容效应应。信号可可以通通过电电容效效应跳跳过管管线的的绝缘缘层。。管线周周围的的土壤壤相当当于管管线周周围存存在一一个导导电层层。管线相相当于于一串串连续续分布布的小小电容容。交变信信号和和电容容效应应信号检检测根据电电磁感感应原原理，，当交交变电电磁场场通过过一个个线圈圈时，，会产产生一一个相相应的的交变变电压压。当线圈圈内有有铁氧氧体磁磁棒时时，附附近更更多的的磁通通量将将会通通过线线圈。。雷迪公公司的的天线线就是是采用用这种种线圈圈。信号检检测目前的的地下下管线线探测测采用用以下下两种种类型型的天天线:水平天天线：：这种天天线在在离管管线最最近而而且与与管线线垂直直时响响应最最大。。垂直天天线：：垂直天天线在在管线线正上上方时时磁通通量快快速下下降到到零。。信号检检测水平天天线-峰值值响应应峰值响响应垂直天天线-谷值值响应应谷值响响应双天线线信号号检测测和直直读法法深度度测量量对于只只有一一根管管线的的简单单条件件下，，用单单天线线地下下管线线探测测仪就就可以以很轻轻松地地定位位和追追踪管管线。。然而，，这简简单的的情况况是很很少，，尤其其是在在大城城市在这样样的情情况下下使用用单天天线地地下管管线探探测仪仪可能能非常常困难难，甚甚至完完全失失效。。因此雷雷迪公公司的的设备备和技技术都都是以以双天天线为为基础础，采采用两两个间间距为为400mm的水平平天线线检测测同一一个信信号，，具有有以下下的优优点：：响应更更窄用用于精精确定定位抗干扰扰无线电电工作作模式式直读法法深度度测量量双天线线信号号检测测和直直读法法深度度测量量响应更更窄用用于精精确定定位抗干扰扰双天线线接收收信号号最明明显的的优势势是可可以对对比和和分析析上下下两个个线圈圈的输输出，，只保保留底底天线线比比顶天天线强强的信信号，，因此此双天天线仪仪器在在单天天线仪仪器无无法工工作的的强干干扰区区域也也有很很好的的探测测效果果，如如：空空中的的高压压电线线的区区域。。双天线线系统统使探探测再再次辐辐射甚甚低频频（VLF）信号的的管线线成为为可能能。无无线电电信号号穿过过土壤壤感应应到地地下管管线上上。双双天线线可以以消除除顶天天线和和底天天线响响应相相等的的背景景信号号，只只接收收管线线再次次辐射射出来来的底底天线线响响应比比较强强的信信号。。无线电电工作作模式式无源信信号探探测电力信信号(50/60Hz)甚低频频（VLF）长波无无线电电信号号有源信信号探探测（（信号号施加加）有源信信号是是通过过发射射机给给地下下管线线施加加的交交变信信号，，有三三促施施加信信号的的方法法:直连法法感应法法夹钳法法1.直连法法2、夹夹钳法法3、感感应法法注意意在使用用过程程中首首选直直连法法次选夹夹钳法法再选感感应法法深度探探测1、直读读法深深度测测量2、70%法深深度测测量电流测测量(CM)电流测测量(CM)电流方方向识识别是是雷迪迪公司司特有有的专专利技技术，，在管管线复复杂的的区域域可以以提供供更多多的信信息。。工作作原原理理?通过过对对比比同同时时施施加加在在管管线线上上的的两两种种频频率率的的信信号号的的相相位位关关系系识识别别电电流流方方向向。。电流流方方向向(CD)工作作原原理理?电流流方方向向（（CD））信号号是是由由两两种种频频率率组组成成，，如如：：320/640Hz，，同时时施施加加到到目目标标管管线线上上。。接收收机机在在信信号号施施加加点点附附近近探探测测该该信信号号并并进进行行电电流流方方向向复复位位。。把该该点点信信号号的的相相位位关关系系做做为为参参考考保保存存下下来来。。电流流方方向向(CD)如果果信信号号耦耦合合到到了了邻邻近近的的其其它它管管线线上上，，这这两两种种频频率率之之间间的的相相位位关关系系将将会会发发生生变变化化。。接收收机机将将信信号号与与参参考考信信号号进进行行比比较较并并确确定定是是否否一一致致。。电流流方方向向(CD)接收收机机的的显显示示屏屏用用向向前前或或向向后后的的箭箭头头指指示示管管线线的的电电流流方方向向。。电流流方方向向(CD)施加加发发射射机机信信号号————直直连连法法1、将将直直连连导导线线与与管管线线连连接接好好，，打打开开发发射射机机电电源源，，注注意意输输出出电电流流的的大大小小(RD400电流流≥8MA，RD4000电流流≥≥10MA）。2、并并且且电电流流值值要要稳稳定定（（不不变变动动、、不不闪闪动动）），，如如果果不不稳稳定定说说明明接接触触不不好好，，输输出出电电流流回回路路不不好好，，办法法：：除除去去连连接接处处的的铁铁锈锈或或脏脏物物，，在在接接地地棒棒处处加加些些水水。。3、尽量量将将电电流流施施加加到到要要探探测测的的目目标标管管段段上上探测测技技术术有时时大大部部分分电电流流流流向向不不需需要要探探测测的的部部分分。。这种种情情况况下下可可以以移移动动接接地地棒棒的的位位置置强强迫迫信信号号流流向向需需要要的的方方向向。。4、、接接地地点点到到管管线线的的垂垂直直距距离离最最好好大大于于3米米，，接接地地点点越越远远，，探探测测的的距距离离越越远远。。5、、接接收收机机尽尽量量不不要要在在接接地地点点附附近近探探测测。。施加加发发射射机机信信号号————感感应应法法在没没有有连连接接点点的的情情况况下下可可以以使使用用感感应应法法施施加加信信号号。。可能能的的话话尽尽量量使使用用直直连连法法，，因因为为直直连连法法的的效效果果更更好好。。打开开发发射射机机就就可可以以把把信信号号施施加加到到管管线线上上，，简简单单快快捷捷。。不幸的是是信号同同时也会会加到别别的管线线上，因因此探测测精度不不太好。。管线深深度不能能超过2米。探测技术术施加发射射机信号号——感感应法发射机正正下方且且与发射射机方向向一至的的管线的的信号最最大，所所以施加加信号之之前知道道管线的的准确位位置和走走向是非非常重要要的。侧放发射射机可以以使其正正下方的的管线的的信号最最小。这样可以以在管线线密集的的情况下下更好地地识别管管线。探测技术术施加发射射机信号号——感感应法不要在离离发射机机10米米以内使使用接收收机。在这个离离以内接接收机可可能接收收到直接接从发射射机发射射出来的的信号（（一次场场）。探测技术术施加发射射机信号号——夹夹钳法夹钳法是是给电缆缆施加信信号的一一种很方方便的方方法。连接好夹夹钳后打打开发射射机电源源。电缆缆的两边边必需接接地。不要在没没有绝缘缘的带电电导体上上使用夹夹钳法。。被夹上的的电缆信信号最强强。探测技术术施加发射射机信号号——夹夹钳法给金属管管道使用用夹钳法法要注意意绝缘法法兰，注意电流流回路，，在没有有电流回回路的管管段施加加信号没没有效果果。夹钳法用用感应的的原理得得到与直直连相近近的效果果，而不不需要与与管线电电性接触触。探测技术术追踪管线线开始时将将接收机机灵敏度度调至最最高，以以发射机机为中心心，沿6米为半半径的圆圆弧进行行探测，，记下每每一个峰峰值点，，并比较较每个点点的信号号强度。。注意：如如果不是是特别说说明，接接收机总总是调到到峰值模模式探测技术术追踪管线线谷值模式式谷值模式式可加快快追踪管管线的速速度，左左右移动动接收机机，管线线正上方方将得到到谷值响响应，液液晶显示示器将显显示出指指向管线线位置的的左／右右箭头。。峰值模式式峰值法的的精度和和抗干扰扰能力高高于谷值值法，左左右移动动接收机机，管线线正上方方将得到到峰值响响应，探测技术术如果响应应突然下下降，停停下来，，调高灵灵敏度，，以下降降点为中中心，沿沿半径为为两步的的圆弧走走动。追踪管线线管线可能能改变了了方向、、或是有有三通、、四通、、变径，，也可能是是深度增增大了办法：调调高接收收机增益益或发射机跨过此处处探测探测技术术可能有三三通。如果信号号完全消消失，可可能到了了管线的的终点。。追踪管线线如果信号号变得模模糊，而而且散布布范围大大，管线线可能进进入了钢钢筋网，，将接收收机提高高50cm并减小增增益，继继续追踪踪。探测技术术追踪管线线——探探测Ｔ形形三通探测技术术精确定位位a)横过管线线移动接接收机，，确定响响应最大大的点。。b)原地转动动接收机机，当响响应最大大时停下下来。c)保持接收收机垂直直地面，，在管线线上方左左右移动动接收机机，在响响应最大大的地方方停下来来。探测技术术精确定位位用谷值法法验证峰峰值法定定位的准准确性探测技术术直读法测测深只有在有有源方式式下测深深才是准准确的,测量的深深度是管管线的中中心埋深深对大口径径管测深深时应注注意管顶顶埋深与与中心埋埋深的差差异对于可疑疑的测深深，可以以将接收收机提高高50cm再测一次次，如果果测量值值增加量量与提高高的高度度相同，，则可以以确定测测深是准准确的探测技术术不要在弯弯头和三三通附近近测深至少离开开弯头或或三通五五步在用感应应法施加加信号的的情况下下测深时时，至少少要离开开发射机机10米米这样才可可以消除除发射机机一次场场的影响响通过比较较顶天线线和底天天线的信信号强度度，接收机的的软件将将计算出出管线的的深度直读法测测深探测技术术盲探———无源搜搜索调到电力力（Power）模式在探探测区域域内作网网格的搜搜索，确确保找到到所有带带有电力力信号的的管线。。无源网格格搜索调到无线线电（Radio）模式作同同样的网网格搜索索以找出出其它的的管线。。探测技术术盲探———有源搜搜索有源搜索索用感应法法施加信信号两人至少少距离20步沿四个方方向走动动以确保保找到所所有金属管管线。探测技术术频率选择择——LF低频信号号主要用用于追踪踪和识别别长距离离管线，，不容易易感应到到其它管管线上。。但接收机机对其响响应也较较弱。而而且容易易受50Hz的谐波干干扰。探测技术术频率选择择——8kHz直连法最最常用的的频率。。但使用感感应法时时，对于于直径较较小的管管线（如如：通信信电缆））感应能能力不