地下管线探测原理-补充课件.ppt

1、电磁法探测地下管线的电磁法探测地下管线的原理原理 目前市场上销售的各种型号管线仪，其结构设目前市场上销售的各种型号管线仪，其结构设计、性能、操作、外形等虽各不相同，但工作原理计、性能、操作、外形等虽各不相同，但工作原理相同，均是以电磁场理论为依据，电磁感应定律为相同，均是以电磁场理论为依据，电磁感应定律为理论基础设计而成，它们都是由发射机与接收机组理论基础设计而成，它们都是由发射机与接收机组成的发收系统。成的发收系统。发射机接收机管线：各种金属管道、光缆、电缆的统称管线：各种金属管道、光缆、电缆的统称地下管线探测地下管线探测:用管线仪确定地下管线路由及深度的用管线仪确定地下管线路由及深度的 过

2、程过程管线探测技术包括：搜索、精确定位和追踪管线探测技术包括：搜索、精确定位和追踪 发射机是由发射线圈及一套电发射机是由发射线圈及一套电子线路组成。其作用是向管线施加一特子线路组成。其作用是向管线施加一特定频率的定频率的信号电流信号电流。1.1.发射机发射机1.11.1 发射机简介发射机简介通过发射机对金属管道通过发射机对金属管道施加交变电磁信号施加交变电磁信号激发管激发管线产生管线电流线产生管线电流管线电流在管线周围管线电流在管线周围产生交变磁产生交变磁场。场。1.2 1.2 发射机电磁感应原理发射机电磁感应原理 2.接收机接收机 2.1 接收机简介接收机简介 接收机是由接收线圈及一套相应的

3、电子线路接收机是由接收线圈及一套相应的电子线路和信号指示器组成。其作用是在管线上方探测发射和信号指示器组成。其作用是在管线上方探测发射机施加到管线上的特定频率的电流产生的机施加到管线上的特定频率的电流产生的交变磁场交变磁场信号信号。将将磁铁磁铁插入插入线圈线圈，磁铁移动时电压计指针偏转，磁铁移动时电压计指针偏转交变电磁场交变电磁场通过放大接收机内部的通过放大接收机内部的线圈线圈感应到的微小感应到的微小的电压的电压,根据根据管线磁场的分布特征管线磁场的分布特征来判断地下管线来判断地下管线的的走向、位置和深度走向、位置和深度。2.2 2.2 接收机电磁感应原理接收机电磁感应原理无限长导线电流产生的

4、磁场是一组以导线为圆心无限长导线电流产生的磁场是一组以导线为圆心的同心圆的同心圆，线外一点的磁场强度与距离成反比。，线外一点的磁场强度与距离成反比。管线磁场2.2.接收机接收机2.3磁场的波形磁场的波形双水平天线双水平天线垂直天线垂直天线峰值测量峰值测量谷值测量谷值测量 2.4 2.4 接收机天线（线圈）接收机天线（线圈）含有铁氧体磁棒的含有铁氧体磁棒的线圈线圈构成，构成，附近更多的磁通量将会通过线圈。附近更多的磁通量将会通过线圈。感应信号更强。感应信号更强。天线特点：天线特点：深度测量深度测量双水平天线垂直天线2.5 2.5 接收机电磁感应原理接收机电磁感应原理磁通发生变化磁通发生变化 产生

5、感应信号产生感应信号感应信号电子放大感应信号电子放大指针响应指针响应声音响应声音响应2.5 2.5 接收机电磁感应原理接收机电磁感应原理 电磁法探测地下管线的电磁法探测地下管线的 探测技术探测技术仪器操作篇仪器操作篇本篇介绍一些探管基本操作常识及技巧本篇介绍一些探管基本操作常识及技巧无源方式无源方式(无需发射机无需发射机)有源方式有源方式直连法直连法夹钳法夹钳法感应法感应法发射机的信号输出方式1.1 1.1 电力模式：动力电缆信号耦合到管道上电力模式：动力电缆信号耦合到管道上用用 功能进行探测，检测的是管道功能进行探测，检测的是管道携带的携带的50Hz信号。信号。1.无源方式无源方式用用 功能

6、进行探测，检测的是管道功能进行探测，检测的是管道上携带的上携带的VLF无线电信号无线电信号。1.2 无线电模式：长波电台信号耦合到管道上无线电模式：长波电台信号耦合到管道上2.有源方式有源方式 2.1 有源方式有源方式直连法直连法 2.1 直连法施加检测信号直连法施加检测信号（1）将直连导线与管线连接）将直连导线与管线连接好，打开发射机电源，注意输好，打开发射机电源，注意输出电流的大小。出电流的大小。（2）如果接触不好，输出电流）如果接触不好，输出电流太小太小(20mA以下以下)。此时应除去。此时应除去连接处的铁锈或降低接地电阻。连接处的铁锈或降低接地电阻。（3）调节发射机增益和匹）调节发射机

7、增益和匹配频率后，开始工作。配频率后，开始工作。直连法信号电流回路直连法信号电流回路发射机发射机接地2.2 2.2 有源方式有源方式夹钳法夹钳法（1）直接夹于目）直接夹于目标管道标管道（2）直接夹于目）直接夹于目标电缆标电缆,不要在没不要在没有绝缘的带电导有绝缘的带电导体上使用夹钳法。体上使用夹钳法。（3)连通绝缘法兰连通绝缘法兰夹于其一侧。夹于其一侧。2.3 2.3 有源方式有源方式感感 应应 法法水平发射感应法水平发射感应法向目标管线加载信号向目标管线加载信号发射机直立，当发射机正下方且与发射发射机直立，当发射机正下方且与发射机方向一致的管线的机方向一致的管线的信号最大信号最大，所以施，所

8、以施加信号之前知道管线的准确位置和走向加信号之前知道管线的准确位置和走向是非常重要的。是非常重要的。不向目标管线加载信号不向目标管线加载信号垂直发射方式激发其邻近管线，使其垂直发射方式激发其邻近管线，使其正下方的管线的正下方的管线的信号最小信号最小。对于密集。对于密集管线，采用上面两种方法，有利于识管线，采用上面两种方法，有利于识别目标管线。别目标管线。感应法（三）感应法（三）（1）不要在发射机）不要在发射机20米以米以内使用接收机，此信号是内使用接收机，此信号是发发射机信号射机信号。（2）尽量）尽量避免用感应法测深避免用感应法测深度度，如无选择，发射机的位置，如无选择，发射机的位置要离开深度

9、测量点要离开深度测量点30m远。远。第四章第四章 电磁法探测地下管线的探测技术电磁法探测地下管线的探测技术 。3.3.信号电流形成的重要性信号电流形成的重要性 发射机施加有源信号的方法有三种发射机施加有源信号的方法有三种,无论用哪种方无论用哪种方法，都要保证目标管线能够构成一定距离的信号电流法，都要保证目标管线能够构成一定距离的信号电流回路，否则管线将回路，否则管线将无法形成电磁场无法形成电磁场，从而导致目标管，从而导致目标管线不能被接收机探测到！线不能被接收机探测到！定位定位峰值法峰值法谷值法谷值法定深定深直读法直读法70%测深法测深法接收机的探测方法1.1 1.1 峰值法峰值法1.1.接收

10、机对目标管线定接收机对目标管线定1.11.1峰值法峰值法 峰值法用于管线定位。峰值法用于管线定位。接收机在管线正上方响接收机在管线正上方响应最大，信号成峰状应最大，信号成峰状水平线圈：水平线圈：在管线正上方且与管线垂在管线正上方且与管线垂直时响应最大直时响应最大1.1.接收机对目标管线定接收机对目标管线定1.1.接收机对目标管线定位接收机对目标管线定位1.2.1.2.谷值法谷值法零值响应零值响应A1.3 1.3 管线位置的确定管线位置的确定1.1.接收机对目标管线定位接收机对目标管线定位峰值响应峰值响应488659B 3.3.接收机对目标管线定位接收机对目标管线定位 1.3 管线位置的确定管线

11、位置的确定峰值响应峰值响应零值响应零值响应BA峰值响应峰值响应零值响应零值响应AB目标管线位置目标管线位置目标管线位置目标管线位置1.1.接收机对目标管线定位接收机对目标管线定位1.3 1.3 管线位置的确定管线位置的确定1.41.4谷值法谷值法谷值法主要用于管线的快速追谷值法主要用于管线的快速追踪和对峰值法定位准确性的验证踪和对峰值法定位准确性的验证垂直线圈在管线正上方响应最垂直线圈在管线正上方响应最小，谷值响应曲线非常陡峭，小，谷值响应曲线非常陡峭，定位比峰值法更容易，但是抗定位比峰值法更容易，但是抗干扰能力差。干扰能力差。1.1.接收机对目标管线定位接收机对目标管线定位信号强度信号强度d

12、 1.2m目标管线目标管线2.2.深度测量深度测量2.1 2.1 直读法直读法在管道上方测量深度。在管道上方测量深度。偏移管道会产生误差偏移管道会产生误差可以用峰值法和谷值可以用峰值法和谷值法分别测量深度法分别测量深度如有干扰选用如有干扰选用70法法定位深度定位深度2.12.1直读法测深直读法测深2.2 702.2 70测深法测深法2.3 2.3 深度测量的注意事项深度测量的注意事项只有在有源方式下测深才是准确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的，测量的深度是管线的中心埋深对大口径管测深时，应注意管对大口径管测深时，应注意管顶埋深与中心埋深的差异顶埋深与中心埋深的差异对

13、于可疑的测深，可以将接收机对于可疑的测深，可以将接收机提高提高50cm再测一次，如果测量再测一次，如果测量值增加量与提高的高度相同，则值增加量与提高的高度相同，则可以确定测深是准确的可以确定测深是准确的不要在弯头和三通附近测深不要在弯头和三通附近测深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测深时，至在用感应法施加信号测深时，至少要离开发射机少要离开发射机30步。这样可以步。这样可以消除发射机一次场的影响消除发射机一次场的影响2.3 2.3 深度测量的注意事项深度测量的注意事项3.3.管线的追踪探测管线的追踪探测用峰值法找到管线的位置，转动接收机以确用峰值法找到管线的位置，

14、转动接收机以确定管线的走向，把接收机调到零值法，沿着管定管线的走向，把接收机调到零值法，沿着管线走动并左右摆动接收机。追踪过程中不时地线走动并左右摆动接收机。追踪过程中不时地调回峰值模式进行确认。调回峰值模式进行确认。如果响应突然下降，停下如果响应突然下降，停下来，调高灵敏度，以下降来，调高灵敏度，以下降点为中心，沿半径为两步点为中心，沿半径为两步的圆弧走动。的圆弧走动。检测过程，信号突然消失检测过程，信号突然消失管线可能改变了方向。管线可能改变了方向。也可能是深度增大了。也可能是深度增大了。对应方法：调高增益对应方法：调高增益3.3.管线的追踪探测管线的追踪探测如果信号衰减幅度很大，如果信号衰减幅度很大，此处的管线可能有三通。此处的管线可能有三通。如果信号完全消失，可能到了管如果信号完全消失，可能到了管线的终点。线的终点。如果信号变得模糊，而且散布范如果信号变得模糊，而且散布范围大，管线可能进入了钢筋网，围大，管线可能进入了钢筋网，将接收机提高将接收机提高50cm并减小增益，并减小增益，继续追踪。继续追踪。4.4.管线探测的异常处理管线探测的异常处理