校園校園地下管線探測

1、校園校園地下管線探測技術(shù)地下管線探測技術(shù) 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 地下管線探測的必要性地下管線探測的必要性 地下管線探測的發(fā)展地下管線探測的發(fā)展 地下管線探測方法地下管線探測方法探測地下管線的必要性探測地下管線的必要性Michael Faraday 1791 - 1867地下管線探測的歷史地下管線探測的歷史1831年年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感感應(yīng)現(xiàn)象應(yīng)現(xiàn)象1910年年最早將電磁感應(yīng)用于地下管線探測最早將電磁感應(yīng)用于地下管線探測地下管線探測的歷史地下管線探測的歷史1976年年英國英國Electrolocation公司（雷迪公司前身）生產(chǎn)出公司（雷迪公司前身）生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)商業(yè)性的雙線圈地下管

2、線探測儀世界上第一臺(tái)商業(yè)性的雙線圈地下管線探測儀GPR404。地下管線探測的歷史地下管線探測的歷史地下管線探測的歷史地下管線探測的歷史1977年年英國雷迪公司推出英國雷迪公司推出C.A.T&Genny。地下管線探測的歷史地下管線探測的歷史1984年年英國雷迪公司推出英國雷迪公司推出RD600地地下管線探測儀。下管線探測儀。地下管線探測的歷史地下管線探測的歷史1986年年英國雷迪公司推出英國雷迪公司推出RD400地地下管線探測儀。下管線探測儀。地下管線探測的歷史地下管線探測的歷史1989年年英國雷迪公司推出英國雷迪公司推出RD400PL地地下管線探測儀。下管線探測儀。地下管線探測的歷史地

3、下管線探測的歷史1991年年英國雷迪公司推出液晶顯示英國雷迪公司推出液晶顯示的的RD400PXL和和RD432PDL地下管線地下管線探測儀。探測儀。地下管線探測的歷史地下管線探測的歷史1994年年英國雷迪公司推出英國雷迪公司推出RD400PXL/PDL2地地下管線探測儀。下管線探測儀。地下管線探測的歷史地下管線探測的歷史1997年年英國雷迪公司推出英國雷迪公司推出RD400PDL-4地地下管下管線探測儀。線探測儀。地下管線探測的歷史地下管線探測的歷史2002年年英國雷迪公司推出英國雷迪公司推出RD4000地地下管線探測儀。下管線探測儀。電磁法探測地下管線的原理電磁法探測地下管線的原理 電磁感應(yīng)

4、原理是電磁法探測地下管線的基電磁感應(yīng)原理是電磁法探測地下管線的基礎(chǔ)。礎(chǔ)。 什么是電磁感應(yīng)？什么是電磁感應(yīng)？基本電磁感應(yīng)原理基本電磁感應(yīng)原理 信號(hào)信號(hào) 管線上的交流電流在管線管線上的交流電流在管線的周圍產(chǎn)生一個(gè)交變的電的周圍產(chǎn)生一個(gè)交變的電磁場。磁場。 這個(gè)電磁場我們稱之為信這個(gè)電磁場我們稱之為信號(hào)。號(hào)。 與電流不同，信號(hào)的電磁與電流不同，信號(hào)的電磁場不受管線的絕緣層的土場不受管線的絕緣層的土壤的影響。壤的影響?；倦姶鸥袘?yīng)原理基本電磁感應(yīng)原理將磁鐵插入線圈，磁鐵移動(dòng)時(shí)電壓計(jì)指針偏轉(zhuǎn)將磁鐵插入線圈，磁鐵移動(dòng)時(shí)電壓計(jì)指針偏轉(zhuǎn) 基本電磁感應(yīng)原理表明：導(dǎo)體周圍的磁通基本電磁感應(yīng)原理表明：導(dǎo)體周圍的磁通

5、量變化會(huì)在導(dǎo)體上產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓。量變化會(huì)在導(dǎo)體上產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓。 交變的磁通量是持續(xù)變化的，從而產(chǎn)生一交變的磁通量是持續(xù)變化的，從而產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)地交變電壓。該原理可以有兩方面?zhèn)€相應(yīng)地交變電壓。該原理可以有兩方面的應(yīng)用：的應(yīng)用：基本電磁感應(yīng)原理基本電磁感應(yīng)原理 A) 通過導(dǎo)體上方的交通過導(dǎo)體上方的交變信號(hào)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生一變信號(hào)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場，使導(dǎo)個(gè)交變電磁場，使導(dǎo)體處于電磁場從而給體處于電磁場從而給導(dǎo)體施加信號(hào)。導(dǎo)體施加信號(hào)。 B) 通過放大接收機(jī)內(nèi)通過放大接收機(jī)內(nèi)部的線圈感應(yīng)到的微部的線圈感應(yīng)到的微小的電壓，探測地下小的電壓，探測地下管線上的信號(hào)。管線上的信號(hào)。交變信號(hào)和電容效應(yīng)交變

6、信號(hào)和電容效應(yīng) 電流必須有完整的回路電流必須有完整的回路。 為什么低壓信號(hào)可以在對地絕緣良好的管線為什么低壓信號(hào)可以在對地絕緣良好的管線上產(chǎn)生可探測的電流呢？儀器發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的上產(chǎn)生可探測的電流呢？儀器發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的電壓明顯無法通過絕緣層。電壓明顯無法通過絕緣層。 答案就是交變信號(hào)的電容效應(yīng)。答案就是交變信號(hào)的電容效應(yīng)。 信號(hào)可以通過電容效應(yīng)跳過管線的絕緣層。信號(hào)可以通過電容效應(yīng)跳過管線的絕緣層。 管線周圍的土壤相當(dāng)于管線周圍存在一個(gè)管線周圍的土壤相當(dāng)于管線周圍存在一個(gè)導(dǎo)電層。導(dǎo)電層。 管線相當(dāng)于一串連續(xù)分布的小電容。管線相當(dāng)于一串連續(xù)分布的小電容。交變信號(hào)和電容效應(yīng)交變信號(hào)和電容效應(yīng)信號(hào)檢測信號(hào)

7、檢測 根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)交變電磁場通過一根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)交變電磁場通過一個(gè)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的交變電壓。個(gè)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的交變電壓。 當(dāng)線圈內(nèi)有鐵氧體磁當(dāng)線圈內(nèi)有鐵氧體磁棒時(shí)，附近更多的磁棒時(shí)，附近更多的磁通量將會(huì)通過線圈。通量將會(huì)通過線圈。 雷迪公司的天線就是雷迪公司的天線就是采用這種線圈。采用這種線圈。信號(hào)檢測信號(hào)檢測 目前的地下管線探測采用以下兩種類型的天目前的地下管線探測采用以下兩種類型的天線線: 水平天線：水平天線：這種天線在離管線最近而且與管線垂直時(shí)響應(yīng)這種天線在離管線最近而且與管線垂直時(shí)響應(yīng)最大。最大。 垂直天線：垂直天線：垂直天線在管線正上方時(shí)磁通量快速下降到

8、零垂直天線在管線正上方時(shí)磁通量快速下降到零。信號(hào)檢測信號(hào)檢測水平天線水平天線-峰值響應(yīng)峰值響應(yīng)峰值響應(yīng)峰值響應(yīng)垂直天線垂直天線-谷值響應(yīng)谷值響應(yīng)谷值響應(yīng)谷值響應(yīng)雙天線信號(hào)檢測和直讀法深度測量雙天線信號(hào)檢測和直讀法深度測量 對于只有一根管線的簡單條件下，用單對于只有一根管線的簡單條件下，用單天線地下管線探測儀就可以很輕松地定天線地下管線探測儀就可以很輕松地定位和追蹤管線。位和追蹤管線。 然而，這簡單的情況是很少，尤其是在然而，這簡單的情況是很少，尤其是在大城市大城市 在這樣的情況下使用單天線地下管線探在這樣的情況下使用單天線地下管線探測儀可能非常困難，甚至完全失效。測儀可能非常困難，甚至完全失效

9、。 因此雷迪公司的設(shè)備和技術(shù)都是以雙天線為因此雷迪公司的設(shè)備和技術(shù)都是以雙天線為基礎(chǔ)，采用兩個(gè)間距為基礎(chǔ)，采用兩個(gè)間距為400mm的水平天線的水平天線檢測同一個(gè)信號(hào)，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：檢測同一個(gè)信號(hào)，具有以下的優(yōu)點(diǎn)： 響應(yīng)更窄用于精確定位響應(yīng)更窄用于精確定位 抗干擾抗干擾 無線電工作模式無線電工作模式 直讀法深度測量直讀法深度測量雙天線信號(hào)檢測和直讀法深度測量雙天線信號(hào)檢測和直讀法深度測量1. 直連法直連法2、夾鉗法、夾鉗法3、感應(yīng)法、感應(yīng)法 注 意在使用過程中首選直連法 次選夾鉗法 再選感應(yīng)法深度探測深度探測1、直讀法深度測量、直讀法深度測量2、70%法深度測量法深度測量施加發(fā)射機(jī)信號(hào)施加發(fā)射

10、機(jī)信號(hào)直連法直連法1、將直連導(dǎo)線與管線連接好，打、將直連導(dǎo)線與管線連接好，打開發(fā)射機(jī)電源，注意輸出電流的大開發(fā)射機(jī)電源，注意輸出電流的大小小(RD400電流電流8MA， RD4000電電流流10MA ）。2、并且電流值要穩(wěn)定（不變動(dòng)、不閃動(dòng)、并且電流值要穩(wěn)定（不變動(dòng)、不閃動(dòng)），如果不穩(wěn)定說明接觸不好，輸出電），如果不穩(wěn)定說明接觸不好，輸出電流回路不好，流回路不好，辦法：除去連接處的鐵銹辦法：除去連接處的鐵銹或臟物，在接地棒處加些水?；蚺K物，在接地棒處加些水。3、盡量將電流施加到要探測的目盡量將電流施加到要探測的目標(biāo)管段上標(biāo)管段上探測技術(shù)探測技術(shù)有時(shí)大部分電流流向不需要探測的有時(shí)大部分電流流向不

11、需要探測的部分。部分。這種情況下可以移動(dòng)接地棒的位這種情況下可以移動(dòng)接地棒的位置強(qiáng)迫信號(hào)流向需要的方向。置強(qiáng)迫信號(hào)流向需要的方向。 4、接地點(diǎn)到管線的垂直距離最好大于3米，接地點(diǎn)越遠(yuǎn)，探測的距離越遠(yuǎn)。 5、接收機(jī)盡量不要在接地點(diǎn)附近探測。施加發(fā)射機(jī)信號(hào)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)感應(yīng)法感應(yīng)法在沒有連接點(diǎn)的情況下可以使用感應(yīng)法施加信號(hào)。在沒有連接點(diǎn)的情況下可以使用感應(yīng)法施加信號(hào)?？赡艿脑挶M量使用直連法，因?yàn)橹边B可能的話盡量使用直連法，因?yàn)橹边B法的效果更好。法的效果更好。打開發(fā)射機(jī)就可以把信號(hào)施加到管打開發(fā)射機(jī)就可以把信號(hào)施加到管線上，簡單快捷。線上，簡單快捷。不幸的是信號(hào)同時(shí)也會(huì)加到別的管線不幸的是信號(hào)同時(shí)也

12、會(huì)加到別的管線上，因此探測精度不太好。管線深度上，因此探測精度不太好。管線深度不能超過不能超過2米。米。探測技術(shù)探測技術(shù)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)感應(yīng)法感應(yīng)法發(fā)射機(jī)正下方且與發(fā)射機(jī)方向一至的發(fā)射機(jī)正下方且與發(fā)射機(jī)方向一至的管線的信號(hào)最大，所以施加信號(hào)之前管線的信號(hào)最大，所以施加信號(hào)之前知道管線的準(zhǔn)確位置和走向是非常重知道管線的準(zhǔn)確位置和走向是非常重要的。要的。側(cè)放發(fā)射機(jī)可以使其正下方的管線的側(cè)放發(fā)射機(jī)可以使其正下方的管線的信號(hào)最小。信號(hào)最小。這樣可以在管線密集的情況下更好地這樣可以在管線密集的情況下更好地識(shí)別管線。識(shí)別管線。探測技術(shù)探測技術(shù)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)感應(yīng)法感應(yīng)法不要在離發(fā)射

13、機(jī)不要在離發(fā)射機(jī)10米以內(nèi)使用接米以內(nèi)使用接收機(jī)收機(jī)。在這個(gè)離以內(nèi)接收機(jī)可能接收到在這個(gè)離以內(nèi)接收機(jī)可能接收到直接從發(fā)射機(jī)發(fā)射出來的信號(hào)（直接從發(fā)射機(jī)發(fā)射出來的信號(hào)（一次場）。一次場）。探測技術(shù)探測技術(shù)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)夾鉗法夾鉗法夾鉗法是給電纜施加信號(hào)的一種很方便的方法。夾鉗法是給電纜施加信號(hào)的一種很方便的方法。連接好夾鉗后打開發(fā)射機(jī)電源。電連接好夾鉗后打開發(fā)射機(jī)電源。電纜的兩邊必需接地。纜的兩邊必需接地。不要在沒有絕緣的帶電導(dǎo)體上使用夾鉗法。不要在沒有絕緣的帶電導(dǎo)體上使用夾鉗法。被夾上的電纜信號(hào)最強(qiáng)。被夾上的電纜信號(hào)最強(qiáng)。探測技術(shù)探測技術(shù)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)施加發(fā)射機(jī)信號(hào)夾鉗法夾鉗法給

14、金屬管道使用夾鉗法要注意絕給金屬管道使用夾鉗法要注意絕緣法蘭，緣法蘭，注意電流回路，在沒有注意電流回路，在沒有電流回路的管段施加信號(hào)沒有效電流回路的管段施加信號(hào)沒有效果果。夾鉗法用感應(yīng)的原理得到與直夾鉗法用感應(yīng)的原理得到與直連相近的效果，而不需要與管連相近的效果，而不需要與管線電性接觸。線電性接觸。探測技術(shù)探測技術(shù)追蹤管線追蹤管線開始時(shí)將接收機(jī)靈敏度調(diào)至最高，以發(fā)射機(jī)為中心，沿開始時(shí)將接收機(jī)靈敏度調(diào)至最高，以發(fā)射機(jī)為中心，沿6米為半徑的圓弧進(jìn)行探測，記下每一個(gè)峰值點(diǎn)，并比較米為半徑的圓弧進(jìn)行探測，記下每一個(gè)峰值點(diǎn)，并比較每個(gè)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度。每個(gè)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度。注意：如果不是特別說明，接收機(jī)總是調(diào)到

15、峰值模式注意：如果不是特別說明，接收機(jī)總是調(diào)到峰值模式探測技術(shù)探測技術(shù)追蹤管線追蹤管線谷值模式谷值模式谷值模式可加快追蹤管線的速度，左右移動(dòng)接谷值模式可加快追蹤管線的速度，左右移動(dòng)接收機(jī)，管線正上方將得到谷值響應(yīng)，液晶顯示收機(jī)，管線正上方將得到谷值響應(yīng)，液晶顯示器將顯示出指向管線位置的左右箭頭。器將顯示出指向管線位置的左右箭頭。峰值模式峰值模式峰值法的精度和抗干擾能力高于谷值法，左右峰值法的精度和抗干擾能力高于谷值法，左右移動(dòng)接收機(jī)，管線正上方將得到峰值響應(yīng)，移動(dòng)接收機(jī)，管線正上方將得到峰值響應(yīng)，探測技術(shù)探測技術(shù)如果響應(yīng)突然下降，停下來，調(diào)高靈敏如果響應(yīng)突然下降，停下來，調(diào)高靈敏度，以下降點(diǎn)為

16、中心，沿半徑為兩步的度，以下降點(diǎn)為中心，沿半徑為兩步的圓弧走動(dòng)。圓弧走動(dòng)。追蹤管線追蹤管線管線可能改變了方向、管線可能改變了方向、或是有三通、四通、變或是有三通、四通、變徑，徑，也可能是深度增大也可能是深度增大了了辦法：調(diào)高接收機(jī)增益辦法：調(diào)高接收機(jī)增益或或發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)跨過此處探測跨過此處探測探測技術(shù)探測技術(shù)可能有三通?？赡苡腥āＨ绻盘?hào)完全消失，可如果信號(hào)完全消失，可能到了管線的終點(diǎn)。能到了管線的終點(diǎn)。追蹤管線追蹤管線如果信號(hào)變得模糊，而且散布范圍大如果信號(hào)變得模糊，而且散布范圍大，管線可能進(jìn)入了鋼筋網(wǎng)，將接收機(jī)，管線可能進(jìn)入了鋼筋網(wǎng)，將接收機(jī)提高提高50cm并減小增益，繼續(xù)追蹤。并減小增益，繼續(xù)追蹤。探測技術(shù)探測技術(shù)追蹤管線追蹤管線探測形三通探測形三通探測技術(shù)探測技術(shù)精確定位精確定位a) 橫過管線移動(dòng)接收機(jī)，確定響應(yīng)最大的點(diǎn)。橫過管線移動(dòng)接收機(jī)，確定響應(yīng)最大的點(diǎn)。b) 原地轉(zhuǎn)動(dòng)接收機(jī)，當(dāng)響應(yīng)最大時(shí)停下來。原地轉(zhuǎn)動(dòng)接收機(jī)，當(dāng)響應(yīng)最大時(shí)停下來。c) 保持接收機(jī)垂直地面，在管線上方左右移動(dòng)接保持接收機(jī)垂直地面，在管線上方左右移動(dòng)接收機(jī)，在響應(yīng)最大的地方停下來。收機(jī)，在響應(yīng)最大的地方停下來。探測技術(shù)探測技術(shù)精確定位精確定位用谷值法