搜索
©Radiodetection2000地下管线探测技术雷迪(英国)有限公司主讲：杨文胜©Radiodetection2000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©Radiodetection2000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©Radiodetection2000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）©Radiodetection2000•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©Radiodetection2000•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©Radiodetection2000•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©Radiodetection2000•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©Radiodetection2000•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©Radiodetection2000•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©Radiodetection2000•电磁法探测的缺点•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。•这种问题可以通过埋没示踪金属线（带）得到解决。方法技术©Radiodetection2000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*非侵入式探测，没有破坏性*工作效率高*可在地面测量管线埋深*探测设备体积小，便于携带*适用于各种土壤条件，甚至可在水下探测方法技术©Radiodetection2000MichaelFaraday1791-1867地下管线探测的历史1831年法拉第发现电磁感应现象©Radiodetection20001910年最早将电磁感应用于地下管线探测地下管线探测的历史©Radiodetection20001976年英国Electrolocation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GPR404。地下管线探测的历史©Radiodetection2000地下管线探测的历史1977年英国雷迪公司推出C.A.T&Genny。©Radiodetection2000地下管线探测的历史1984年英国雷迪公司推出RD600地下管线探测仪。©Radiodetection2000地下管线探测的历史1986年英国雷迪公司推出RD400地下管线探测仪。©Radiodetection2000地下管线探测的历史1989年英国雷迪公司推出RD400PL地下管线探测仪。©Radiodetection2000地下管线探测的历史1991年英国雷迪公司推出液晶显示的RD400PXL和RD432PDL地下管线探测仪。©Radiodetection2000地下管线探测的历史1994年英国雷迪公司推出RD400PXL/PDL2地下管线探测仪。©Radiodetection2000地下管线探测的历史1997年英国雷迪公司推出RD400PDL-4地下管线探测仪。©Radiodetection2000地下管线探测的历史2002年英国雷迪公司推出RD4000地下管线探测仪。©Radiodetection2000RD4000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©Radiodetection2000电磁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础。•什么是电磁感应？©Radiodetection2000基本电磁感应原理•信号•管线上的交流电流在管线的周围产生一个交变的电磁场。•这个电磁场我们称之为信号。•与电流不同，信号的电磁场不受管线的绝缘层的土壤的影响。©Radiodetection2000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©Radiodetection2000•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。•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的应用：基本电磁感应原理©Radiodetection2000•A)通过导体上方的交变信号发射机产生一个交变电磁场，使导体处于电磁场从而给导体施加信号。©Radiodetection2000•B)通过放大接收机内部的线圈感应到的微小的电压，探测地下管线上的信号。©Radiodetection2000交变信号和电容效应•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。•答案就是交变信号的电容效应。•信号可以通过电容效应跳过管线的绝缘层。©Radiodetection2000•管线周围的土壤相当于管线周围存在一个导电层。•管线相当于一串连续分布的小电容。交变信号和电容效应©Radiodetection2000信号检测•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。©Radiodetection2000•当线圈内有铁氧体磁棒时，附近更多的磁通量将会通过线圈。•雷迪公司的天线就是采用这种线圈。信号检测©Radiodetection2000•目前的地下管线探测采用以下两种类型的天线:•水平天线：这种天线在离管线最近而且与管线垂直时响应最大。•垂直天线：垂直天线在管线正上方时磁通量快速下降到零。信号检测©Radiodetection2000水平天线-峰值响应峰值响应©Radiodetection2000垂直天线-谷值响应谷值响应©Radiodetection2000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，用单天线地下管线探测仪就可以很轻松地定位和追踪管线。•然而，这简单的情况是很少，尤其是在大城市•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。©Radiodetection2000•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400mm的水平天线检测同一个信号，具有以下的优点：•响应更窄用于精确定位•抗干扰•无线电工作模式•直读法深度测量双天线信号检测和直读法深度测量©Radiodetection2000响应更窄用于精确定位©Radiodetection2000抗干扰•双天线接收信号最明显的优势是可以对比和分析上下两个线圈的输出，只保留底天线比顶天线强的信号，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效果，如：空中的高压电线的区域。©Radiodetection2000•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，只接收管线再次辐射出来的底天线响应比较强的信号。无线电工作模式©Radiodetection2000无源信号探测©Radiodetection2000电力信号(50/60Hz)©Radiodetection2000甚低频（VLF）长波无线电信号©Radiodetection2000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加的交变信号，有三促施加信号的方法:•直连法•感应法•夹钳法©Radiodetection20001.直连法©Radiodetection20002、夹钳法©Radiodetection20003、感应法©Radiodetection2000•注意在使用过程中首选直连法次选夹钳法再选感应法©Radiodetection2000深度探测©Radiodetection20001、直读法深度测量©Radiodetection20002、70%法深度测量©Radiodetection2000电流测量(CM)©Radiodetection2000电流测量(CM)©Radiodetection2000•电流方向识别是雷迪公司特有的专利技术，在管线复杂的区域可以提供更多的信息。•工作原理?•通过对比同时施加在管线上的两种频率的信号的相位关系识别电流方向。电流方向(CD)©Radiodetection2000•工作原理?•电流方向（CD）信号是由两种频率组成，如：320/640Hz，同时施加到目标管线上。•接收机在信号施加点附近探测该信号并进行电流方向复位。•把该点信号的相位关系做为参考保存下来。电流方向(CD)©Radiodetection2000•如果信号耦合到了邻近的其它管线上，这两种频率之间的相位关系将会发生变化。•接收机将信号与参考信号进行比较并确定是否一致。电流方向(CD)©Radiodetection2000•接收机的显示屏用向前或向后的箭头指示管线的电流方向。电流方向(CD)©Radiodetection2000施加发射机信号——直连法1、将直连导线与管线连接好，打开发射机电源，注意输出电流的大小(RD400电流≥8MA，RD4000电流≥10MA）。2、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，输出电流回路不好，办法：除去连接处的铁锈或脏物，在接地棒处加些水。3、尽量将电流施加到要探测的目标管段上探测技术©Radiodetection2000有时大部分电流流向不需要探测的部分。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。©Radiodetection2000•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。©Radiodetection2000施加发射机信号——感应法在没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，因为直连法的效果更好。打开发射机就可以把信号施加到管线上，简单快捷。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。管线深度不能超过2米。探测技术©Radiodetection2000施加发射机信号——感应法发射机正下方且与发射机方向一至的管线的信号最大，所以施加信号之前知道管线的准确位置和走向是非常重要的。侧放发射机可以使其正下方的管线的信号最小。这样可以在管线密集的情况下更好地识别管线。探测技术©Radiodetection2000施加发射机信号——感应法不要在离发射机10米以内使用接收机。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（一次场）。探测技术©Radiodetection2000施加发射机信号——夹钳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。被夹上的电缆信号最强。探测技术©Radiodetection2000施加发射机信号——夹钳法给金属管道使用夹钳法要注意绝缘法兰，注意电流回路，在没有电流回路的管段施加信号没有效果。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。探测技术©Radiodetection2000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6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。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©Radiodetection2000追踪管线谷值模式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