地下管线探测原理补充.ppt

电磁法探测地下管线的原理￿￿￿￿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•地下管线探测:用管线仪确定地下管线路由及深度的￿过程•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子线路组成其作用是向管线施加一特定频率的信号电流1.￿￿￿发射机1.1￿￿发射机简介通过发射机对金属管道施加交变电磁信号→→激发管线产生管线电流→→管线电流在管线周围产生交变磁场1.2￿￿发射机电磁感应原理￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿ ￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿2.￿￿接收机￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿2.1￿￿接收机简介￿￿￿￿￿￿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机施加到管线上的特定频率的电流产生的交变磁场信号将磁铁插入线圈，磁铁移动时电压计指针偏转交变电磁场通过放大接收机内部的线圈感应到的微小的电压,→→根据管线磁场的分布特征来判断地下管线的走向、位置和深度。

2.2￿接收机电磁感应原理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￿，线外一点的磁场强度与距离成反比管线磁场2.￿￿接收机2.3磁场的波形双水平天线垂直天线峰值测量谷值测量￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿2.4￿接收机天线（线圈）￿￿￿￿￿含有铁氧体磁棒的线圈构成，附近更多的磁通量将会通过线圈感应信号更强天线特点：￿深度测量双水平天线垂直天线2.5￿接收机电磁感应原理磁通发生变化磁通发生变化 产生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￿￿接收机电磁感应原理￿￿￿￿￿￿￿电磁法探测地下管线的￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿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(无需发射机)有源方式直连法夹钳法感应法发射机的信号输出方式1￿.1￿电力模式：动力电缆信号耦合到管道上用￿￿功能进行探测，检测的是管道携带的50Hz信号￿1￿.￿￿无源方式用￿￿功能进行探测，检测的是管道上携带的VLF无线电信号￿￿￿1￿.2￿￿无线电模式：长波电台信号耦合到管道上2￿.有源方式￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿2.1￿有源方式——直连法 2.1￿￿直连法施加检测信号（（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。

2）如果接触不好，输出电流太小(20mA以下)此时应除去连接处的铁锈或降低接地电阻3）调节发射机增益和匹配频率后，开始工作直连法信号电流回路发射机发射机接地2.2￿有源方式——夹钳法使用使用““夹钳法夹钳法””感应的几种方法感应的几种方法（1）直接夹于目标管道（2）直接夹于目标电缆,不要在没有绝缘的带电导体上使用夹钳法3)连通绝缘法兰夹于其一侧2.3￿有源方式——感￿应￿法水平发射感应法（一）（一）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机方向一致的管线的信号最大，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垂直发射感应法（二）垂直发射感应法（二）不向目标管线加载信号垂直发射方式激发其邻近管线，使其正下方的管线的信号最小对于密集管线，采用上面两种方法，有利于识别目标管线感应法（三）（1）不要在发射机20米以内使用接收机，此信号是发射机信号2）尽量避免用感应法测深度，如无选择，发射机的位置要离开深度测量点30m远第四章￿￿￿￿电磁法探测地下管线的探测技术￿3. 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,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回路，否则管线将无法形成电磁场，从而导致目标管线不能被接收机探测到！定位•峰值法•谷值法定深•直读法•70%测深法接收机的探测方法1.1￿峰值法1.接收机对目标管线定1.1峰值法•峰值法用于管线定位。

接收机在管线正上方响应最大，信号成峰状•水平线圈：•在管线正上方且与管线垂•直时响应最大1.接收机对目标管线定1.￿接收机对目标管线定位1.2.￿谷值法零值响应零值响应A1.3￿管线位置的确定1.￿接收机对目标管线定位峰值响应峰值响应488659B 3.￿接收机对目标管线定位￿￿1.3￿管线位置的确定峰值响应峰值响应零值响应零值响应B A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.￿接收机对目标管线定位1.3￿管线位置的确定1.4谷值法•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•垂直线圈在管线正上方响应最小，谷值响应曲线非常陡峭，定位比峰值法更容易，但是抗干扰能力差1.￿接收机对目标管线定位信号强度信号强度d 1.2m目目标标管管线线2.￿深度测量2.1￿直读法•在管道上方测量深度偏移管道会产生误差•可以用峰值法和谷值法分别测量深度•如有干扰选用70％法定位深度2.1直读法测深2.2￿￿70％测深法2.3￿￿深度测量的注意事项•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•对大口径管测深时，应注意管顶埋深与中心埋深的差异•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度相同，则可以确定测深是准确的•不要在弯头和三通附近测深•至少离开弯头或三通五步•在用感应法施加信号测深时，至少要离开发射机30步。

这样可以消除发射机一次场的影响2.3￿￿深度测量的注意事项3.￿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调回峰值模式进行确认•如果响应突然下降，停下来，调高灵敏度，以下降点为中心，沿半径为两步的圆弧走动检测过程，信号突然消失管线可能改变了方向也可能是深度增大了对应方法：调高增益3.￿管线的追踪探测如果信号衰减幅度很大，此处的管线可能有三通如果信号完全消失，可能到了管线的终点如果信号变得模糊，而且散布范围大，管线可能进入了钢筋网，将接收机提高50cm并减小增益，继续追踪4.管线探测的异常处理。