地下管线探测仪的工作原理及查找方法介绍
发布时间：2015-06-16 08:49 来源：华电国威
GW-2134G型地下管线探测仪由一台发射机、一台接收机及附件构成，用于地下管线的精确定位、埋深测量和长距离的追踪以及对管线绝缘故障点的测量查找。GW-2134G型地下管线探测仪采用了多线圈电磁技术，提高了管线定位定深的精度和目标管线的识别能力，在管线密集复杂的区域也能准确地对目标管线进行追踪和定位。因而GW-2134G型地下管线探测仪在电信、网通、移动、联通、铁通、电力、自来水、煤气、物探、石化和市政等行业得到了广泛的应用。
今天小编就地下管线探测仪的原理和现场测试方法给大家做个小结：
探测仪路径查找原理：根据电磁理论，交变的电流在空间产生一变化的磁场，其关系满足安培环路定律。如果周围是均匀介质，加载交流电流的导体足够长、直时，在该导体周围产生一个同轴的交流电磁场，磁场强度的大小正比于电流，反比于到导体的距离。如将一线圈置于这个磁场中，在线圈内将感应产生一个同频率的交流电压，感应电压的大小取决于该线圈在磁场中的位置，当磁力线方向与线圈轴向平行时，线圈感应的电压水平分量呈极大，如图3.1所示;当线圈轴向与磁力线方向垂直时，感应的电压水平分量最小，为极小值；如图3.2所示。探测仪正是利用这一特点实现埋于地下的管线的路由查找。这两种极大值、极小值的探测方法即对应测量路由的峰值、谷值法。
探测仪埋深测量原理：接收机内有上下两个相同的水平放置的线圈，它们之间的距离已知。在路由正上方测量得到的上下传感线圈的信号强度，按照电磁理论，可以反推算出未知的目标管线埋深大小。
假设接收机内两平行的探测线圈的中心距为L，在路由的正上方检测到的信号分别为v1、v2，则埋于地下D处的管线理想情况下满足公式：D=L/（V2/V1-1）
探测仪正是利用这样的关系实现直读法测量管线的埋深。
GW-2134G地下管线探测仪主要的功能是测定地下管线的路由，管线的埋深还有多管线的情况下目标管线的识别。
多种测量方法：
（1）注入法：用于有注入点的管线。
（2）钳夹法：用于被测管线有一段外露，便于钳夹夹钳的管线。
（3）感应法：用于无注入点或无外露的管线。
对于一般电缆的测试，操作人员必须选用施加最佳的发射机信号方式。总结探测领域的经验教训或通过对应用技术的实践能确定施加发射机信号的最好方法。在保证能发出足够追踪信号的情况下，使用最低的信号电平，这样可节省电池。开始探测时，应把输出百分比调至较低位置，信号强度不够时再将百分比调高。常用的施加发射机信号的方法有注入法、感应法和钳夹法。无论用哪种方式施加发射机信号，都有要保证被信号的目标管线能够构成一定距离的信号电流回路，否则管线将无信号电流形成的电磁场，从而导致目标管线不能被管线探测仪探测到。构成信号电流回路可以通过管线表面与大地的直接接触，也可以是通过管线绝缘外经内导体与大地形成的电容。必要时将管线的适当部位接地。从信号传输的效率方面来看，注入法是将信号直接加载到管线中，效率最高，在远端可接收到的信号也最强，有可能的场合尽量采用此法；钳夹法则通过磁场集中的环形磁路将信号耦合到管线中，效率居中；感应法采用的两次耦合方式，效率较差，但对管线的状况要求的最低而使用的更为广泛。对各种方式下都有几种可选择的频率，总的说来，电阻率高的管线（如通信线缆的铠甲、带防腐涂层的管道和铸铁管等）用31KHz的频率的信号传输的性能较好，当然信号衰减的也越快，发送的距离也越短。频率低（如480Hz）的信号适用于长距离管线的追踪，由于频率低，它对相邻管线的耦合也较小。
注入法适用于管线有电气连接点在外的情况，如光电缆的出线盒、金属管道的螺栓等。将信号输出线插入发射机输出插座， 红色线的鳄鱼夹连接到目标管线上，必要时要清除连接点处的涂覆物，保证良好的电气接触。另一黑色线的鳄鱼夹连接到接地棒上，黑色导线与管线保持垂直，其距离应大于3米。注意接线要可靠，尤其和机身相连的输出插头要插到位。注入法测量时，发射机将对端口状况先行测量。若线路上无残留电压时自动进入信号输出状态，若线路上存在较高电压时，将有告警提示,同时测量不再继续下去,请查明原因后再进行测量。如果发射机发射点附近下方的管线对地绝缘阻值较小（100Ω以下，甚至短路为0Ω）或在光缆接头盒附近，则注入的信号会从管线绝缘不良处大量泄露。发射机的液晶显示器会显示输出电流的大小。 如果输出电流太小，则应检查一下发射机与目标管线的电气接触和发射机接地情况，必要时改变一下接地位置或向干燥的泥土及沙土中撒点水。
感应法：发射机内有一个发射线圈，可以将信号直接感应到发射机下面的管线上，对较深的目标管线，由于信号从发送到接收是通过两次电磁耦合，这种方法的效率很低，感应法通常只用在深度不超过2米的管线中。要注意的是信号既能感应到目标管线上也能感应到邻近的管线上。信号的部分能量在空中辐射，在距发射机距离较近的接收机有可能接收到经空中传输来的信号。发射机放置的位置离管线的一端距离不要太近，否则发射的信号再强，在管线中不会形成较大的感应电流。接通发射机电源，把发射机放在直埋管线的正上方，并使发射机与直埋管线或电缆处于一条直线上，即线圈竖立方向与电缆走向一致。在确保接收到的信号是由地下管线二次辐射的地方开始定位管线。判断的常见方法是：将发射机向任意侧移动一、二步，若从接收机上的响应看到管线也在移动，则表示接收机与发射击机之间的距离太近。另一种方法是将接收机直接对准发射机，这时若接收机的响应不变或增加，则表示接收机接收的是空中信号，如查出现这种情况则应减少发射机功率，并减少接收机的灵敏度，或者把测试地点退后20米试试。
钳夹法：钳夹作为重要的附件之一，用来将发射机的信号直接施加到目标管线上。钳夹可在不中断供电的情况下安全地对带电电缆施加各种频率的信号而耦合信号却很小。请注意，钳夹信号传输距离比直接连接信号的传输距离短。把钳夹的插头插入发射机的输出插座。用钳夹套住管线，要保证钳夹的钳口闭合，然后接通发射机。当钳夹套在电力电缆上时，不要触碰钳夹电缆上的外露插头。尽管绝缘电缆没有真正的接地点，但只要钳夹两侧有适当长的一段被埋在地下，远方人为接地，也能追踪这条绝缘电缆。
直读法深度测量能作深达4.5米的深度测量。该方法简单快捷，在无干扰的情况下有很高的测量精度。但直读法有抗干扰能力较差的缺点。首先用接收机对目标管线峰值和峰谷响应作定点定位。如果两个位置不一致，则表示有干扰存在，重新施加发射机信号清除不需要的信号后再试一次，在两个信号响应一致的地方进行深度测量。测量埋深时，将接收机放在管线正上方，机身面与管线成直角并与地面垂直，且贴近地面。若周围环境没有干扰时，深度测量的精度可达5%以上。但是，探测人员不可能知道条件是否始终是合适的，因此，应采用下面的方法来作进一步核实。检查管线走向是否直的，至少在测量点两边5米范围内应是直的。检查信号在 10米范围内是否稳定，若稳定就在原来的测量点两边作深度测量。检查在目标管线3米或4米距离是否存在载有强信号的邻近管线。这是深度测量中产生误差最常见和最严重的原因。邻近管线中的强信号甚至会引起50%的误差。在稍微离开管线定位位置的几个点上分别作深度测量。测量值最小的那一点的深度读数最精确。
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