RDRD4000地下管線探測儀使用技巧

2022-09-25 14:51:05 字數 4629 閱讀 9846

雷迪公司北京辦事處

一、 管線儀簡介

rd400、rd4000管線探測儀均為由一台發射機和一台接收機組成,用於地下金屬管線路由的精確定位、深度測量和長距離管線的追蹤。它採用了雷迪公司獨創的雙水平線圈和垂直線圈電磁專利技術,並且增加了測量目標管線電流強度和電流方向的功能,提高了管線儀定位的精度和對目標管線的識別能力,在管線密集複雜的區域也能準確地對目標管線進行追蹤和定位。

rd400、rd4000地下管線探測儀還有許多可選配件,從而擴充套件了它們的用途和應用範圍。不但可以對直埋管線的對地絕緣故障點進行準確的定位,也可以對非金屬下水管道、汙水管等的進行探測,還可以使用特殊夾鉗(或聽診器)從很多根管線中識別單一的目標管線。另外,雷迪公司還提供了探測深度更大的雙深度天線及專門用於水下工作的水下雙深度天線等配件。

二、 管線儀的探測原理及方法

1、 原理

rd400、rd4000地下管線探測儀使用的是電磁感應法。

用管線儀的發射機在地下管線上施加乙個交變的電流訊號i。這個電流訊號在管線中向前傳輸的過程中,會在管線周圍產生乙個交變的磁場。其大小為i=k*i/r,方向為等勢圓周上的切線方向。

將這個磁場分解為乙個水平方向的磁場分量和乙個垂直方向的磁場分量。通過向量分解可知,在目標管線的正上方時水平分量為最大,垂直分量為最小,而且它們的大小都與管線的位置和深度呈一定的比例關係。因此,用管線儀接收機裡的雙水平天線和垂直天線分別測量其水平分量和垂直分量的大小,就能準確地對地下管線進行定位和測深。

2、 方法

rd400、rd4000地下管線探測儀都有無源工作方式和有源工作方式等兩種方式。

無源工作方式用來搜尋乙個區域內未知的電力電纜及其它一些能主動向外幅射訊號的管線。不需要發射機對目標管線施加訊號。有電力(power)和無線電(radio)兩種模式。

將接收機調到這兩種工作模式,調節靈敏度,得到合適的讀數,提著接收機在區域內進行網格搜尋,並使機身面與移動方向成直線且盡可能與通過的管線呈90°,接收機有響應顯示時,則表示有管線存在。

有源工作方式用來追蹤和定位由發射機施加到目標管線上的訊號,從而對管線進行定位和測深。發射機施加訊號的方法有直接法、夾鉗法和感應法三種方法。接收機對目標管線進行定位有峰值模式和谷值模式兩種模式,深度測量有直讀法和70%法兩種工作方法。

使用接收機還能對施加到管線上的訊號電流的大小和方向進行測量(限於pdl型儀器)。

峰值模式用兩個水平天線接收目標管線訊號的水平分量。接收機在目標管線的正上方將得到最大(峰值)響應。谷值模式用乙個垂直天線接收管線訊號的垂直分量,接收機在目標管線的正上方響應為零(谷值)。

直讀法測深時,將接收機放在管線的正上方,使機身面與管線走向保持垂直並與管線成90°,按下深度測量鍵直接測量深度。70%法深度測量精度高,抗干擾能力強。在管線正上方時,將讀數調整到合適值,使其下端接近並垂直地面,然後將接收機沿與管線垂直方向左右移動,並保持與在管線正上方時為同一高度,直到顯

示器讀數下降到管線正上方時讀數的70%。這兩點之間的距離即為管線的深度。

定位誤差的矯正:當探測的目標管線旁側存在干擾時,即旁側管線感應的訊號與目標管線上的訊號疊加在一起,這時無論何種管線儀無論是峰值還是谷值定位都會存在偏差。針對雷迪管線儀可採用如下方式改正,找準儀器的峰值位置和谷值位置並做好標記,目標管線正確位置在峰值點另一側,距離為峰值、谷值位置距離的一半。

三 、 應用

1、頻率選擇(發射機頻率的確定):低頻耦合作用小、穿透力差、衰減平緩;高頻耦合作用大、穿透力強、衰減較快。右圖上:

管線表面積增大使訊號洩漏隨之變大;下圖:乾燥土壤應使用高頻訊號、潮濕土壤應使用低頻訊號。

下圖:識別單根管線的能力:高頻訊號更容易耦合到其它管線,這樣將難以識別正確的目標響應,所以在條件允許的情況下,應該盡可能地使用較低的頻率。

雖然高頻訊號有如此不足且衰減較快,但是較小的高頻訊號很容易從地表感應到管線上;

下圖:高頻訊號在較短的管線上更容易激發出電流以供檢測; 下圖:高頻訊號的耦合作用可以使訊號跨越絕緣的柔性介面,繼續沿管線傳輸(電容原理)。

具體應用時:感應法可選8k(適用於電纜、鋼管等)、33k(鋼管、鑄鐵管、鎧裝光纜等)、65k(柔性介面鑄鐵管、光纜等)。夾鉗法可選8k、33k、65k及混合頻率發射(適用於rd400),頻率適用範圍同感應法。

混頻可任意組合8k、33k、65k中的兩個或三個頻率。直連法可選lf、lf+cd(適用於電纜、鋼管等)、8k、33k、65k(適用範圍同上)、ff(外絕緣故障查詢)、混頻。

2、直連法訊號載入前應清潔載入點,訊號將沿管線雙向傳輸,但分配並不是均勻的,接地點應與管線有一定的距離(≥5m),接地針應插入泥土,必要時澆水以降低接地電阻,以利於訊號傳輸到遠端。值得注意的是:『5m』並不單純指接地點與載入點的距離,如左圖:

很短的一段管道與接地線形成了好的迴路;右圖是接地點靠近未知分支形成較短迴路的情況,發現上述情況應重新選擇接地點,保證接地點到管線有足夠的垂直距離。

3、夾鉗法載入訊號應注意:必須構成迴路!a、管線直

埋、向兩端延伸且足夠長;b管線向兩端延伸,末端接地;c、如右圖,一端直埋足夠長或末端接地,另一端有絕緣介面,須橋接或直接接地;d、夾鉗必須閉合。

警告!!a、無論是直連法還是夾鉗法,都不能直接對無絕緣保護的帶電裸線載入,以確保人身和儀器安全;b、在載入操作完成之前,發射機必須關閉;c、直連法開機後不可觸控被激發的管線。

4、感應法是當不能直接接觸管線時,給管線施加訊號的方法。發射機開機,無須接觸管線,訊號便可施加到管線上,簡便又快捷。缺點是訊號會感應到目標附近的其他管線上,有時會影響到目標的精確定位。

在條件允許的情況下應盡量使用直連法,因為直連法載入的『一次』訊號效果較好;其次應選擇夾鉗法,夾鉗法是最強的感應模式。但是感應法在很多情況下是非常方便和實用的,比如潮濕土壤中大管徑的自來水管道、柔性介面較多的管道、無法開挖載入的光纜等,最重要的是對未知管道的探測,以上情況需要對感應法有較好的掌握。

5、峰值、谷值切換:追蹤單一管線時,使用谷值模式,可根據左右箭頭指示快速確定管線位置(如右圖),但在追蹤中必須周期性地調節到峰值模式以檢驗並準確標記。峰值、谷值定位結果相互驗證,可以有效地把握管線定位精度:

兩種方式定位結果相差<15厘公尺時,峰值定位結果準確可靠,兩種方式定位結果相差≥15厘公尺時,實際管線位置在峰值定位點的另一側。注意:峰值定位使用雙水平線圈,精度遠遠高於谷值法,在實地標記前的定點定位工作必須使用峰值模式驗證。

6、電流方向指示:在直連方式下,通過電流方向指示可以快速識別目標管線,如右圖:目標管線的電流方向是『遠離』發射機的,干擾管線上的感應電流方向是相反的,對於判斷目標管線具有一定的指導作用。

7、深度鍵:在直連方式、目標管線上工作訊號的電流強度>6ma時有效。可直接讀取管線埋深(公制單位),理論上讀數為管線中心到管線儀底部的距離。

注意:a、測深前必須定位準確;b、當埋深較淺(≤20cm)或有干擾時,可適當提高發射機穩定後檢測(右上圖);c、距離發射機10m(30英呎)內發射機電磁場干擾深度測量,必須遠離發射機10m後才能進行測深操作(左圖),如果必須檢測初始段埋深,可增加一根>10m的輔助線;d、t型管道及轉彎處電磁場發生畸變,測深不準確(見右圖)。

8、管線/探頭模式:金屬管線探測必須選擇管線模式;選擇發射探頭定位模式配合非金屬探頭可用於非金屬管道追蹤。工作中應注意不要混淆。

9、水平定位找到訊號最大響應點後,原位旋轉接收機,最大響應值位置儀器大面垂直方向為管線方向(右圖)。

10、綜合方法要點:

①、訊號電流將沿管線衰減,衰減的程度因管線絕緣或防腐保護層的不同而不同,但沒有特殊情況時衰減基本上是均勻的,如果電流強度在較小的範圍內有很大的變化,則可能是有分支或其它管線的搭接等情況,必須注意查詢。查詢的方法如下圖:從訊號突變點向後退5m,以突變點為圓心進行『切割』。

可能會出現的情況:

a、 發現分支;b、發現轉彎—ⅰ;c、發現轉彎—ⅱ;d、發現終點或斷點。

應該注意的是:訊號響應的變化是電流強度變化的必然反應,但訊號響應的變化如果是管線埋深等變化造成的,這時如果檢測電流強度,將不會有明顯的改變。另一種尋找分支的方法是:

在主管線兩側50cm處,接收機大面平行於主管線進行『切割』搜尋。

②、70%法測深:即使是在直連方式下,直讀法測深抗干擾能力較差,70%法抗干擾能力強、精度高、測深更加準確,可以用於檢驗直讀法測深的精度。

③管線調查方法:首先使用電力工作模式(工頻)和無線電模式分別進行網格搜尋(如上圖),『切割』線路間距1m,對異常點進行標記並繪製草圖,然後使用發射機和接收機配合對管線進行準確定位並測深。網格搜尋只能探測到一部分管線,下一步的工作是使用發射機和接收機配合、(間距大於20m),分別使用所有匹配頻率沿著四個不同方向探測,見下圖,

使用上述方法能夠準確地找出所有

金屬管線。進行管線追蹤時,接收機確定管線位置並標記a,追蹤行進20-25m,標記b,發射機移至a;接收機繼續追蹤行進20-25m,標記c,發射機移至b……,如此迴圈操作,可以更準確地定位管線。發射機正下方訊號最強,精確確定發射機正下方管線的位置和方向非常重要。

左下圖所示為估算的感應訊號強度,如果轉動發射機使其線圈處於垂直位置,感應訊號強度為一種特殊的分布方式,如右圖所示:當中間為通電的電纜,鄰近的兩個管線間距較小,難以用普通方法準確分辨這三條管線時,可以試用這個方法。使用

感應法時,在發射機10m(30英呎)範圍內,接收機將會接收到發射機的訊號,不能在距發射機 10m以內使用接收機。可以用發射機直接檢驗接收機(上圖):如果接收機響應變大,應該降低發射功率或增大接收機與發射機之間的距離。

當鄰近管線埋深比目標管線淺時,鄰近管線上接收機響應值有可能大於目標管線(上圖),但訊號電流強度要小於目標管線,這是排除干擾的乙個重要方法(直連法有效)。當目標管線上方有鋼筋網或其它干擾(左圖),造成接收機響應雜亂時,可適當提高接收機,將有助於消除干擾。

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