管线定位仪的原理和使用

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发布时间:14-11-28 18:08分类:技术文章 标签:管线定位仪
管道施工作业中需要对实际地点进行诊断定位来辅助工程的进展,一般的方法为资料收集、电磁感应法、探地雷达、示踪探头法、及扎探。但由于早年竣工资料缺乏准确性和完整性给管道管理带来相当的麻烦和隐患,而如果不采取合适的方法对管线进行定位而盲目的进行施工还有可能引起一系列的麻烦和危险。所以在进行开挖之一定要进行管线探测,而在管线探测领域中所使用的多数为管线定位仪,为此本章节也主要介绍管线定位仪的原理和使用方法。
管线定位仪的主要用途是为安全开挖提供保障,而且有经验的使用者还能借助仪器识别地下设施的种类,还能根据设施的特性进行识别和跟踪。识别和跟踪地下设施时,操作者借助仪器能快速、准确地完成对地下设施进行平面定位和深度测量的任务,从而对地下设施进行三维定位。
在介绍管线定位仪的使用方法之前,*来了解一下管线定位仪测量原理,理解测量原理能帮助我们更好的使用仪器,发挥仪器的*大性能达到事半功倍的效果,也可以通过学习理解这些原理来排除一些在实际我们使用测量中的一些简单的问题。
原理:电磁定律:通电导线产生磁场(右手法则),管线定位仪的原理是利用电磁信号的理论来感应并探测到地下金属管道和电缆的位置。在测量中通过发射机对金属管或电缆施加固定频率的信号,使目标管线产生电流,并在管线周围生成二次磁场,通过接收机在地面测定二次磁场及其空间分布,来判断地下管线的走向、位置和深度。发射机和接收机频率必须保持一致性。
走向定位原理:在介绍之前*来看一下测量板块,如图所示,接收机不同的线圈排布接收信号值的强弱来定位走向。
峰值法定位原理:当水平线圈轴线与通电导线垂直且处于管线的正上方时,水平线圈信号*强,在使用仪器时判定准确性的条件为水平响应曲线越陡峭曲线越对称则准确性越高。
谷值法定位原理:在管线的正上方时,垂直线圈响应*小。此方法适合追踪目标管线,当追踪目标管线确定是可以切换方法来测量深度等。
管线深度及电流的测量原理公式:
从原理测深公式可以看出电流可以有效的减少测量误差,提高仪器的信噪比也可以增大仪器的测量深度。以上是对仪器的测量原理的描述,在下一章中将会着重去描述仪器的使用方法,相信熟知原理之后在学习和使用起来会相当便捷。
在知道管线定位仪的测量原理之后在这里主要介绍管线定位仪的使用和实际的操作方法。在前文中也提到管线定位仪主要由接收机和发射机组成,发射机的作用是对金属管或电缆施加固定频率的信号,使目标管线产生电流,在管线周围生成二次磁场,而接收机的作用*是在地面测定二次磁场及其空间分布,来判断地下管线的走向、位置和深度。
仪器的使用:管线定位仪的配件功能和使用比较相近,因此在这里只做举例说明(RD8000),管线定位仪由接收机和发射机组成,如下图图中所示分别为测试线、接地钉、感应夹钳、接收机和发射机,接收机和发射机由电池供电,也可以选择充电电池组供电,将电池装入仪器的电池槽按压仪器电源键开机。
发射机:发射机主要构成由操作键盘、显示屏、输出接口等组成。实际操作起来也比较简单,根据实际情况选择合适的测量方法,在进行频率输出调节,发射机的频率的选择影响到信号的传播距离和识别能力,频率越高传播距离越小越容易感应到邻近的管线,影响管道信号传播距离的因素还有土壤状况,接地电阻和管线的直径。
接收机:管线定位主要靠使用人员操作接收机定位来完成,因此接收机的使用稍微麻烦了一点点,在前文的原理中我们也展示了接收机的内部线圈图,发射机波峰和波谷发的原理介绍,当检测工作都准备完成后。打开接收机频率与发射机调成一致。追踪管线的时候通过调节操作按键的上下增益来观察信号和指示罗盘来进行判断。如下图接收机工作状态显示图所示中间的圆圈(指示罗盘)代表邻近接收机的管线方向,上方的箭头表示邻近管线的位置,在上方一个格子表示的是信号强度及峰值的标记,图所示*是追踪到*大相应的管线(目标管线)施加和接收到的频率为512HZ。
实际应用:
测试方法:测试管道需要对被测管道施加一个目标信号便于追踪,因此有适用不同情况的测试方法如下图所示
直连法:直连法将发射机直接与需要探测的管道和电缆相连接(不能连接带电电缆)。发射机将直接给管线施加信号,可以使用接收机进行定位。此方法对个别管线施加了*佳信号,可以使用低频探测,从而可以追踪更长的距离。使用直连导线或夹钳将发射机与管道或电缆连接,同时需要一个接地棒形成一个回路。
感应法:发射机放置于被测区域的上方或附近。选择适当的频率。发射机将感应任何来自附近金属导体的信号。感应模式下建议使用较高频率,因为高频率更容易感应附近导体的信号。
夹钳耦合法:信号夹钳适合在无需中断连接的情况下给带电电缆施加信号。主要用于电缆和小金属管线。
波谷波峰实际测量应用如下图所示: 管线定位仪实际测量追踪的方法(图示)
实际测量–区分管道和电缆: 电力信号:50/60HZ ;无线电信号:14-26Khz
接收机测量带电线缆和阴极保护等信号线缆时无需使用发射机,选择对应的频率直接追踪测量即可,如市电工频50HZ,在接收机上直接选择50HZ电力模式。
基于实际测量碰到的情况比较复杂,使用人员需熟悉仪器的使用方法和测量方法这里加深一些测量的介绍,如果所探测的管线比较复杂还需要使用人员的丰富经验来完成测量。
•以下图示所指文字解释部分分别对应文字上图进行从左至右描述
•不要在离发射机十米以内使用接收机在这个距离接收机可能接收到直接从发射机发射出来的信号(一次场)。
•将接收机指向发射机,如果响应增大。减小输出功率或原理发射机。如果响应减小则表示接收到的是地下管线的信号。
•夹钳法是给电缆施加信号的一直很方便的方法。
•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*强、(夹钳链接管道时应注意管道的绝缘法兰)。
•确定管线的位置后转移接收机,注意观察读数变化。
•机身面与管线走向垂直时读数*大,平行时读数*小。
•用峰值法找到管线的位置转动接收机确定管线的走向,把接收机调到谷值法,沿着管道走向左右摆动接收机,追踪过程中不时的调会峰值进行确认。
•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两步的圆弧走动。
•管线可能改变了方向。 •也可能是深度增大了此时应调高接收机增益。
•可能有三通。 •如果信号完全消失可能走到了管道的终点。
•如果信号变得模糊而且散步范围大,管线可能进入了钢筋网。将接收机提高五十厘米并减小增益继续追踪。
•设备的电流测量具备在管线密集区识别目标管线提供绝缘情况的资料
•在管线密集区用峰值响应识别目标管线可能出现错误。
•测量并对比各个管线的电流大小使我们找到目标管线。
•管线上的电流会随着发射机的距离衰减,衰减率由管线类型和土壤状况决定。
•不管管线的类型如何衰减率都是比较稳定的没有突然的下降。
•电流突然有下降表明管线有破损或分支。
•管线密集区域识别目标管线的有效方法。
•用直连法施加信号电流向离开发射机的方向移动。
•有些信号会感应到邻近的管线上。
•通过对比接收机上的箭头方向*可以识别目标管线。
以上是对实际测量中方法的介绍,通过文章的阅读在结合实践后,在进行管线施工作业中会便捷很多。

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美国艾默生里奇

SR-20–地下管线测探测仪

深圳市鹏锦科技有限公司

联系人:谭宁莉

Speed快捷

Accuracy精确

Confidence自信

SR-20管线定位仪探测原理:

SR-20管线仪采用电磁法探测地下管线,通过信号发

射机对金属管线施加信号,在金属管线中生成管线电

流并在管线周围产生感应磁场;通过接收机测定管线

的感应磁场,从而准确地确定管线的位置、深度、走向

和信号电流强度。

SR-20管线定位仪特点:

1.专利“全向天线”设计,三维立体定位

2.目标管线显示,能够给操作者指出目标管线的走向,可以显示目标的变化情况。

3.导向箭头,指引操作者快速找到目标。

4.接近信号强度显示,可以帮助操作者更靠近目标正上方,实现快速定位。

5.连续深度显示,提高工作效率。

6.Omi-Seek,在无源模式下使用全向无穷大模式,可以连续不断的搜索电力及无线电信号,提高工作精度及效率.

7.客户自定义频率,客户可以根据需要手动设定10HZ-35KHZ频率,使用方便。

8.显示屏幕超大,直观。

9.内置多种无源探测频率选择,快速找出待挖区域未知管线。

10.操作简单,携带方便

SR-20能快捷、精确、自信的查找出管线的方向和实时深度、信号强度显示在界面上,让使用者一目了然.

SR-20探测模式

SR-20有三种截然不同的探测模式.它们是:

一.无源探测模式:

1.电力电线探测模式,主要应用于交流电力输送系统的电线探测.国内电线频率50Hz.

2.无线电探测模式,无线电波频率0-1000GHz,主要应用于能感应到无线电频率的金属管线探测。注:在无源模式下不会用到信号发射机

二.有源探测模式:

通过信号发生机,选定一个频率施加于一段较长的导体上,用于探测具有导电性能的管道、管线或电缆。

三.发射探头探测模式:

配合管道疏通机、管道内窥镜,用于探测非金属管道、沟渠或隧道内的发射探头或者不能被前两种模式探测到的地方

管道定位器系统使用方法–寻线。

2.另外一种方式是电磁信号通过感应方式施加信号给地下管线,而不是通过直联模式。例如:有些埋在地下的管线,就像一个天线一样,可以接收到高能量、低频率的无线电频率,然后再辐射出这些信号,通过定位这些信号可以判断管线的位置

3.距离很近的管线在电磁耦合的作用下也会相互感应,尤其是在高频信号下,比方说管道有可能会感应到附近50Hz的交流电线,同时也可能会感应到附近的无线电频率。这样会给定位带来困难。

优点:

1.发现并避免破坏未知金属管线

2.无需配备信号发射器,省钱

无源探测模式操作技巧

1.在无源模式下,使用一种频率探测不到任何信号时尝试选择其他频率。

2.如果探测的是电线,请留意下周边的配电情况,结合周边环境来探测

3.在无源模式下,探测电线情况较多,如果是探测有线电视线、电话线,网线、手机线请大家尝试使用无线电频率探测模式。

4.通常情况下,有源探测模式比无源探测模式可靠,如果条件允许,优先考虑使用有源探测模式。

有源探测模式

通过信号发生机,选定一个频率施加于一段较长的导体上。用于探测具有导电性能的管道、管线或电缆。

给目标施加信号只有2种方式.

Conductive–metaltometal–“directconnect”“直联法”

Inductive–non-metal–to–metal–“感应法”

1.使用感应夹钳

2.信号发射机感应方式:

信号发射机自身内置线圈,会产生电磁场,通过感应方式给附近的金属导体施加信号。

SR-20应用领域

油田化工供水电力供气/燃气市政/军队

里奇管线定位仪用于在地面探测定位地下供水管道的准确位置、埋深、走向、路径和信号电流强度。

技术性能

接收机技术参数

用途探测地下管道和电缆的位置、深度、电流、路径等定位模式8天线全方位定位。直观显示管线影像,获影像显示专利。

预设接收频率

信号发射器频率:16HZ,512HZ,640HZ,850HZ,8KHZ,16KHZ,33KHZ

有源探测频率:128HZ,1KHZ,8KHZ,33KHZ,93KHZ,262KHZ

电线探测频率:50HZ,60HZ,4khz宽带

无线探测频率:4KHZ——15KHZ,15KHZ——36KHZ

增益范围:自动

定位精度深度+-2.5%

测深精度0-3米深度的+-2.5%,3-5米深度+-4%,6-10米+-8%

方向测量精度:15°以内弯点/三通点2米内

5°以内弯点/三通点2米内

电流测量精度实际电流+-2.5%

测深范围0-10m

显示屏3.52英寸液晶彩屏

附件端口1个USB端口,1个充电端口

外壳高强度碳纤维,高密度热塑

电源充电电池和碱性电池双电源供电

工作时间=45小时

重量2.1kg

9.4.2.2发射机技术参数

功能对管线施加特定频率的定位信号

输出模式感应模式,直连模式,夹钳模式。

输出方式自动阻抗匹配

输出频率感应模式:33K,8K

直连模式:10KHZ——490KHZ任意频率

最大输出功率10W

最大输出电流1ARMS

电源充电电池工作时间=20小时

重量4kg

工作环境-20度-——50度,IP54,NEMA4

设备配置

10W大功率发射机1台

100mm以内标准夹钳1个

LED屏显示发射电量,频率,电池状态。

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