陜西意聯電氣對地下管線探測儀技術的發展趨勢分析展望

標簽： 地下管線探測儀

　　地下管線探測儀技術是管線施工和管網普查中必不可少的重要技術。陜西意聯電氣對該領域的(de)(de)幾種(zhong)常用方(fang)法(fa)(fa)進行了簡要介紹，分析了各種(zhong)方(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)適用范圍和局限(xian)性(xing)，并由此對未(wei)來地下管線(xian)測量技術的(de)(de)發展(zhan)趨勢作出了分析展(zhan)望。

1.常用的地下管線測量方法

　　地(di)(di)下(xia)管(guan)(guan)(guan)(guan)線按其材質可大致(zhi)分為(wei)兩大類：一、鑄(zhu)鐵管(guan)(guan)(guan)(guan)、鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)等(deng)金(jin)屬管(guan)(guan)(guan)(guan)線；二、水泥管(guan)(guan)(guan)(guan)、陶瓷管(guan)(guan)(guan)(guan)和工程塑料構成(cheng)的(de)(de)非金(jin)屬管(guan)(guan)(guan)(guan)道。目前常用(yong)的(de)(de)地(di)(di)下(xia)管(guan)(guan)(guan)(guan)線探(tan)測(ce)方法大都是(shi)利(li)用(yong)上述(shu)管(guan)(guan)(guan)(guan)線與周圍介質的(de)(de)物(wu)理特性(xing)(xing)（導電性(xing)(xing)、導磁(ci)(ci)性(xing)(xing)、密度、波阻抗和導熱性(xing)(xing)等(deng)）差異進行探(tan)測(ce)，不(bu)同的(de)(de)參測(ce)方法適(shi)用(yong)于不(bu)同材質的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)道和不(bu)同的(de)(de)地(di)(di)質條(tiao)件。較有代表性(xing)(xing)的(de)(de)方法主(zhu)要有利(li)用(yong)電磁(ci)(ci)定位儀(yi)EML(Electromagnet Locator)的(de)(de)電磁(ci)(ci)探(tan)測(ce)法、利(li)用(yong)探(tan)地(di)(di)雷達GPR(Ground Probing/Penetrating Radar)的(de)(de)方法和磁(ci)(ci)探(tan)測(ce)法等(deng)。

1.1電磁探測法

　　電磁探測法利用探測目標(管線)與周圍介質的導電性、導磁性和介電性的差異，根據電磁學的原理，觀測和研究人工或天然形成的電磁場的分布規律(頻率特性和時間特性)，進而推斷地下管線的位置狀態[2]。

　　應用電磁法探測地下金屬管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)時，需要(yao)假設管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)長(chang)(chang)(chang)度遠大于管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)埋深，可近似認為無(wu)限(xian)長(chang)(chang)(chang)。[3]對于無(wu)限(xian)長(chang)(chang)(chang)直(zhi)導線(xian)(xian)(xian)在空間產生磁場可描述為：

　　上式(shi)(shi)可(ke)看(kan)出(chu)，無(wu)限(xian)長直導線(xian)(xian)中(zhong)(zhong)電(dian)(dian)流(liu)(liu)在(zai)自(zi)由空間產(chan)生的磁(ci)場力線(xian)(xian) 圖(tu)在(zai)垂直于導線(xian)(xian)的橫(heng)截面上是一組以(yi)導線(xian)(xian)為圓(yuan)心的同心圓(yuan)，如圖(tu) 1 所示。式(shi)(shi)中(zhong)(zhong)：m0 為介質(zhi)的磁(ci)導率；I 為電(dian)(dian)流(liu)(liu)強度(du)；r0 為空間某點至導線(xian)(xian)的垂直距離。由

　　在各種不同的電磁探測方法中，可根據電磁場產生方式的不同分為直接充電法和感應法。直接充電法（夾鉗法）是將人工電流通過出露點接在管線上，用接收機直接接收電流產生的磁場信號，來達到探測地下管線的目的。該方法簡便可靠，能夠產生較強電磁場，故可在工程中優先選用。當受到條件限制無法應用直接法時，可采用感應法進行測量。

　　感應法前提假設是地下管線與周圍介質之間有明顯的電性差異。當地面發射機發出的電磁信號（一次場）遇到地下金屬管線及其周圍介質后，管線本身及導電介質均會產生感應電流。但由于金屬管線的導電性遠大于周圍介質的導電性，所以管線內的電流強度大于介質的電流強度，因此可認為管線相當于通電金屬導線。此時地下管線中的二次諧變電流將產生二次磁場，可在地面上通過接收線圈可觀測到。這樣就可以根據如前所述的二次磁場的分布規律，通過解釋分析，得出地下管線的位置和埋深。電磁感應探測法具有探測精度高、適用范圍寬、工作方式靈活、成本低、效率高等優點，得到較廣泛的應用。

　　電磁定位法主要適用于金屬管道或預埋金屬標記線的非金屬管道，而探測非金屬管道需采用示蹤電磁法。該方法是指在管道內塞入電磁示蹤器，或者通入帶電導線，然后用地面探測儀器追蹤電磁信號，達到探測地下管線的目的。用這種方法探測非金屬管道精度較高，簡單易行，因此獲得了廣泛應用。