管线定位仪的原理和使用

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，先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：在介绍之前先来看一下测量板块，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。