常用金屬管線探測儀的性能對比

班明才　鄧文兵

（中國冶金地質(zhì)總局湖南地質(zhì)勘查院湖南長沙410016）

常用金屬管線探測儀的性能對比

班明才鄧文兵

（中國冶金地質(zhì)總局湖南地質(zhì)勘查院湖南長沙410016）

介紹常用四種有代表性的管線儀性能、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、綜合運(yùn)用、應(yīng)用實(shí)例。

電磁法管線探測PL-960RD8000ZB-2008PCM

1　前言

隨著我國城市化腳步加快，城市地下管線的鋪設(shè)也日益增多。對于城市的“血液”地下管線的探測已經(jīng)成為了我國一個(gè)很重要的行業(yè)。當(dāng)前全國各地管線事故頻發(fā)，市面上所出產(chǎn)的管線探測儀器，品種多樣，性能參差不齊。地下管線工作者有必要對主要使用的各種管線探測儀的性能、優(yōu)勢和缺陷了如指掌。才能對癥下藥，采取正確的方法手段，使用合適的儀器設(shè)備，甚至使用多種儀器相互配合，以提高探測工作的準(zhǔn)確率和效率。

2　方法原理

電磁法是探查地下管線最主要的一種方法。它是以地下管線和周邊介質(zhì)的電性和磁性差異為基礎(chǔ)，通過觀測其周圍電磁場的空間分布規(guī)律，從而達(dá)到尋找地下管線的目的。

根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，若在地下一根導(dǎo)體周圍有交變磁場穿過，導(dǎo)體內(nèi)部的磁通量發(fā)生變化，則導(dǎo)體內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，因?qū)w與大地形成了回路，故在導(dǎo)體內(nèi)部就會產(chǎn)生一交變電流。該電流的強(qiáng)度大小與穿過導(dǎo)體的交變磁場的大小、頻率，導(dǎo)體的導(dǎo)電性，周邊介質(zhì)的電阻率，導(dǎo)體與場源的距離有關(guān)。

管線探測儀由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)以及其它附屬的輸出線路組成。發(fā)射機(jī)內(nèi)有電源、電子線路和發(fā)射線圈，其功能就是對地下管線施加這一交變磁場（一次場），其激發(fā)方式有感應(yīng)法、夾鉗法、直接法和示蹤法（信標(biāo)法）。接收機(jī)內(nèi)有接收線圈、電子線路和顯示屏。通過接收機(jī)各個(gè)線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流，就可以觀測到地下管線受激產(chǎn)生感應(yīng)電流后其周圍交變磁場（二次場）的空間分布。通過反演計(jì)算，從而知道地下管線的空間位置。

3　設(shè)備介紹

下面對四種有代表性的管線探測儀略作介紹，這四種儀器的功能正好能夠互補(bǔ)。常用功能就不多說了，主要說說各種儀器的優(yōu)缺點(diǎn)。

3.1日本富士PL-960

雖說在探測時(shí)，要優(yōu)先使用直接法和夾鉗法，不宜多用感應(yīng)法。但是PL-960的感應(yīng)法表現(xiàn)確實(shí)驚艷。PL-960抗一次場干擾的能力非常強(qiáng)大，在收發(fā)距（接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的距離）近至六、七米時(shí)，也可以探測到管線的位置和埋深，且定位、測深的精度很高。這得益于PL-960內(nèi)置的由日本富士公司自主研發(fā)并獲得專利的差動(dòng)天線技術(shù)。

對于源自發(fā)射機(jī)或者遠(yuǎn)方發(fā)出的磁場，在差動(dòng)天線處已經(jīng)可以視為均勻場，該磁場在線圈A和B所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小相等，因?yàn)榉聪驅(qū)樱瑢?dǎo)致外來磁場的感應(yīng)電流被抵消掉了。PL-960幾乎可以無視一次場或其它來自遠(yuǎn)方的干擾，這一特點(diǎn)使得PL-960在探測鑄鐵管時(shí)顯示出極大的優(yōu)勢。鑄鐵管本身導(dǎo)電性能就差，加之其接頭處又充塞了橡膠等絕緣的介質(zhì)，使得電信號在其內(nèi)部傳遞時(shí)衰減速度很快。實(shí)踐中，電信號在鑄鐵管中傳遞30米后，就幾乎無法用接收機(jī)追蹤了。其它管線儀如RD8000（收發(fā)距通常超過30米）在這種情況下幾乎是無能為力。PL960因其收發(fā)距短，就能輕松探測到鑄鐵管。

PL-960也有缺點(diǎn)，就是其功率小。導(dǎo)致其追蹤距離短，且對于埋深大于3米的管道就很難進(jìn)行探測了。

3.2英國雷迪RD8000

RD8000優(yōu)點(diǎn)是功率大（10W），供電電流強(qiáng)度可達(dá)300mA，探測深度大（可達(dá)10米）；可使用的頻率多（常用的就有512Hz、640Hz、8KHz、32KHz、65KHz、83KHz、Radio），可以探測到大多數(shù)的管線；RD8000還能夠適時(shí)顯示管道中心線埋深，使得探測效率大大提高；RD8000的無源探測功能非常強(qiáng)大，對于盲區(qū)管線的探測非常有用。

RD8000也有缺點(diǎn)，就是抗干擾能力差。若用感應(yīng)法的話，在收發(fā)距30米內(nèi)直讀埋深偏深，對于2米深的管線，直讀埋深可能會超過4米，而且若發(fā)射機(jī)位置偏離管道正方時(shí)，測深誤差會更大。這時(shí)不宜用直讀法測深。

3.3國產(chǎn)ZB-2008

ZB-2008優(yōu)點(diǎn)是功率大，輸出電流強(qiáng)度可達(dá)625mA，探測深度大，可達(dá)20米。

ZB-2008缺點(diǎn)有：頻率單一，只有512Hz這一個(gè)工作頻率；其接收機(jī)只有一個(gè)線圈，探測手段不多，效率低，抗干擾能力差；測深方法只有45度角法。

工作頻率低既是優(yōu)點(diǎn)（信號沿管道方向傳播時(shí)衰減慢，增大了探測距離，對于無縫鋼材質(zhì)的燃?xì)忾L輸管線，探測距離可達(dá)前后各3公里，共6公里），也是缺點(diǎn)（分辯率低，定位、測深誤差大）。

3.4英國雷迪PCM

PCM定位電流有三種頻率：128Hz、512Hz、640Hz。可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境來選擇最合適的頻率。輸出功率大（最大達(dá)240W），輸出電流大（最大達(dá)3A），使得探測深度可以超過20米。缺點(diǎn)是儀器笨重（需要配一個(gè)發(fā)電機(jī)），價(jià)格不菲，使用成本高。

4　結(jié)束語

尺有所短，寸有所長。地下管線工作者不要迷信一種萬能的儀器能解決世間所有問題。市面上的各種管線探測儀各有其優(yōu)缺點(diǎn)。只有對各種儀器的優(yōu)缺點(diǎn)有了熟練的掌握，才能在探測工作中，根據(jù)現(xiàn)場情況，找出最正確的方法，使用最合適的儀器，以便提高探測的準(zhǔn)確度和效率。方法不當(dāng)?shù)脑挘惶祀y以完成三、五百米的探測任務(wù)；方法用對的話，一天能輕松完成三、五千米的探測任務(wù)，其效率可超過十倍，還能保證足夠高的準(zhǔn)確率，減少管線事故的發(fā)生。

[1]葉初陽。深埋管線的幾種探測技術(shù)與規(guī)程精度探討[B]。城市勘測2009年第2期.

[2]漢春、黃昀鵬。長距離深埋管線的探測效果[A]。物探與化探2006年8月.

[3]根顯、鄧居智。特深管線的探測[A]。中國地球物理學(xué)會第二十屆年會論文集[C]。2004：181.

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[5]鳳林，洪立波。城市地下管線探測技術(shù)[M]。中國建筑工業(yè)出版社，1998,69.

[6]福邦。城市地下管線普查技術(shù)研究與應(yīng)用[M]。東南大學(xué)出版社，1998.

O572.21+2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-219-1