随着城市建设的迅猛发展,非开挖铺管日益普及,地下管线空间分布日趋复杂,密集管线、高阻抗管线和大埋深管线的探测难度越来越高,管线权属单位、市政工程单位和专业探测工程单位对探测仪器性能和探测技术提出了更高的要求。
目前管线探测仪应用面临的主要问题是:一、需要提高接收机灵敏度和发射机输出效率,使探测深度和探测距离满足现实需求;二、进一步提高接收机信噪比,以保证复杂管线的探测精度;三、发射机在提高输出效率的同时保证必要工作时间;四、仪器质量具有足够稳定性,能够保证正常施工顺利进行。
2005年以来,地下管线探测仪更新换代速度加快,不断应用最先进的CPU、DSP、线圈等技术向智能化方向发展,仪器结构、探测性能和功能出现很多创新性的变化,更加适合管线探测现实。雷迪公司2007年最新推出的LD6000全频管线仪,就是当前先进管线仪的典型代表。
1.全频接收功能
LD6000全频管线仪采用新型线圈,不仅提高了信号灵敏度和分辨率,而且突破性地实现了接收机的全频接收功能。该接收机能够接收50Hz~200kHz之间的任意频率,兼容目前所有管线仪的工作频率。该机的接收机目前预设45个主流管线仪频率,发射机预设8个直连频率(512Hz/640Hz/8kHz/9.5 kHz/33kHz/38kHz/65kHz/80kHz)和3个感应及夹钳频率(33kHz/38kHz/80kHz),用户所需要的其它接收频率和发射频率均可通过软件免费定制。
全频接收机可根据管道及地电条件的差异,选用不同的工作频率,以提高对各种复杂管线条件和工作环境的适应能力。一般地,50Hz~1kHz低频频率适用于采用直连法探测长输钢管和长途通信电缆,由于信号率减率低、不易产生互感,具有探测深度大、探测距离长和探测精度高的特点,但低频不适用于高阻抗管道和无直连条件的电缆,也不适用于特别干燥的土壤环境;8k~40kHz中频频率是管线探测常用和首选频率,适用于探测中低阻抗管线以及一般土壤条件,而且可使用直连法、夹钳法、感应法等多种激发方法,探测深度、探测距离和探测精度也基本能够令人满意,其中30k~40kHz中频最为高效;40kHz~200kHz高频频率适用于探测带有胶圈接口的高阻抗管道和高阻抗的光纤电缆以及特别干燥的土壤环境,但由于信号衰减率高、传播距离短,且易于耦合邻近管线产生干扰信号,应用范围具有局限性。因而,全频接收功能大大扩展了管线仪的应用条件,探测时能够根据管线条件和土壤条件选择最合理的频率,充分发挥不同探测条件的频率特性。
LD6000接收机兼容目前所有管线仪的工作频率,可与任意品牌的发射机一起使用,已有管线探测仪的用户仅购置接收机即可升级整机性能,降低采购成本和使用成本。
[实例1]
2007年10月,中石油管道分公司承接西气东输支线管道竣工验收项目,主要工作任务是检查已覆土的管道的位置和深度是否符合设计要求。该单位原有PCM防腐层检测仪一套,为在指定工期内完成任务,拟采用双接收机探测模式,即用PCM发射机施加信号,用两台接收机向两个方向同时探测的方法,以便提高工作效率。该单位使用雷迪公司提供的LD6000管线仪顺利完成该项目,经过现场试验和探测,LD6000接收机能够稳定地接收PCM发射机的128Hz和640Hz定位信号,定位精度和测深精度与PCM接收机基本一致,灵敏度高于PCM接收机,探测距离比PCM接收机远200-400米。
2、探测更深的管线与更远的距离 LD6000管线仪在信号输出与信号接收技术上的创新,提高了整机的测深和测距能力,能够探测更深的管线和更远的距离,大大提高野外探测效率。
在信号输出方面,发射机采用10W大功率输出,直连法最大输出电流高达1A,并采用新型高效感应线圈,增大了感应线圈磁矩,感应法激发性能较其它发射机提高30%左右。自动阻抗匹配功能充分发挥出大功率优势,不仅能够在高阻抗管线或干燥土壤等条件下实现有效激发,亦无需严格要求接地条件,适应能力明显增强。
在信号接收方面,采用高灵敏度的新型接收线圈和140dB信号增益,接收信号灵敏度明显高于同类接收机。
[实例2] 2007年11月在北京市测试200mm铸铁材质的供水管道,实际埋深为1.4m,土壤为高阻抗环境。
最大输出电流
频率 |
空载条件 (mA) |
实地同等条件 (mA) |
LD6000Tx |
某10W发射机 |
LD6000Tx |
某10W发射机 |
640Hz |
978 |
1000 |
68 |
45 |
8K Hz |
970 |
918 |
68 |
47 |
33K Hz |
982 |
356 |
117 |
51 |
65K Hz |
97 |
101 |
42 |
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