地下管線泄漏故障點定位儀檢測原理

地下管線泄漏故障點定位儀檢測原理第1章  概  述

WBST-200管線綜合探測儀由一臺發射機、一臺接收機及附件構成，用于地下管線路由的精準定位、埋深測量和長距離的追蹤以及對管線絕緣故障點的測量查找。管線綜合探測儀采用了多線圈電磁技術，提高了管線定位定深的精度和目標管線的識別能力，在管線密集復雜的區域也能準確地對目標管線進行追蹤和定位。因而管線綜合探測儀在電信、網通、移動、聯通、鐵通、電力、自來水、煤氣、物探、石化和市政等行業得到了廣泛的應用。

WBST-200管線綜合探測儀提供多種可選附件，從而增加了它們的用途，擴展了它們的應用范圍。

使用管線綜合探測儀之前請閱讀本手冊。

地下管線泄漏故障點定位儀檢測原理第2章  主要功能、特點和技術指標

2.1主要功能

1、測定地下管線的路由

2、測定地下管線的埋深

3、多管線的情況下目標管線的識別

4、檢測并定位管線絕緣故障點

地下管線泄漏故障點定位儀檢測原理2.2主要特點

1、采用先進的信號處理技術、*新的集成電路元器件以達到優異的測試性能。

2、測量信號的多種發送方式:

（1）注入法：用于有注入點的管線。

（2）鉗夾法：用于被測管線有一段外露，便于鉗夾夾鉗的管線。

（3）感應法：用于無注入點或無外露的管線。

3、多種測量頻率：有480Hz、7.7KHz、31KHz和61KHz四種有源頻率以及電力線纜的50Hz無源頻率；用戶可以根據環境的不同進行選擇（如需要采用特殊測量頻率，請在定貨合同中注明）。

4、提高測試效率的不同的定位模式和功能：

（1）峰值模式：通過測量信號的極大值來確定路由的位置。

（2）谷值模式：通過測量信號的極小值來確定路由的位置。

（3）路由定向：直觀、迅速地指示路由的方向。

（4）絕緣故障查找（FF）: 查找并定位出管線絕緣惡化導致的故障點。

（5）聽診器：通過聽診頭從眾多管線中識別出信號所加載的管線。

5、輔助功能：

（1）接收增益自動調節：自動調節接收機的增益以使接收機處于優化狀態，免去了手動調節的繁瑣。

（2）聲響功能：接收機通過喇叭發出的音調變化直觀地反映測量的信號大小。

（3）管線狀態檢測：發射機在做注入模式時，首先檢測管線的絕緣電阻，殘余電壓，再將信號施加到目標管線上。當管線上絕緣電阻較小（近于對地短路）發射機將自動退出該模式，當殘余電壓較大時發射機告警，操作人員應立即停止信號的加載，關閉發射機。

（4）電池電量檢測：電池電量的實時檢測，當電量低到保護值時會發出報警自動關機。

（5）節電功能：發射機開機30秒左右未按其它鍵、接收機開機操作后，若10分鐘左右未再按其它鍵時，機器會自動關機，以節省電池電能。

2.3 技術指標

2.3.1發射機技術指標

2.3.2接收機技術指標

注:正常情況下指所測試的管線在上述測量范圍內沒有絕緣故障及其它干擾。

2.3.3 環境要求

2.3.4 物理特性

組件一（儀表組合）

用戶可以選配組件：

組件二（故障查找支架）

地下管線泄漏故障點定位儀檢測原理第三章 工作原理

3.1探測儀路由查找原理

根據電磁理論，交變的電流在空間產生一變化的磁場，其關系滿足安培環路定律。如果周圍是均勻介質，加載交流電流的導體足夠長、直時，在該導體周圍產生一個同軸的交流電磁場，磁場強度的大小正比于電流，反比于到導體的距離。如將一線圈置于這個磁場中，在線圈內將感應產生一個同頻率的交流電壓，感應電壓的大小取決于該線圈在磁場中的位置，當磁力線方向與線圈軸向平行時，線圈感應的電壓水平分量呈極大，如圖3.1所示;當線圈軸向與磁力線方向垂直時，感應的電壓水平分量*小，為極小值；如圖3.2所示。探測儀正是利用這一特點實現埋于地下的管線的路由查找。這兩種極大值、極小值的探測方法即對應測量路由的峰值、谷值法。

3.2探測儀埋深測量原理

接收機內有上下兩個相同的水平放置的線圈，它們之間的距離已知。在路由正上方測量得到的上下傳感線圈的信號強度，按照電磁理論，可以反推算出未知的目標管線埋深大小。

假設接收機內兩平行的探測線圈的中心距為L，在路由的正上方檢測到的信號分別為v1、v2，則埋于地下D處的管線理想情況下滿足公式：D=L/（V2/V1-1）

探測儀正是利用這樣的關系實現直讀法測量管線的埋深。

3.3探測儀絕緣故障查找原理

直埋于地下的管線外層多包以絕緣護套，正常的情況下對地應有極高的阻抗，但隨著時間的推移，因種種原因而導致管線的絕緣性能逐步下降，等效的絕緣電阻可降為幾MΩ、幾十KΩ，直至完全對地短路，進一步惡化便可導致管線的斷裂，造成更大的損失。及時地查找出管線的絕緣故障點，是管線維護工作的重要一環。

采用探測儀的絕緣故障查找功能（FF）便可夠迅速及時地檢測出管線的絕緣故障點。發射機采用直接注入工作方式，將故障查找的專用信號加至管線上，如圖3-4所示。信號在故障點處通過大地向外泄漏，電位大小則以故障點為中心，球面型徑向地非線性衰減。將與接收機相連的輔助故障查找支架插入地表面，獲取泄漏的信號特性，即可測量出故障點所在方向。按接收機顯示的指示箭頭，通過多次的反復，*終便可查找出泄漏信號的故障點。

地下管線泄漏故障點定位儀檢測原理第四章  操作簡介

4.1 發射機操作簡介

發射機的面板圖：

發射機采用了高性能微處理器進行控制，漢字顯示界面，操作直觀方便。具有輸出信號強度記憶保持，注入方式下實時監測輸出電流大小功能。每次按鍵將點亮背光，8秒后自動熄滅，以節省電池能量。

4.1.1 按鍵功能說明

4.1.2 顯示屏功能說明

發射機正常工作時的界面如圖所示，這是注入模式測量下的典型畫面。

其中：

：當前電池狀態，中填柵格分五種圖示表示。一旦檢測到電池電壓低于保護值時即告警并自動關機。

480Hz： 對應當前的頻率選擇，如想修改發射信號的頻率，必須首先退出發射狀態。可能的頻率選擇取決于信號發射模式，請參見技術指標一節。

10%：為信號輸出的強度。通過鍵可以增大或減小調節。范圍從0%至100%。

6mA：對于注入模式，界面上還顯示了當前發射到管線中的電流大小，如圖示的6mA。這一值會因管線傳輸過程中逐漸減小，和遠端接收機的電流測量值可能相差較大。

：  動畫的發射圖符動態地表現了運行狀況。

4.1.3發射機的基本使用方法

發射機有四種工作模式：注入、感應、鉗夾和故障查找。根據測試地點的實際情況和目的選擇其中之一。一般的管線路由查找和埋深測量時，可能的情況下優選注入法，但它必須要能將發射機的金屬線夾（紅色）直接連接到管線上去，例如夾到通信線纜的出線端子、金屬管道連接的螺栓等。鉗夾法的效率居中，但也必須測試管線要有一段暴露在外，如檢查井、人井或進出入房間的管道，鉗夾能夾住管線的地方。*后的方法是感應法，在管線可能經過的上方，打開發射天線，和接收機配合，反復幾次調整，*終確定一個*佳的方位，使得發射的效率*大。而故障查找模式主要用于查找并定位出管線絕緣惡化導致的故障點。

按下發射機鍵后，首先儀器對電池電量測量，由于發射機滿功率工作時耗電較大，事先的檢查給操作人員提供了預算可能工作的時間。

頻率的選擇依模式而不同，可參見技術指標一節。頻率的改變只能在信號未發射的準備狀態進行，換言之，在信號發射已啟動后想改變成其它的頻率，則先要按鍵退出發射后才能再做改動。

四種工作模式下發射機都分別設定了一個基本的發射強度值，分別為10%，80%，50%和10%。無論在準備狀態或發射進行中都可以根據實際情況通過 >發射機默認的工作模式是注入法，通過鍵來增大、減小調節輸出信號的強度。

信號的發射只有在按下鍵后才有功率向外輸出。在這之前的一切準備工作都是**的，例如注入法下固定接地插針，將紅色信號輸出夾夾住出線端子等工作，一旦信號發射后，由于輸出電壓可能高達上百伏，這時再去調整發射機的接線狀況就有可能很危險了，切記再次按下 �式是注入法，通過鍵，確定已退出發射狀態后再進行！

是否處于發射狀態，液晶屏上的運行圖符直觀形象地表現了這點。

發射機在大功率發射時（如感應模式下），電池電量注意不要耗到*后的一個柵格，那時雖然還能工作且沒到自動關機狀態，但發射的功率已不穩定，接收機的測量誤差較大。

4.1.4發射機的配件

1、信號輸出線

在注入模式下，通過輸出線將發射機信號直接加載到目標管線上。紅色夾接被測管線，黑色夾接地。

2、接地棒

接地棒用來接地，提供信號回路。

3、鉗夾

對多條同向管線進行識別時，特別是管道里的管線用原有方式很難識別，鉗夾是一種比較好的方法，可以直接套住目標管線進行加載信號。

4、故障查找支架（選配件）

專用的故障查找支架連接接收機可查找出管線絕緣惡化導致的故障點。

地埋管道防腐層探測儀發射機產生電、磁波并通過不同的發射連接方式將發送信號傳送到地下被探測地埋管線上，地下金屬管線感應到電磁波后，在地下金屬管線表面產生感應電流，感應電流就會沿著金屬管線向遠處傳播，在電流的傳播過程中，又會通過該地下金屬管線向地面輻射出電磁波，這樣當埋地管道防腐檢測儀接收機在地面探測時，就會在地下金屬管線正上方的地面接收到電磁波信號，埋地管道防腐層檢測儀通過接收到的信號強弱變化就能判別地下金屬管線的位置和走向。

探測地下管道防腐層破損點的原理： 
  地下管道滲漏探測儀向地下管道發送特定的高頻調制信號，在地下管道防腐層破損點處與大地形成回路，并向地面輻射，在破損正上方輻射信號z`ui強，地下管道滲漏探測儀根據這一原理找出管道防腐層的破損點。