WNDD3000地下管線探測(cè)儀
一、概述
WNDD3000地下管線探測(cè)儀是一套高性能地下金屬管線探測(cè)系統(tǒng),由信號(hào)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成,可用于金屬管線、地下電纜的路徑探測(cè)、管線普查和深度測(cè)量,配合多種選配附件,可以進(jìn)行性鑒別,以及管道絕緣破損和部分類(lèi)型電纜故障的查找。
圖1-1-1 儀器外觀
二、功能特點(diǎn)
l 羅盤(pán)顯示:直觀顯示管線位置。
l 左右指示:左右箭頭顯示管線位置。
l 跟蹤正誤提示:部分頻率下,實(shí)時(shí)測(cè)量管線電流方向,實(shí)現(xiàn)跟蹤正誤提示,排除臨線干擾。
l 實(shí)時(shí)進(jìn)行深度和電流測(cè)量。
l 歷史曲線顯示:直觀顯示信號(hào)變化情況。
l 性鑒別:卡鉗(選配件)鑒別可明確給出鑒別結(jié)果,聽(tīng)診器(選配件)鑒別在不方便使用卡鉗時(shí)使用。
l 接地故障查找:使用A字架(選配件)可定位管線的對(duì)地絕緣破損點(diǎn),無(wú)須調(diào)零,箭頭指示故障點(diǎn)方向。
l 全數(shù)字化高精度采樣及處理,接收通頻帶極窄,抗干擾能力強(qiáng),能充分抑制鄰近運(yùn)行電纜及管道的工頻及諧波干擾。
l 多種探測(cè)頻率:主動(dòng)探測(cè)和被動(dòng)探測(cè)。
l 發(fā)射機(jī)多種信號(hào)輸出方式:直連輸出、卡鉗耦合、輻射感應(yīng)。
l 發(fā)射機(jī)大功率輸出,輸出多檔可調(diào),自動(dòng)阻抗匹配,全自動(dòng)保護(hù)。
l 內(nèi)置大容量鋰離子電池組,欠壓自動(dòng)關(guān)機(jī),長(zhǎng)時(shí)間無(wú)操作自動(dòng)關(guān)機(jī)。
l 機(jī)殼堅(jiān)固、質(zhì)輕便攜。
三、技術(shù)指標(biāo)
l 發(fā)射機(jī):
1. 輸出方式:直連輸出、輻射感應(yīng)、卡鉗耦合(選配)。
2. 輸出頻率:640Hz(復(fù)合頻率)、1280Hz(復(fù)合頻率)、10kHz、33kHz、83kHz。
3. 輸出功率:大10W,10檔可調(diào),自動(dòng)阻抗匹配。
4. 直連輸出電壓:高150Vpp。
5. 過(guò)載和短路保護(hù)。
6. 人機(jī)界面:128×64點(diǎn)陣液晶顯示器。
7. 內(nèi)置電池:4節(jié)18650鋰離子電池,標(biāo)稱(chēng)7.4V,6.8Ah。
l 接收機(jī):
1. 輸入方式:內(nèi)置接收線圈、接收卡鉗(選配)、聽(tīng)診器(選配)、查障A字架(選配)。
2. 接收頻率:
主動(dòng)探測(cè)頻率:640Hz、1280Hz、10kHz、33kHz、83kHz。
工頻被動(dòng)探測(cè)頻率:50Hz/60Hz和250Hz/300Hz(用戶(hù)可配置)。
射頻被動(dòng)探測(cè)頻段:中心頻率分別為10kHz、33kHz、83kHz。
3. 管線探測(cè)模式:寬峰法、窄峰法、音谷法。
4. 電纜鑒別模式:接收卡鉗(選配)智能鑒別和電流測(cè)量、聽(tīng)診器(選配)鑒別。
5. 人機(jī)界面:320×240點(diǎn)陣液晶顯示器。
6. 內(nèi)置電池:2節(jié)18650鋰離子電池,標(biāo)稱(chēng)7.4V,3.4Ah。
l 其他:
1. 體積:發(fā)射機(jī)270×220×85mm,接收機(jī)700×270×120mm。
2. 質(zhì)量:發(fā)射機(jī)2.2kg,接收機(jī)2.2kg。
3. 充電器:輸入AC100~240V,50/60Hz,輸出DC8.4V,2A。
4. 使用條件:溫度:-10℃-40℃,濕度5-90%RH,海拔<4500m。
**章 發(fā)射信號(hào)的一般方法
發(fā)射機(jī)對(duì)管線發(fā)射信號(hào)的方法有三種:直連、卡鉗耦合和輻射感應(yīng),本章作為這些方法的一般介紹,對(duì)于電纜探測(cè)來(lái)說(shuō)有其特殊性,在第三章中專(zhuān)門(mén)介紹。
一、直連法
直連法是將發(fā)射機(jī)的輸出線直接接到金屬管線上,并將信號(hào)直接注入。直連法適用于:自來(lái)水管道、燃?xì)夤艿馈⑼ㄐ烹娎|、電力電纜、陰極保護(hù)管道測(cè)試點(diǎn)或其它接入點(diǎn),以及有長(zhǎng)線特征的連續(xù)性金屬結(jié)構(gòu)等。
發(fā)射機(jī)發(fā)出的電流經(jīng)過(guò)管線,在其接地點(diǎn)流入大地,或通過(guò)管線和大地之間的分布電容流入大地,后返回發(fā)射機(jī)。管線上的電流會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)輻射,接收機(jī)通過(guò)接收磁場(chǎng)進(jìn)行管線探測(cè)。
相比于其他方法,直連法能夠得到大的發(fā)射電流,所以在條件允許的情況下,應(yīng)盡量采用直連法。
1、直連輸出線纜連接
將發(fā)射機(jī)直連輸出線纜一端的5芯紅色航空插頭插入發(fā)射機(jī)的輸出插座。
2-1-1 直連法附件連接
2、直連接線
將紅色鱷魚(yú)夾和管道露出的金屬部分(如閥門(mén)等)連接,黑色鱷魚(yú)夾和打入大地(土壤)的接地釬連接,如果接地線不夠長(zhǎng),則使用延長(zhǎng)線續(xù)接。
圖2-1-2 直連法接線
注意事項(xiàng):
l 接地釬位置的選擇:為保證探測(cè)效果,接地釬應(yīng)與管線距離5m以上,而且黑色接地導(dǎo)線應(yīng)盡量和管線方向垂直。
l 不要將黑色接地夾連接到自來(lái)水管或其他管線上,否則會(huì)使這些管線上也會(huì)有發(fā)射信號(hào),從而干擾目標(biāo)管線的正常探測(cè)。
l 接地釬和目標(biāo)管線之間不應(yīng)有其他管線,否則這些管線上也會(huì)感應(yīng)到發(fā)射信號(hào),從而產(chǎn)生干擾。可在打接地釬之前用無(wú)源探測(cè)的方法進(jìn)行檢查。
l 確保良好連接:如果管線連接處有絕緣漆或銹蝕嚴(yán)重,需要先將其清理干凈,確保紅色鱷魚(yú)夾直接和管線的金屬部分連接。
l 管線不同分段之間或管件和管道之間可能是絕緣的,如果絕緣則不能使用直連法,或者需要設(shè)法將絕緣的兩部分之間進(jìn)行電氣連接。檢查方法:確認(rèn)接線正確后,打開(kāi)發(fā)射機(jī)觀察輸出電流,如果電流過(guò)小,以至于無(wú)法正常探測(cè),則有可能是管道絕緣。
3、界面介紹及管線電壓檢測(cè)
長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)鍵 ,打開(kāi)發(fā)射機(jī)電源。發(fā)射機(jī)自動(dòng)檢測(cè)連接的附件并工作在直聯(lián)模式。
在直連狀態(tài)下,將會(huì)首先進(jìn)行管線自身電壓的測(cè)量,屏幕顯示如下:
圖2-1-3 管線電壓測(cè)量界面
若管線自身電壓超過(guò)限制(50V),則停留在電壓檢測(cè)界面,并顯示警告標(biāo)志,不輸出信號(hào)以保護(hù)儀器不被損壞,屏幕顯示如下:
圖2-1-4管線電壓超壓警告界面
若電壓正常,則數(shù)秒后自動(dòng)輸出信號(hào),屏幕顯示如下:
圖2-1-5直連輸出界面顯示
4、頻率選擇
按頻率減小鍵 和頻率增大鍵 選擇發(fā)射頻率。共有五種頻率可供選擇:640Hz,1280Hz,10kHz,33kHz,83kHz。開(kāi)機(jī)默認(rèn)1280 Hz。
總的來(lái)說(shuō),選擇哪一種頻率并沒(méi)有通用標(biāo)準(zhǔn),可根據(jù)以下原則和實(shí)際接收探測(cè)效果靈活選擇:
l 一般接地良好的電纜或管線,使用開(kāi)機(jī)默認(rèn)的1280Hz即能完成大部分測(cè)試。
l 長(zhǎng)距離管線的跟蹤選擇較低頻率(640Hz和1280Hz)。低頻信號(hào)傳播距離長(zhǎng),而且不容易感應(yīng)到其他管線上;而且這兩種為復(fù)合頻率信號(hào),接收機(jī)能夠進(jìn)行跟蹤正誤提示。
l 一般管線的跟蹤可以使用中高頻率(10kHz),信號(hào)傳播距離比較遠(yuǎn),對(duì)其他管線的感應(yīng)也不是很強(qiáng)。
l 高阻管線(如對(duì)端浮空的電纜芯線、帶防腐層的管道、鑄鐵管等),選用較高頻率(33kHz或83kHz),高頻信號(hào)輻射能力強(qiáng),但傳播距離較近,且易感應(yīng)到其他管線。
l 在能夠正常探測(cè)的情況下,應(yīng)優(yōu)先選擇低頻。
5、輸出水平調(diào)節(jié)
按輸出減小鍵和輸出增大鍵調(diào)節(jié)輸出水平(信號(hào)大小),共分10檔,屏幕右下角顯示輸出電壓和電流。
應(yīng)根據(jù)需要調(diào)節(jié)輸出水平:
l 較大的電流有助于穩(wěn)定探測(cè)及準(zhǔn)確測(cè)深。
l 在較高頻率(10kHz及以上)以及很淺的深度(1m之內(nèi)),較高輸出電流可能會(huì)造成接收飽和失真,造成接收機(jī)響應(yīng)非線性及測(cè)深誤差增大,此時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低輸出水平。
l 降低輸出功率有助于延長(zhǎng)電池供電時(shí)間,但不應(yīng)過(guò)多考慮。
二、卡鉗耦合法
卡鉗耦合法適用于管線外露,但無(wú)法(或不允許)接觸其金屬部分,而且管線兩端都接地的情況(特別適用于電力電纜)。
卡鉗耦合法發(fā)射信號(hào)的電路模型可以等效為變壓器:卡鉗的磁芯作為變壓器磁芯,卡鉗內(nèi)部繞線為變壓器的初級(jí),管線-大地回路等效為變壓器的次級(jí)(單匝),發(fā)射機(jī)提供初級(jí)電流,管線-大地間耦合產(chǎn)生次級(jí)電流。耦合電流的大小與回路電阻(主要是兩端的接地電阻)密切相關(guān),電阻越小則電流越大,反之電阻越大電流越小,小到一定程度則無(wú)法進(jìn)行正常探測(cè)。
卡鉗耦合法發(fā)射信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)在于使用方便,無(wú)須和管線進(jìn)行電氣連接,對(duì)管線的正常運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生任何影響,而且能夠減少對(duì)其他管線的感應(yīng);缺點(diǎn)在于耦合出的電流小于直連法,尤其是要求管線兩端必須接地良好,有些管線不能滿(mǎn)足此要求。
1、卡鉗連接
將發(fā)射機(jī)附件連接線纜(兩端為紅色5芯航空插頭)的一端插入發(fā)射卡鉗插座,另一端插入發(fā)射機(jī)的輸出插座。
2-2-1 卡鉗法附件連接
2、卡住管線
將卡鉗卡住管線的裸露部分,如下圖所示:
圖2-2-2 卡鉗耦合法
注意事項(xiàng):
l 管線兩端必須接地,才會(huì)感應(yīng)出信號(hào)。接地可以是連續(xù)接地(如不絕緣的管道),也可以是兩端接地(如高壓電力電纜的金屬鎧裝在兩端接地)。
l 管線不同分段之間,或管件和管道之間可能是絕緣的,如果絕緣則需設(shè)法將其電氣連接,否則不能使用卡鉗耦合法。
l 是否在管線上有效地感應(yīng)出電流,只能通過(guò)接收機(jī)的探測(cè)效果來(lái)判斷,如果不能正常探測(cè),則換用其它信號(hào)發(fā)射方法。
l 卡住管線時(shí),確保卡鉗的鉗口完全閉合,并確保鉗口無(wú)異物、不生銹。
3、界面介紹
發(fā)射機(jī)開(kāi)機(jī)狀態(tài)下,自動(dòng)檢測(cè)連接的附件并工作在卡鉗模式,屏幕顯示如下:
圖2-2-3 卡鉗耦合輸出界面顯示
4、頻率選擇
按頻率減小鍵和頻率增大鍵選擇發(fā)射頻率。
共有五種頻率可供選擇:640Hz,1280Hz,10kHz,33kHz,83kHz。開(kāi)機(jī)默認(rèn)1280 Hz。
卡鉗耦合法的頻率選擇方法和直連法相同。
5、輸出功率調(diào)節(jié)
按輸出減小鍵和輸出增大鍵調(diào)節(jié)輸出水平,共分10檔。
使用卡鉗耦合到管線上的電流遠(yuǎn)小于直連法,應(yīng)盡量使用大輸出水平。
卡鉗耦合法無(wú)法顯示耦合到管線上的電壓和電流。