陜西意聯(lián)電氣對地下管線探測儀技術(shù)的發(fā)展趨勢分析展望

　　地下管線探測儀技術(shù)是管線施工和管網(wǎng)普查中必不可少的重要技術(shù)。陜西意聯(lián)電氣對該領(lǐng)域的幾種常用方法進行了簡要介紹，分析了各種方法的適用范圍和局限性，并由此對未來地下管線測量技術(shù)的發(fā)展趨勢作出了分析展望。

1.常用的地下管線測量方法

　　地下管線按其材質(zhì)可大致分為兩大類：一、鑄鐵管、鋼管等金屬管線；二、水泥管、陶瓷管和工程塑料構(gòu)成的非金屬管道。目前常用的地下管線探測方法大都是利用上述管線與周圍介質(zhì)的物理特性（導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、密度、波阻抗和導(dǎo)熱性等）差異進行探測，不同的參測方法適用于不同材質(zhì)的管道和不同的地質(zhì)條件。較有代表性的方法主要有利用電磁定位儀EML(Electromagnet Locator)的電磁探測法、利用探地雷達GPR(Ground Probing/Penetrating Radar)的方法和磁探測法等。

1.1電磁探測法

　　電磁探測法利用探測目標(biāo)(管線)與周圍介質(zhì)的導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性和介電性的差異，根據(jù)電磁學(xué)的原理，觀測和研究人工或天然形成的電磁場的分布規(guī)律(頻率特性和時間特性)，進而推斷地下管線的位置狀態(tài)[2]。

　　應(yīng)用電磁法探測地下金屬管線時，需要假設(shè)管線長度遠(yuǎn)大于管線埋深，可近似認(rèn)為無限長。[3]對于無限長直導(dǎo)線在空間產(chǎn)生磁場可描述為：

　　上式可看出，無限長直導(dǎo)線中電流在自由空間產(chǎn)生的磁場力線 圖在垂直于導(dǎo)線的橫截面上是一組以導(dǎo)線為圓心的同心圓，如圖 1 所示。式中：m0 為介質(zhì)的磁導(dǎo)率；I 為電流強度；r0 為空間某點至導(dǎo)線的垂直距離。由

　　在各種不同的電磁探測方法中，可根據(jù)電磁場產(chǎn)生方式的不同分為直接充電法和感應(yīng)法。直接充電法（夾鉗法）是將人工電流通過出露點接在管線上，用接收機直接接收電流產(chǎn)生的磁場信號，來達到探測地下管線的目的。該方法簡便可靠，能夠產(chǎn)生較強電磁場，故可在工程中優(yōu)先選用。當(dāng)受到條件限制無法應(yīng)用直接法時，可采用感應(yīng)法進行測量。

　　感應(yīng)法前提假設(shè)是地下管線與周圍介質(zhì)之間有明顯的電性差異。當(dāng)?shù)孛姘l(fā)射機發(fā)出的電磁信號（一次場）遇到地下金屬管線及其周圍介質(zhì)后，管線本身及導(dǎo)電介質(zhì)均會產(chǎn)生感應(yīng)電流。但由于金屬管線的導(dǎo)電性遠(yuǎn)大于周圍介質(zhì)的導(dǎo)電性，所以管線內(nèi)的電流強度大于介質(zhì)的電流強度，因此可認(rèn)為管線相當(dāng)于通電金屬導(dǎo)線。此時地下管線中的二次諧變電流將產(chǎn)生二次磁場，可在地面上通過接收線圈可觀測到。這樣就可以根據(jù)如前所述的二次磁場的分布規(guī)律，通過解釋分析，得出地下管線的位置和埋深。電磁感應(yīng)探測法具有探測精度高、適用范圍寬、工作方式靈活、成本低、效率高等優(yōu)點，得到較廣泛的應(yīng)用。

　　電磁定位法主要適用于金屬管道或預(yù)埋金屬標(biāo)記線的非金屬管道，而探測非金屬管道需采用示蹤電磁法。該方法是指在管道內(nèi)塞入電磁示蹤器，或者通入帶電導(dǎo)線，然后用地面探測儀器追蹤電磁信號，達到探測地下管線的目的。用這種方法探測非金屬管道精度較高，簡單易行，因此獲得了廣泛應(yīng)用。

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