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?、通信電纜、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?？稍诖蚪拥剽F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?？ㄣQ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。