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埋地管非開挖檢測原理
來源：www.akwyrz.cn 發(fā)布時(shí)間：2025-06-19
埋地管非開挖檢測原理主要基于地下管線與周圍土壤之間的物理性質(zhì)差異，利用電磁感應(yīng)、電磁波反射等原理進(jìn)行探測，以下為具體介紹：
電磁感應(yīng)原理
基本原理：利用電磁感應(yīng)來對地下的金屬管道和電纜進(jìn)行探測。當(dāng)電流通過地下管道時(shí)，周圍會(huì)產(chǎn)生交變磁場，通過地表的接收設(shè)備測量并定位地下管線的位置、深度等信息。
應(yīng)用方法：
直連法：將發(fā)射機(jī)的一端連接到管線的出露點(diǎn)上，另一端連接在垂直管線走向的地線上，發(fā)射機(jī)通過連接向管線施加特定頻率的交變電流，該電流沿管線向其延伸方向流動(dòng)，通過大地回到地線，構(gòu)成回路。同時(shí)，管線周圍形成同樣頻率的交變電磁場，再在管線上方地面用接收機(jī)掃描接收這個(gè)交變電磁場，對管線進(jìn)行定位、定深。
夾鉗法：將發(fā)射機(jī)信號施加于夾鉗上，再將夾鉗套在被測金屬管線或電纜上。夾鉗相當(dāng)于初級線圈，管線與大地形成的回路相當(dāng)于次級線圈。當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出的交變電流在初級繞組中流動(dòng)，環(huán)形磁場穿過管線回路時(shí)，便在管線中產(chǎn)生感應(yīng)二次電流。
電磁波反射原理
基本原理：根據(jù)地下目標(biāo)體與周圍介質(zhì)存在的電磁差異性來探測地下目標(biāo)體。將寬頻帶高頻短脈沖電磁波通過發(fā)射天線向地下發(fā)射，由于地下不同的介質(zhì)往往具有不同的物理特性（如介電性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性等），其對電磁波具有不同的波阻抗。進(jìn)入地下的電磁波在穿過地下各地層或某一目標(biāo)體時(shí)，由于界面兩側(cè)的波阻抗不同，電磁波在介質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生反射和折射，反射回地面的電磁波脈沖，其傳播路徑、電磁場強(qiáng)度與波形將隨著所通過介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。
應(yīng)用方法：地質(zhì)雷達(dá)探測是利用該原理探測地下管線的常用方法，尤其適用于探測水泥、塑料、PVC、PE等非金屬材質(zhì)的地下管道。
弱磁檢測原理
基本原理：建立在天然地磁場的基礎(chǔ)上，通過磁信號采集儀在檢測管道正上方進(jìn)行掃查，采集不同方向上磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化，從而判斷檢測管道中是否存在缺陷，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理判斷檢測試樣中存在缺陷的位置及大小。假設(shè)被檢工件本身的磁導(dǎo)率為μ，工件內(nèi)部不連續(xù)區(qū)的磁導(dǎo)率為μ'，若是不連續(xù)區(qū)為高磁導(dǎo)率物質(zhì)，即μ'>μ，那么在測磁傳感器通過該區(qū)域時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線會(huì)出現(xiàn)下凹現(xiàn)象；若是不連續(xù)區(qū)域?yàn)榈痛艑?dǎo)率物質(zhì)，即μ'<μ，那么在測磁傳感器通過該區(qū)域時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線會(huì)出現(xiàn)上凸現(xiàn)象。
應(yīng)用方法：為了提高金屬管道中存在的缺陷磁場變化分辨率，提出了磁力梯度張量的測量系統(tǒng)。地磁場有方向和大小矢量場，磁梯度張量就是磁場強(qiáng)度在三維空間中的三個(gè)分量Bx、By、Bz在空間兩兩垂直的三個(gè)方向（x，y，z）上的變化率，它構(gòu)成一個(gè)三階矩陣，共9個(gè)元素。在磁梯度張量的9個(gè)元素中只有5個(gè)分量是相互獨(dú)立的，所以只要知道5個(gè)獨(dú)立分量，就可以求得磁梯度張量的值。采用十字形磁梯度張量結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)因計(jì)算簡單、測量精度高等特點(diǎn)被廣泛運(yùn)用在磁梯度測量中。
電磁感應(yīng)原理
基本原理：利用電磁感應(yīng)來對地下的金屬管道和電纜進(jìn)行探測。當(dāng)電流通過地下管道時(shí)，周圍會(huì)產(chǎn)生交變磁場，通過地表的接收設(shè)備測量并定位地下管線的位置、深度等信息。
應(yīng)用方法：
直連法：將發(fā)射機(jī)的一端連接到管線的出露點(diǎn)上，另一端連接在垂直管線走向的地線上，發(fā)射機(jī)通過連接向管線施加特定頻率的交變電流，該電流沿管線向其延伸方向流動(dòng)，通過大地回到地線，構(gòu)成回路。同時(shí)，管線周圍形成同樣頻率的交變電磁場，再在管線上方地面用接收機(jī)掃描接收這個(gè)交變電磁場，對管線進(jìn)行定位、定深。
夾鉗法：將發(fā)射機(jī)信號施加于夾鉗上，再將夾鉗套在被測金屬管線或電纜上。夾鉗相當(dāng)于初級線圈，管線與大地形成的回路相當(dāng)于次級線圈。當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出的交變電流在初級繞組中流動(dòng)，環(huán)形磁場穿過管線回路時(shí)，便在管線中產(chǎn)生感應(yīng)二次電流。
電磁波反射原理
基本原理：根據(jù)地下目標(biāo)體與周圍介質(zhì)存在的電磁差異性來探測地下目標(biāo)體。將寬頻帶高頻短脈沖電磁波通過發(fā)射天線向地下發(fā)射，由于地下不同的介質(zhì)往往具有不同的物理特性（如介電性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性等），其對電磁波具有不同的波阻抗。進(jìn)入地下的電磁波在穿過地下各地層或某一目標(biāo)體時(shí)，由于界面兩側(cè)的波阻抗不同，電磁波在介質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生反射和折射，反射回地面的電磁波脈沖，其傳播路徑、電磁場強(qiáng)度與波形將隨著所通過介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。
應(yīng)用方法：地質(zhì)雷達(dá)探測是利用該原理探測地下管線的常用方法，尤其適用于探測水泥、塑料、PVC、PE等非金屬材質(zhì)的地下管道。
弱磁檢測原理
基本原理：建立在天然地磁場的基礎(chǔ)上，通過磁信號采集儀在檢測管道正上方進(jìn)行掃查，采集不同方向上磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化，從而判斷檢測管道中是否存在缺陷，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理判斷檢測試樣中存在缺陷的位置及大小。假設(shè)被檢工件本身的磁導(dǎo)率為μ，工件內(nèi)部不連續(xù)區(qū)的磁導(dǎo)率為μ'，若是不連續(xù)區(qū)為高磁導(dǎo)率物質(zhì)，即μ'>μ，那么在測磁傳感器通過該區(qū)域時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線會(huì)出現(xiàn)下凹現(xiàn)象；若是不連續(xù)區(qū)域?yàn)榈痛艑?dǎo)率物質(zhì)，即μ'<μ，那么在測磁傳感器通過該區(qū)域時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線會(huì)出現(xiàn)上凸現(xiàn)象。
應(yīng)用方法：為了提高金屬管道中存在的缺陷磁場變化分辨率，提出了磁力梯度張量的測量系統(tǒng)。地磁場有方向和大小矢量場，磁梯度張量就是磁場強(qiáng)度在三維空間中的三個(gè)分量Bx、By、Bz在空間兩兩垂直的三個(gè)方向（x，y，z）上的變化率，它構(gòu)成一個(gè)三階矩陣，共9個(gè)元素。在磁梯度張量的9個(gè)元素中只有5個(gè)分量是相互獨(dú)立的，所以只要知道5個(gè)獨(dú)立分量，就可以求得磁梯度張量的值。采用十字形磁梯度張量結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)因計(jì)算簡單、測量精度高等特點(diǎn)被廣泛運(yùn)用在磁梯度測量中。
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