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埋地管非开挖检测原理

来源:www.china-knw.com         发布时间:2025-06-19

  埋地管非开挖检测原理主要基于地下管线与周围土壤之间的物理性质差异,利用电磁感应、电磁波反射等原理进行探测,以下为具体介绍:
  电磁感应原理
  基本原理:利用电磁感应来对地下的金属管道和电缆进行探测。当电流通过地下管道时,周围会产生交变磁场,通过地表的接收设备测量并定位地下管线的位置、深度等信息。
  应用方法:
  直连法:将发射机的一端连接到管线的出露点上,另一端连接在垂直管线走向的地线上,发射机通过连接向管线施加特定频率的交变电流,该电流沿管线向其延伸方向流动,通过大地回到地线,构成回路。同时,管线周围形成同样频率的交变电磁场,再在管线上方地面用接收机扫描接收这个交变电磁场,对管线进行定位、定深。
  夹钳法:将发射机信号施加于夹钳上,再将夹钳套在被测金属管线或电缆上。夹钳相当于初级线圈,管线与大地形成的回路相当于次级线圈。当发射机输出的交变电流在初级绕组中流动,环形磁场穿过管线回路时,便在管线中产生感应二次电流。
  电磁波反射原理
  基本原理:根据地下目标体与周围介质存在的电磁差异性来探测地下目标体。将宽频带高频短脉冲电磁波通过发射天线向地下发射,由于地下不同的介质往往具有不同的物理特性(如介电性、导电性、导磁性等),其对电磁波具有不同的波阻抗。进入地下的电磁波在穿过地下各地层或某一目标体时,由于界面两侧的波阻抗不同,电磁波在介质的界面上会发生反射和折射,反射回地面的电磁波脉冲,其传播路径、电磁场强度与波形将随着所通过介质的电性质及几何形态而变化。
  应用方法:地质雷达探测是利用该原理探测地下管线的常用方法,尤其适用于探测水泥、塑料、PVC、PE等非金属材质的地下管道。
  弱磁检测原理
  基本原理:建立在天然地磁场的基础上,通过磁信号采集仪在检测管道正上方进行扫查,采集不同方向上磁感应强度的变化,从而判断检测管道中是否存在缺陷,并经过数据处理判断检测试样中存在缺陷的位置及大小。假设被检工件本身的磁导率为μ,工件内部不连续区的磁导率为μ',若是不连续区为高磁导率物质,即μ'>μ,那么在测磁传感器通过该区域时,磁感应强度曲线会出现下凹现象;若是不连续区域为低磁导率物质,即μ'<μ,那么在测磁传感器通过该区域时,磁感应强度曲线会出现上凸现象。
  应用方法:为了提高金属管道中存在的缺陷磁场变化分辨率,提出了磁力梯度张量的测量系统。地磁场有方向和大小矢量场,磁梯度张量就是磁场强度在三维空间中的三个分量Bx、By、Bz在空间两两垂直的三个方向(x,y,z)上的变化率,它构成一个三阶矩阵,共9个元素。在磁梯度张量的9个元素中只有5个分量是相互独立的,所以只要知道5个独立分量,就可以求得磁梯度张量的值。采用十字形磁梯度张量结构,该结构因计算简单、测量精度高等特点被广泛运用在磁梯度测量中。