一、 管線定位儀 工作原理及方法

6600B系列管線定位儀是利用電磁感應(yīng)的原理來探測(cè)地下電纜的精確走向、深度以及定位電纜的開路、短路及外皮故障點(diǎn)，DSY2000D管線定位儀的智能化全漢字、圖形操作指示及聲音調(diào)頻指示，使它成為當(dāng)今最容易使用的管線定位儀。發(fā)射機(jī)內(nèi)置歐姆表可自動(dòng)測(cè)量環(huán)路電阻及連續(xù)的自動(dòng)輸出阻抗匹配，以保證輸出*佳的匹配信號(hào)。對(duì)于電纜故障的測(cè)試，本儀器可應(yīng)用跨步電壓法，用直埋電纜故障測(cè)試配件（“A”字架）來判斷直埋電纜的對(duì)地絕緣電阻小于2M歐的電纜對(duì)地故障及電纜外皮故障的定位；也可以用信號(hào)強(qiáng)弱法判斷電纜開路、短路故障。應(yīng)用耦合夾鉗，可以查找?guī)щ婋娎|的路徑，利用接收機(jī)的50Hz探測(cè)功能，還可以對(duì)運(yùn)行電纜發(fā)出的50Hz工頻信號(hào)進(jìn)行跟蹤，真正做到了一機(jī)多用，具有*佳的性能價(jià)格比。

其基本工作原理是：由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生電磁信號(hào)，通過不同的發(fā)射連接方式將信號(hào)傳送到地下被測(cè)電纜上，地下電纜感應(yīng)到電磁信號(hào)后，在電纜上產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流沿著電纜向遠(yuǎn)處傳播，在電流的傳播過程中，通過該地下電纜向地面輻射出電磁波，這樣當(dāng)管線定位儀接收機(jī)在地面探測(cè)時(shí)，就會(huì)在電纜上方的地面上接收到電磁波信號(hào)，通過接收到的信號(hào)強(qiáng)弱變化來判別地下電纜的位置、走向和故障。

1、 回路的形成

發(fā)射機(jī)向地下電纜發(fā)送信號(hào)，所發(fā)送信號(hào)沿地下電纜傳播并產(chǎn)生電磁場(chǎng)，在被施加信號(hào)的電纜的遠(yuǎn)端，所施加的信號(hào)通過接地返回到發(fā)射機(jī)接地端，從而形成回路。這時(shí)拿著接收機(jī)沿電纜方向行走，便能接收到發(fā)射機(jī)施加在電纜上信號(hào)產(chǎn)生的電磁波。產(chǎn)生的回路原理圖如下圖：

理解“回路”的概念很重要，管線定位儀的所有測(cè)試均需要所測(cè)地埋電纜線具有良好的回路，若地埋電纜線沒有良好的回路就不會(huì)產(chǎn)生電流，沒有電流就不會(huì)有電磁信號(hào)產(chǎn)生，沒有電磁信號(hào)就不會(huì)在地面上接收到探測(cè)信號(hào)，因此就不可能探測(cè)到地下電纜。而對(duì)于運(yùn)行電纜一般外鎧已接地或零線接地自然形成回路，而對(duì)于非運(yùn)行電纜則需特別注意。                                                                                                    另外，在探測(cè)多芯電纜時(shí)需特別注意：回路不能由同一電纜芯線之間形成回路，否則一去一回電流產(chǎn)生的電磁信號(hào)會(huì)互相抵消，使探測(cè)工作受到影響，甚至使探測(cè)工作無法進(jìn)行。

2、發(fā)射機(jī)的工作原理及方法

發(fā)射機(jī)的信號(hào)發(fā)送連接方式：直連法、耦合法、感應(yīng)法。

⑴直連法——最佳方法

這是最佳的探測(cè)方法，發(fā)射機(jī)輸出線紅色端直接連接到管線的裸露金屬部分

⑵耦合法——較佳方法

當(dāng)不能與待測(cè)管線直接相連時(shí)，可以采用耦合夾鉗用耦合法探測(cè)。此種方法可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來選擇發(fā)射頻率：低頻、射頻。當(dāng)?shù)叵鹿芫€的近端和遠(yuǎn)端都接地良好并形成回路，這時(shí)就使用低頻頻率；如果兩端接地不良好，回路電阻過大，或者低頻信號(hào)耦合不上，那就改用射頻來測(cè)試。選擇頻率沒有固定不變的原則，下面給出了頻率選擇的基本原則：對(duì)于高阻的管線（如：通信電纜，帶防腐層的管道和鑄鐵管）使用射頻率。要注意頻率越高，信號(hào)越容易感應(yīng)到其它管線上，而且信號(hào)的傳播距離越短。對(duì)于一般的管道和電纜的探測(cè)，使用中頻和高頻。這些頻率傳播距離比較遠(yuǎn)，也不會(huì)感應(yīng)太多的信號(hào)到其它管線上。低頻適用于長距離追蹤。低頻信號(hào)傳播距離長而且不會(huì)感應(yīng)到其它管線上。低頻率信號(hào)也適用于長距離而絕緣良好的輸送管線。

      耦合式測(cè)試法示意圖

⑶感應(yīng)法——可行方法

在某些情況下，操作者不可能接近電纜來進(jìn)行直接連接或使用耦合夾鉗施加信號(hào)，此時(shí)可使用發(fā)射機(jī)內(nèi)置的感應(yīng)天線來發(fā)射輸出信號(hào)，將信號(hào)感應(yīng)到被測(cè)地下電纜上進(jìn)行定位探測(cè)。首先，將發(fā)射機(jī)放置于電纜的地面正上方，發(fā)射機(jī)放置方向應(yīng)使發(fā)射機(jī)面板上的指示線與管線路徑方向相一致。然后使用接收機(jī)在管線上方的地面上就能探測(cè)出地下管線位置。這種方法只能使用射頻而不能用低頻，同時(shí)被測(cè)管線的兩端都必須有良好的接地即被測(cè)管線要具有良好的回路。其使用示意圖見下圖。

3、接收機(jī)的工作原理及方法

接收機(jī)的三種工作方式：波峰法、波谷法、跨步電壓法。

⑴波峰法：探測(cè)儀接收機(jī)位于管線正上方時(shí)信號(hào)指示最大、聲音也最大。要注意調(diào)節(jié)增益，使其僅僅能在管線上方或附近探測(cè)到信號(hào)。波峰法是用水平線圈接收電磁場(chǎng)水平分量的強(qiáng)度，對(duì)無干擾的電纜進(jìn)行峰值檢測(cè)。在電纜正上方時(shí)，當(dāng)接收機(jī)的正面與電纜走向垂直時(shí)磁場(chǎng)響應(yīng)強(qiáng)度最大，這不僅因?yàn)榫€圈離電纜最近，線圈所在的磁場(chǎng)強(qiáng)，還因?yàn)榇藭r(shí)磁場(chǎng)的磁力線通過接收線圈的磁通量最大。當(dāng)接收機(jī)向電纜兩側(cè)移動(dòng)探測(cè)時(shí)，兩側(cè)磁場(chǎng)響應(yīng)強(qiáng)度對(duì)稱且逐漸減小。這不僅因?yàn)榇藭r(shí)的線圈離電纜距離遠(yuǎn)，接收機(jī)線圈所接收的磁場(chǎng)變?nèi)酰€因?yàn)榇藭r(shí)磁場(chǎng)磁力線的方向與線圈的平面不再垂直，通過線圈的磁通量變小，從而產(chǎn)生如山峰一樣的信號(hào)響應(yīng)。因而叫做“波峰法”。

⑵波谷法：探測(cè)儀接收機(jī)位于電纜正上方時(shí)信號(hào)指示最小、且接收機(jī)聲音指示無任何聲音指示。要注意調(diào)節(jié)增益，使接收機(jī)在電纜正上方無信號(hào)及聲音指示，而位于線路兩邊時(shí)有聲音。波谷法用垂直線圈測(cè)量電磁場(chǎng)的垂直分量，目標(biāo)電纜上的磁場(chǎng)是由無數(shù)個(gè)與電纜同心的圓型磁力線組成的，接收機(jī)在電纜正上方時(shí)信號(hào)響應(yīng)最小，兩側(cè)各有一個(gè)高峰。這是由于這些磁力線在電纜正上方穿過接收機(jī)垂直接收線圈的垂直分量為零，此時(shí)通過接收機(jī)的垂直線圈的磁通量為零，信號(hào)響應(yīng)有一個(gè)最小值（零值或極小值）；當(dāng)接收機(jī)在電纜兩側(cè)移動(dòng)時(shí)，儀器的響應(yīng)會(huì)隨著接收機(jī)遠(yuǎn)離電纜而逐漸增大，這是因?yàn)椋藭r(shí)的磁力線方向與接收機(jī)垂直線圈平面已形成一定的角度，通過接收機(jī)垂直線圈的磁通量逐漸變大。同時(shí)，隨著接收機(jī)線圈遠(yuǎn)離地下電纜，接收機(jī)探測(cè)到的磁場(chǎng)的強(qiáng)度逐漸變?nèi)酰?dāng)這一因素成為影響通過線圈磁通量變化的主要因素時(shí)，儀器的響應(yīng)又會(huì)逐漸變小，從而產(chǎn)生如山谷一樣的信號(hào)響應(yīng)。因而叫做“波谷法” 

⑶跨步電壓法：通過“A”字架可以探測(cè)出直埋電纜的對(duì)地故障及外皮破損故障。

將“A”字架連接到接收機(jī)，接收機(jī)通過接收“A”字架探測(cè)到發(fā)射機(jī)發(fā)出的由故障點(diǎn)溢出的泄漏信號(hào)，可很方便的定位直埋電纜對(duì)地及外皮破損故障。

4、電纜定位的三種頻率
　　 6600B發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)一般被我們稱為“主動(dòng)信號(hào)”；而其它設(shè)施，例如：供配電運(yùn)行電纜、通信電纜內(nèi)不是通過發(fā)射機(jī)主動(dòng)產(chǎn)生，而是由運(yùn)行電纜自身帶有的信號(hào)被我們稱為“被動(dòng)信號(hào)”。探測(cè)主動(dòng)信號(hào)時(shí)稱為：“主動(dòng)信號(hào)工作模式”，探測(cè)被動(dòng)信號(hào)時(shí)稱為：“被動(dòng)信號(hào)工作模式”。 ST-6600B可用于地下電纜探測(cè)工作的信號(hào)方式有：主動(dòng)信號(hào)低頻、射頻兩種可選頻率容易區(qū)分電力電纜和其他金屬管線。主動(dòng)頻率可使操作者匹配發(fā)射機(jī)頻率，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇輸出功率，這樣即使在復(fù)雜情況下也能保證*佳定位結(jié)果。被動(dòng)頻率因不用發(fā)射機(jī)就可以容易地定位電纜，所以特別適用于在挖掘前進(jìn)行地面勘察及日常的地下管線普查。

選擇正確的頻率：射頻信號(hào)最容易感應(yīng)到其它金屬管線上，通常在用感應(yīng)法施加信號(hào)時(shí)使用射頻。注意射頻信號(hào)會(huì)感應(yīng)到所有的相鄰管線上，所以使用感應(yīng)法時(shí)最好避開地下管線集中的區(qū)域，要選擇被測(cè)電纜單獨(dú)鋪設(shè)而沒有相鄰管線的地方施加信號(hào)。同時(shí)盡量將施加的信號(hào)的功率保持在能滿足工作需要的z低水平。只要輸出功率能夠達(dá)到接收需要探測(cè)的要求即可。盲目的增大輸出功率將會(huì)感應(yīng)更多的信號(hào)到鄰近管線上，使目標(biāo)電纜的識(shí)別更加困難，并且浪費(fèi)發(fā)射機(jī)的電量。

選擇頻率沒有固定不變的原則，只要適合當(dāng)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)情況既是z適合的。下面給出了一些最基本的應(yīng)用指南：低頻傳播比射頻遠(yuǎn)，射頻耦合到管線上比較容易，射頻也容易耦合到相鄰非目標(biāo)管線上。

對(duì)于高阻的管線（如：通信電纜，帶防腐層的管道和鑄鐵管）使用射頻。要注意頻率越高，信號(hào)越容易感應(yīng)到其它管線上，而且射頻信號(hào)的傳播距離較短。對(duì)于一般的電纜的探測(cè)應(yīng)使用低頻。低頻信號(hào)也適用于長距離而絕緣良好的輸送電纜，低頻信號(hào)傳播距離長而且不易感應(yīng)到其它管線(電纜)上。

5、圖形顯示整機(jī)的工作原理及方法

⑴發(fā)射機(jī)的三種信號(hào)傳輸方法