埋地管非開挖檢測原理
來源：news.wbhmyk.cn 發(fā)布時間：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、電磁波反射等原理進行探測，以下為具體介紹：
電磁感應原理
基本原理：利用電磁感應來對地下的金屬管道和電纜進行探測。當電流通過地下管道時，周圍會產(chǎn)生交變磁場，通過地表的接收設備測量并定位地下管線的位置、深度等信息。
應用方法：
直連法：將發(fā)射機的一端連接到管線的出露點上，另一端連接在垂直管線走向的地線上，發(fā)射機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，通過大地回到地線，構(gòu)成回路。同時，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掃描接收這個交變電磁場，對管線進行定位、定深。
夾鉗法：將發(fā)射機信號施加于夾鉗上，再將夾鉗套在被測金屬管線或電纜上。夾鉗相當于初級線圈，管線與大地形成的回路相當于次級線圈。當發(fā)射機輸出的交變電流在初級繞組中流動，環(huán)形磁場穿過管線回路時，便在管線中產(chǎn)生感應二次電流。
電磁波反射原理
基本原理：根據(jù)地下目標體與周圍介質(zhì)存在的電磁差異性來探測地下目標體。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、導電性、導磁性等），其對電磁波具有不同的波阻抗。進入地下的電磁波在穿過地下各地層或某一目標體時，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。
應用方法：地質(zhì)雷達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上，通過磁信號采集儀在檢測管道正上方進行掃查，采集不同方向上磁感應強度的變化，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。假設被檢工件本身的磁導率為μ，工件內(nèi)部不連續(xù)區(qū)的磁導率為μ'，若是不連續(xù)區(qū)為高磁導率物質(zhì)，即μ'>μ，那么在測磁傳感器通過該區(qū)域時，磁感應強度曲線會出現(xiàn)下凹現(xiàn)象；若是不連續(xù)區(qū)域為低磁導率物質(zhì)，即μ'<μ，那么在測磁傳感器通過該區(qū)域時，磁感應強度曲線會出現(xiàn)上凸現(xiàn)象。
應用方法：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度在三維空間中的三個分量Bx、By、Bz在空間兩兩垂直的三個方向（x，y，z）上的變化率，它構(gòu)成一個三階矩陣，共9個元素。在磁梯度張量的9個元素中只有5個分量是相互獨立的，所以只要知道5個獨立分量，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)因計算簡單、測量精度高等特點被廣泛運用在磁梯度測量中。
電磁感應原理
基本原理：利用電磁感應來對地下的金屬管道和電纜進行探測。當電流通過地下管道時，周圍會產(chǎn)生交變磁場，通過地表的接收設備測量并定位地下管線的位置、深度等信息。
應用方法：
直連法：將發(fā)射機的一端連接到管線的出露點上，另一端連接在垂直管線走向的地線上，發(fā)射機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，通過大地回到地線，構(gòu)成回路。同時，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掃描接收這個交變電磁場，對管線進行定位、定深。
夾鉗法：將發(fā)射機信號施加于夾鉗上，再將夾鉗套在被測金屬管線或電纜上。夾鉗相當于初級線圈，管線與大地形成的回路相當于次級線圈。當發(fā)射機輸出的交變電流在初級繞組中流動，環(huán)形磁場穿過管線回路時，便在管線中產(chǎn)生感應二次電流。
電磁波反射原理
基本原理：根據(jù)地下目標體與周圍介質(zhì)存在的電磁差異性來探測地下目標體。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、導電性、導磁性等），其對電磁波具有不同的波阻抗。進入地下的電磁波在穿過地下各地層或某一目標體時，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。
應用方法：地質(zhì)雷達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上，通過磁信號采集儀在檢測管道正上方進行掃查，采集不同方向上磁感應強度的變化，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。假設被檢工件本身的磁導率為μ，工件內(nèi)部不連續(xù)區(qū)的磁導率為μ'，若是不連續(xù)區(qū)為高磁導率物質(zhì)，即μ'>μ，那么在測磁傳感器通過該區(qū)域時，磁感應強度曲線會出現(xiàn)下凹現(xiàn)象；若是不連續(xù)區(qū)域為低磁導率物質(zhì)，即μ'<μ，那么在測磁傳感器通過該區(qū)域時，磁感應強度曲線會出現(xiàn)上凸現(xiàn)象。
應用方法：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度在三維空間中的三個分量Bx、By、Bz在空間兩兩垂直的三個方向（x，y，z）上的變化率，它構(gòu)成一個三階矩陣，共9個元素。在磁梯度張量的9個元素中只有5個分量是相互獨立的，所以只要知道5個獨立分量，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)因計算簡單、測量精度高等特點被廣泛運用在磁梯度測量中。
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