凱迪正大KD-2123全數(shù)字電纜路徑探測儀工作原理及特點(diǎn)

工作原理      

    本儀器是以電磁波在傳輸過程中的反射原理和電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)字濾波 、無線接收、軟件控制而設(shè)計(jì)的高科技產(chǎn)品。

電磁感應(yīng)：其基本工作原理是：由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生電、磁波并通過不同的發(fā)射連接方式將發(fā)送信號傳送到地下被探測金屬管線上，金屬管線感應(yīng)到電磁波后，在線纜表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流就會沿著金屬線纜向遠(yuǎn)處傳播，在電流的傳播過程中，又會通過該線纜向地面輻射出電磁波，這樣當(dāng)?shù)叵陆饘俟芫€測試儀接收機(jī)在地面探測時(shí)，就會在地下金屬管線正上方的地面接收到電磁波信號，通過接收到的信號強(qiáng)弱變化就能判別地下金屬管線的位置和走向。如下圖所示：

此原理實(shí)現(xiàn)的條件：首先，要有能發(fā)出足夠電能的信號源，在具備傳輸電能的線路中形成電流，電流在流動過程中又在該線周圍產(chǎn)生磁場；其次，要有能接收這一特定磁場的電路，把磁場的變化過程以電信號形式顯示出來。

儀器特點(diǎn)

發(fā)射機(jī)特點(diǎn)

1）具有方便用戶的軟件和全中文菜單。按鍵定義簡單明了。測量方法簡單快速。

2）恒功率輸出、自動匹配，保證本機(jī)工作在較好狀態(tài)。內(nèi)置絕緣回路電阻表功能，自動測量金屬管線對地及相間的環(huán)路阻抗，可協(xié)助判斷金屬管線絕緣性質(zhì)。

3）查找金屬管線路徑成功率、測試精度及測試方便程度優(yōu)于國內(nèi)任何一種檢測設(shè)備。

4）儀器具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和友好的顯示界面

5）內(nèi)置鋰電池供電，可在無電源環(huán)境測試金屬管線的路由，保障日常工作。

接收機(jī)特點(diǎn)

1) 便攜輕巧，使用方便，充電鋰電池供電，一人即可操作，使用簡單。

2) 數(shù)字化設(shè)計(jì)，軟件控制，性能穩(wěn)定、可靠。        

3) 所測信息以數(shù)字大小、升降光柵長短、聲音緩急三種方式提供給操作者，使測試過程輕松自如。

4) 接收機(jī)具有缺電報(bào)警和自動關(guān)機(jī)保護(hù)等功能。

5）接收機(jī)可配識別接收耦合鉗用于管線鑒別。

 儀器組成

1）地下管線探測儀發(fā)射機(jī)一臺

2）地下管線探測儀接收機(jī)一臺

3）接、發(fā)通用鋰電池充電器一臺

4）儀器輸出線 一組

5）發(fā)射耦合鉗 一把

6）識別鉗 一把

 儀器參數(shù)

2.1 發(fā)射機(jī)

1）輸出信號：四種交流輸出模式低頻、中頻、高頻、射頻、絕緣回路阻抗測量。

2）輸出功率：恒功率輸出，高、中、低三檔。

3）輸出模式：直連法、耦合法、感應(yīng)法。

4）阻抗顯示：0～25000歐姆。

5）負(fù)載匹配：自動調(diào)節(jié)匹配。

6）顯示界面：背光照明，顯示輸出能量、運(yùn)行模式、自檢狀態(tài)、負(fù)荷電阻等。 

7）整機(jī)采進(jìn)口高容量18650鋰電組，充放電500次。工作時(shí)間大于8小時(shí)，電量提示。

8）體積：277x227x153mm

9）重量：3.5kg

10）工作條件：溫度-10℃～+45℃，相對濕度 90%。    

2.2 接收機(jī)

    接收機(jī)具有“基本”和“外設(shè)”兩種接收方式。

基本接收方式

    1）接收頻率：接收低頻、中頻、高頻、射頻和50Hz的五種正弦交流信號。

2）接收模式：波峰法（水平線圈）、 波谷法（豎直線圈）、深度測量（雙水平天線）、電流測量（雙水平天線）。

3）信號界面：數(shù)字大小、梯形光柵長短、聲音緩急三種方式同時(shí)提示信號強(qiáng)弱

4）顯示界面：高亮度LCD, 支持強(qiáng)陽光下工作，背光照明,保證夜間正常工作。

5）增益控制：手動調(diào)節(jié)，動態(tài)范圍000——100db。

6) 探測長度：直連金屬管線時(shí)，最長15KM。.

             耦合金屬管線時(shí)，一次耦合可測5Km，多次耦合無限遠(yuǎn)。

             感應(yīng)金屬管線時(shí)，一次感應(yīng)可測300m，多次感應(yīng)無限遠(yuǎn)。

7）深度測量：直讀探測深度，范圍 000—300cm。

             80%法測深度，范圍 000—300cm（耦合）600cm（直連）

8）電流測量：直讀電流，范圍000—999mA.

9) 探測精度：±2.5%+5厘米  (0-2m)

10）電   源：進(jìn)口高容量18650鋰電組，充放電500次。

11）待機(jī)時(shí)間：大于12小時(shí)，電量提示。

12）過熱過流：自動保護(hù)。

13）工作溫度：-10℃—40℃。

14）體    積：650×110×32mm 

15）重    量：1.6Kg

 發(fā)射機(jī)儀器面板及功能簡介

發(fā)射機(jī)就是能發(fā)出足夠電能的信號源，是本套儀器的核心之一。其功能齊全、智能化程度高、操作簡單。

面板簡介

①開關(guān)鍵  ②輸出口 ③液晶顯示區(qū)④頻率鍵⑤功率鍵⑥充電口

見下圖所示

功能簡介

①開關(guān)鍵：此開關(guān)為自鎖開關(guān)；按下接通電源，發(fā)射機(jī)處于工作狀態(tài)；彈起斷開電源，發(fā)射機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)。

②輸出口：此接口為多芯專用航空插座；用于改變信號的輸出模式。接入直連線為直連模式；接入耦合鉗連線為耦合模式；不接線儀器沒有任何信號輸出。

③液晶顯示區(qū)

頻  率：顯示當(dāng)前輸出頻率；可分別顯示低頻、中頻、高頻、射頻、絕緣回路電阻測量。在感應(yīng)模式下只顯示射頻或高頻。

功  率：顯示當(dāng)前輸出功率；可分別顯示低檔、中檔、高檔。

模  式：顯示當(dāng)前工作模式；可分別顯示直連、耦合、感應(yīng)。

阻  抗：顯示當(dāng)前環(huán)路阻抗值；有效顯示為1歐姆——25000歐姆。

電  量：提示當(dāng)前電池電量。

匹配提示：圖標(biāo)移動表示發(fā)射機(jī)已穩(wěn)定工作。

④頻率鍵：此鍵為點(diǎn)動開關(guān)：每按一次可改變一次輸出信號的模式，由低頻、中頻、高頻、射頻循環(huán)選擇；開機(jī)初始為低頻。在感應(yīng)模式下只能選擇射頻或高頻。

⑤功率鍵：此鍵為點(diǎn)動開關(guān)：輸出功率；可分別顯示低檔、中檔、高檔。每按一次可改變一次輸出功率，循環(huán)選擇；開機(jī)初始為低檔。

⑥充電口：此接口為Φ2.5充電座；用于連接專用充電器給電池充電。

操作界面簡介

頻    率：顯示當(dāng)前的發(fā)射頻率；分別顯示低頻、中頻、高頻、射頻；開機(jī)初始為低頻。

電量顯示：顯示當(dāng)前電池電壓。

外部阻抗：顯示儀器測量外部金屬管線的阻抗。

功率檔位：顯示低檔、中檔、高檔，開機(jī)初始為低檔。

輸出方式顯示：在儀器與外部阻抗匹配過程中，右下角的圖標(biāo)停止不轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，當(dāng)儀器與外部阻抗匹配好以后，圖標(biāo)開始旋轉(zhuǎn)。

電    量：提示當(dāng)前電池電量；以電池符號表示，全為滿電量。

接收機(jī)面板及功能簡介

1)面板簡介

①液晶顯示區(qū)

②按鍵區(qū)：音量、背光、電流、深度、模式、頻率、增益加/減

③電源開關(guān)

④數(shù)據(jù)通訊口

⑤充電口

2)功能簡介

①液晶顯示區(qū)

頻    率：顯示當(dāng)前的接收頻率；分別顯示低頻、中頻、高頻、射頻和50Hz；開機(jī)初始為低頻。

梯形光柵：表示接收到信號強(qiáng)弱的一種界面，以光柵長短表示信號強(qiáng)弱。

三位數(shù)字：表示接收到信號強(qiáng)弱的一種界面，以數(shù)字大小表示信號強(qiáng)弱；有效數(shù)位000-999，當(dāng)顯示999時(shí)為信號過強(qiáng)、超范圍顯示。還可瞬間顯示直測深度值，動態(tài)范圍000-999㎝；也可瞬間顯示直測電流值，動態(tài)范圍000-999mA；

增   益：表示接收機(jī)當(dāng)前處理信號的放大倍數(shù)，動態(tài)范圍000-100db;開機(jī)初始為060db。

模    式：表示接收機(jī)接收信號的方式，分別顯示波峰    、波谷     、外接設(shè)備    ；開機(jī)初始為波峰。

電    量：提示當(dāng)前電池電量；以電池符號表示，全為滿電量

音    量：表示蜂鳴器當(dāng)前工作狀態(tài)，以喇叭符號加線條表示，一條線為低響度、二條線為中響度、三條線為高響度、打叉為關(guān)閉蜂鳴。開機(jī)初始為中響度。

目標(biāo)方位：在波谷模式下，偏離金屬管線會自動出現(xiàn)左右箭頭（→）⊙（←）指向此標(biāo)識（方位指示）；在金屬管線上方箭頭自動消失。

②按鍵區(qū)

頻 率 鍵    : 此鍵為點(diǎn)動軟開關(guān)；每按一次可改變一次接收信號的頻率，由低頻、高頻、工頻（50Hz）、循環(huán)選擇；開機(jī)初始為低頻。

模 式 鍵    ：此鍵為點(diǎn)動軟開關(guān)；每按一次可改變一次接收信號的方式，由波峰    、波谷    、外接設(shè)備數(shù)據(jù)通訊口    ；循環(huán)選擇；開機(jī)初始為波峰。

增 益 鍵         ：此鍵為兩個點(diǎn)動軟開關(guān)，箭頭向上表示可增加增益，箭頭向下表示可降低增益；每按一次改變一個數(shù)量，按住不動連續(xù)改變；

電  流 鍵    ：此鍵為點(diǎn)動軟開關(guān)，每按一次可直測一次電流值，瞬間顯示在三位數(shù)字區(qū)。

深  度 鍵    : 此鍵為點(diǎn)動軟開關(guān)，每按一次可直測一次深度值，瞬間顯示在三位數(shù)字區(qū)。

背  光 鍵    ：此鍵為點(diǎn)動軟開關(guān)，每按一次可開啟、關(guān)閉之間切換，開機(jī)初始為關(guān)閉背光。

音 量  鍵    ：此鍵為點(diǎn)動軟開關(guān)，每按一次可改變一次蜂鳴響度，由中響度、高響度、關(guān)閉蜂鳴、低響度、循環(huán)選擇。開機(jī)初始為中響度。

③充 電 口：此接口為Φ2.5*5.1充電座；用于連接專用充電器給電池充電。

④開 關(guān) 鍵：此開關(guān)為自鎖開關(guān)；按下接通電源，接收機(jī)處于工作狀態(tài)；彈起斷開電源，接收機(jī)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，本儀器具有缺電自動關(guān)機(jī)。

⑤外接設(shè)備數(shù)據(jù)口: 此接口為多芯專用航空插座,用于外接A字架、探損桿、及識別接收大小耦合鉗等外部設(shè)備。擴(kuò)展接收機(jī)信號介入的方式。

發(fā)射機(jī)工作模式

發(fā)射機(jī)具有四種工作模式（直連法、夾鉗耦合法、感應(yīng)法和回路電阻測量），要保證信號在目標(biāo)金屬管線上可靠傳輸，線路中須有可靠的回路。它可以是由大地構(gòu)成的間接回路，可以是由足夠長的金屬管線與大地間形成的分布電容構(gòu)成的容性回路，也可以是由線間短路故障點(diǎn)構(gòu)成的直接回路。不同的回路滿足不同的測試，如：帶電地下管線測試須金屬管線外鎧直接大地回路。

發(fā)射機(jī)的信號用直連線直接施加到目標(biāo)金屬管線（停電金屬管線）上即直連法。直連線分紅、黑兩線，紅線接到金屬管線的某一根線上，黑線是儀器工作地線，應(yīng)單獨(dú)可靠接地。為保證信號在線路中單向可靠傳輸，要求至少斷開目標(biāo)金屬管線的一端地線，使信號以間接回路或容性回路的方式通過大地回流。如圖利用金屬管線

直接傳輸信號，傳輸過程衰減小、信號強(qiáng)、傳輸遠(yuǎn)，是信號施加的較好方法，適用于任何一種信號的傳輸，是測試的較好方法。詳細(xì)操作見第四章。

接收機(jī)工作模式

當(dāng)金屬管線被施加信號后，金屬管線上就有了電流，同時(shí)電流又產(chǎn)生磁場輻射到金屬管線周圍。磁場的頻率與被施加信號頻率一致，強(qiáng)弱是以金屬管線為圓心遞減向外輻射，方向是輻射圓周上某點(diǎn)的切線方向。

接收機(jī)通過內(nèi)部天線，分別接收金屬管線輻射出來的磁場信號或泄漏的電場信號，可用五種不同的頻率工作模式處理，把信號的強(qiáng)弱變化提示給操作者。

波峰法

 在傳輸某一特定信號金屬管線的正上方，接收機(jī)測得的信號最強(qiáng)；在同一平面上左右移動接收機(jī)測到的信號會隨即衰減，故命名為波峰法。其實(shí)它是利用接收機(jī)內(nèi)水平天線來感應(yīng)磁場信號的。

當(dāng)水平方向的磁場穿過水平天線時(shí)線圈中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小隨穿過水平天線磁場的多少（磁通量）而變化，只有在金屬管線正上方時(shí)穿過水平天線的磁場是最多（磁通量最大），既接收機(jī)測得的信號最強(qiáng)。如圖所示：

波峰法適合路徑探測、深度測試、故障預(yù)判、短路點(diǎn)定位等。

波谷法

在傳輸某一特定信號金屬管線的正上方，接收機(jī)測得的信號最弱，在同一平面上左右移動接收機(jī)測到的信號會隨即增強(qiáng)，與波峰相反，故命名為波谷法。其實(shí)它是利用接收機(jī)內(nèi)垂直天線感應(yīng)磁場信號的。

當(dāng)垂直方向的磁場穿過垂直天線時(shí)線圈中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小隨穿過垂直天線磁場的多少（磁通量）而變化，只有在金屬管線正上方或遠(yuǎn)離金屬管線時(shí)穿過垂直天線的磁場是最少（磁通量最小），既接收機(jī)測得的信號最弱。

正因?yàn)樵诮饘俟芫€上方和遠(yuǎn)離金屬管線所側(cè)得的信號都是弱，所以波谷法在顯示上設(shè)計(jì)了方位指示；適用于對路徑的驗(yàn)證及45°法測深。

附件的操作

  2.8.1充 電 器：配備鋰電池專用充電器為DC8.4V、1A智能充電器，具有限流充電、過流過熱保護(hù)功能。充電器接AC220V市電，指示燈亮綠色，充電頭插入主機(jī)充電座后，指示燈變紅色，表明正在給電池充電；當(dāng)指示燈再次變綠時(shí)，表明充電器進(jìn)入小電流慢充電狀態(tài)，一般要求充電時(shí)間應(yīng)達(dá)到8-12小時(shí)。

 2.8.2直 連 線：將直連線的航空插頭插入發(fā)射機(jī)的輸出口，紅黑兩個夾子分別接金屬管線和地。

  2.8.3 地 釬：直連線的黑夾子與地釬相連插入潮濕土壤，與大地構(gòu)成回路。