電纜路徑探測(cè)技術(shù)研究

1 國內(nèi)外現(xiàn)狀

國內(nèi)外對(duì)地下管線探測(cè)這方面的研究已經(jīng)具有了多年的歷史，在英國、美國、俄羅斯、德國、法國等發(fā)達(dá)國家甚至已經(jīng)有了幾十年的歷史。目前國外大約有上萬家地下管線探測(cè)的公司，基本上都是采用電磁法對(duì)地下管線進(jìn)行探測(cè)，所采用的儀器主要是英國雷迪公司生產(chǎn)的RD400PL(觀察 AHx參數(shù))，RD400PXL和 RD432PDL(觀察A//X'參數(shù))。美國3M公司生產(chǎn)的2250M,2273M系列，探測(cè)方法主要有直連法、磁偶極法、被動(dòng)源法，工作頻率主要為 500、8 000、33 000、65 000、133 000 Hz等，相對(duì)于國產(chǎn)儀器來說頻率較高。目前國外電纜路徑檢測(cè)儀的精度比較高，功能較為齊全，抗干擾能力強(qiáng)，但是價(jià)格較高，使用起來也比較麻煩。

我國在這方面起步的較晚，但是發(fā)展速度比較快，目前已經(jīng)有許多公司從事于這個(gè)行業(yè)并且形成了一套對(duì)地下電纜和管線檢測(cè)的方法，對(duì)地下電纜路徑的檢測(cè)具有了一定的能力。國內(nèi)地下電纜路徑檢測(cè)儀主要是采用電磁感應(yīng)的原理，采用一個(gè)或兩個(gè)線圈對(duì)電纜中的信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，利用耳機(jī)中聲音的強(qiáng)弱來判斷電纜的位置。這種方法雖然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下電纜的有效檢測(cè)，但是，這與國外存在著很大的差距，主要表現(xiàn)在檢測(cè)頻率單一、功能不夠強(qiáng)大、輔助功能不多、可操作性不好。

2 電纜路徑檢測(cè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用

電力行業(yè)。由于電力電纜出現(xiàn)故障需要確定故障的位置，這時(shí)為準(zhǔn)確找到故障位置，減少開挖的工程量和尋找時(shí)間，就需要利用智能電纜路徑檢測(cè)儀來快速而準(zhǔn)確的確定出電纜的路徑。

1）通信行業(yè)。通信中有很多通信電纜和電視電纜，當(dāng)這些線纜出現(xiàn)故障需要檢測(cè)時(shí)也需要確定其路徑。

2）建筑行業(yè)。工程施工中為避免開挖過程中破壞地下的管線，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失，加快工程進(jìn)度，需要準(zhǔn)確的知道地下埋藏的管線的位置。

3）城市規(guī)劃建設(shè)行業(yè)。由于過去地下管線的資料不全或者資料丟失，這樣就使得城市建設(shè)規(guī)劃部門對(duì)該城市下的管線的分布情況不能準(zhǔn)確的掌握，導(dǎo)致城市規(guī)劃過程中出現(xiàn)很多問題，在這種情況下就應(yīng)該重新對(duì)地下管線進(jìn)行路徑檢測(cè)并對(duì)其進(jìn)行保存。

3 智能化電纜路徑探測(cè)技術(shù)研究

針對(duì)目前國內(nèi)外對(duì)電纜路徑檢測(cè)技術(shù)的研究和不足以及電纜路徑檢測(cè)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，智能電纜路徑檢測(cè)的研究也由此展開。研究工作以電磁感應(yīng)原理、弱信號(hào)處理、數(shù)據(jù)采集、單片機(jī)、FPGA等技術(shù)為基礎(chǔ)，要求系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性好、抗干擾能力強(qiáng)、操作性好、系統(tǒng)維護(hù)升級(jí)簡(jiǎn)單、能夠記錄足夠長(zhǎng)的電纜位置數(shù)據(jù)等特點(diǎn)。對(duì)智能電纜路徑檢測(cè)儀的工作原理進(jìn)行研究，分析地下載流電纜的等效模型以及電纜周圍的電磁場(chǎng)分布特征，然后根據(jù)實(shí)際的要求提出了用多個(gè)線圈組合的電纜路徑探測(cè)方法。智能電纜路徑檢測(cè)儀的研制，將可以使人們更加快速、實(shí)時(shí)、方便的檢測(cè)到地下電纜的位置、深度、電流大小等重要的信息，可以節(jié)約施工的成本，加快施工的進(jìn)度，保證施工安全、提供給城市規(guī)劃部門一個(gè)清晰的地下電纜的情形。

智能電纜路徑檢測(cè)儀是對(duì)地下電纜路徑進(jìn)行探測(cè)的設(shè)備，不僅具有以前老式地下電纜路徑檢測(cè)儀的功能，而且具有了一些新的功能，取得了一定技術(shù)突破。

1）峰值模式。該模式下可以判斷出電纜與操作者的相對(duì)位置并且指示出操作者應(yīng)該移動(dòng)的方向，進(jìn)而尋找到地下電纜的埋藏位置。

2）谷值模式。該模式下具有羅盤功能，可以判斷操作者與電纜的偏轉(zhuǎn)方向并提示操作者及時(shí)改正自己的方向，直到找到電纜的位置。

3）自動(dòng)搜索和鎖定頻率功能。在未知頻率輸入情況下可以對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行搜索，進(jìn)而確定輸入頻率并將其鎖定。

4）電流和深度顯示?？梢詫?duì)地下電纜的電流大小和埋藏深度進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示。

5）GPS定位。當(dāng)已經(jīng)確定好電纜的位置并且需要記錄電纜當(dāng)前的地理位置信息時(shí)可以選擇GPS定位功能，記錄當(dāng)前電纜的地理位置信息，最終上傳至計(jì)算機(jī)進(jìn)行電纜數(shù)據(jù)的管理。

研究提出了釆用多個(gè)線圈組合的方式探測(cè)電纜路徑的方法，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求。其次，提出了頻率搜索與鎖定的功能。這樣可以在未知電纜中信號(hào)頻率的情況下也可以很好的使用智能電纜路徑檢測(cè)儀，使其操作更加方便快捷；最后，提出了谷值模式下對(duì)電纜路徑進(jìn)行的羅盤指示功能。目前市場(chǎng)上的電纜路徑檢測(cè)儀一般只具有峰值模式，而沒有谷值模式，谷值模式的增加能更好的判斷電纜在地下的具體位置，能夠容易的判斷出電纜埋藏的轉(zhuǎn)彎情況，而且谷值模式下測(cè)量的精度更高。

本項(xiàng)目研究在國內(nèi)處于先進(jìn)水平，有非常廣闊的市場(chǎng)前景，操作簡(jiǎn)便，定位準(zhǔn)確，有非常高的應(yīng)用價(jià)值。作為地下管線檢測(cè)的智能電纜路徑檢測(cè)儀不僅可以檢測(cè)出地下電纜的路徑信息，而且還可以與地下管線故障檢測(cè)儀一起工作，作為故障檢測(cè)儀的一個(gè)重要的輔助設(shè)備查找故障點(diǎn)，進(jìn)而解決故障。因此該檢測(cè)儀可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域。

4 結(jié)語

智能電纜路徑檢測(cè)儀是室外強(qiáng)干擾環(huán)境下進(jìn)行實(shí)時(shí)作業(yè)時(shí)使用的儀器，因此，對(duì)儀器的抗干擾能力和靈敏度，反應(yīng)時(shí)間等都具有比較高的要求，所以，智能電纜路徑檢測(cè)儀以后的發(fā)展可以向著更加智能化，操作靈活，抗干擾能力更高，反應(yīng)時(shí)間更快的方向發(fā)展，相信隨著科技的發(fā)展，各種元器件以及檢測(cè)方法和手段的提高，智能電纜路徑檢測(cè)儀一定可以實(shí)現(xiàn)更好的性能。智能電纜路徑檢測(cè)儀在很多行業(yè)中都會(huì)用到，給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來了方便，減少了在施工中不必要的損失，帶來更大的經(jīng)濟(jì)利益。

[1]吳尚科.地下管線探測(cè)技術(shù)初探[J].人民長(zhǎng)江，2007，（10）：98.

[2]金 純.噪聲背景條件下高精度地下管線探測(cè)技術(shù)及信息管理[D].焦作：焦作工學(xué)院，2002.

[3]張漢春，黃國軍.特深地下管線的電磁場(chǎng)特征分析及探測(cè)研究[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2006，（4）：288-296.

[4]張志剛.智能電纜故障檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2002.