凱迪正大KD-2123全數(shù)字電纜路徑探測儀工作原理及特點

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?shù)叵陆饘俟芫€測試儀接收機在地面探測時，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

發(fā)射機特點

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。

接收機特點

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，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) 接收機具有缺電報警和自動關(guān)機保護等功能。

5）接收機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)射機一臺

2）地下管線探測儀接收機一臺

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

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、運行模式、自檢狀態(tài)、負荷電阻等。 

7）整機采進口高容量18650鋰電組，充放電500次。工作時間大于8小時，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

    接收機具有“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提示信號強弱

4）顯示界面：高亮度LCD, 支持強陽光下工作，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，最長15KM。.

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

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

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：進口高容量18650鋰電組，充放電500次。

11）待機時間：大于12小時，電量提示。

12）過熱過流：自動保護。

13）工作溫度：-10℃—40℃。

14）體    積：650×110×32mm 

15）重    量：1.6Kg

 發(fā)射機儀器面板及功能簡介

發(fā)射機就是能發(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)射機處于工作狀態(tài)；彈起斷開電源，發(fā)射機處于關(guān)機狀態(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：顯示當前輸出功率；可分別顯示低檔、中檔、高檔。

模  式：顯示當前工作模式；可分別顯示直連、耦合、感應(yīng)。

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

電  量：提示當前電池電量。

匹配提示：圖標移動表示發(fā)射機已穩(wěn)定工作。

④頻率鍵：此鍵為點動開關(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：顯示當前的發(fā)射頻率；分別顯示低頻、中頻、高頻、射頻；開機初始為低頻。

電量顯示：顯示當前電池電壓。

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，右下角的圖標停止不轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，當儀器與外部阻抗匹配好以后，圖標開始旋轉(zhuǎn)。

電    量：提示當前電池電量；以電池符號表示，全為滿電量。

接收機面板及功能簡介

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：顯示當前的接收頻率；分別顯示低頻、中頻、高頻、射頻和50Hz；開機初始為低頻。

梯形光柵：表示接收到信號強弱的一種界面，以光柵長短表示信號強弱。

三位數(shù)字：表示接收到信號強弱的一種界面，以數(shù)字大小表示信號強弱；有效數(shù)位000-999，當顯示999時為信號過強、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：表示接收機當前處理信號的放大倍數(shù)，動態(tài)范圍000-100db;開機初始為060db。

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

電    量：提示當前電池電量；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。開機初始為中響度。

目標方位：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；開機初始為低頻。

模 式 鍵    ：此鍵為點動軟開關(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；開機初始為波峰。

增 益 鍵         ：此鍵為兩個點動軟開關(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    ：此鍵為點動軟開關(guān)，每按一次可開啟、關(guān)閉之間切換，開機初始為關(guān)閉背光。

音 量  鍵    ：此鍵為點動軟開關(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，接收機處于工作狀態(tài)；彈起斷開電源，接收機處于關(guān)機狀態(tài)，本儀器具有缺電自動關(guān)機。

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。擴展接收機信號介入的方式。

發(fā)射機工作模式

發(fā)射機具有四種工作模式（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)射機的信號用直連線直接施加到目標金屬管線（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、傳輸遠，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。詳細操作見第四章。

接收機工作模式

當金屬管線被施加信號后，金屬管線上就有了電流，同時電流又產(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的切線方向。

接收機通過內(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，接收機測得的信號最強；在同一平面上左右移動接收機測到的信號會隨即衰減，故命名為波峰法。其實它是利用接收機內(nèi)水平天線來感應(yīng)磁場信號的。

當水平方向的磁場穿過水平天線時線圈中就產(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穿過水平天線的磁場是最多（磁通量最大），既接收機測得的信號最強。如圖所示：

波峰法適合路徑探測、深度測試、故障預判、短路點定位等。

波谷法

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

當垂直方向的磁場穿過垂直天線時線圈中就產(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離金屬管線時穿過垂直天線的磁場是最少（磁通量最小），既接收機測得的信號最弱。

正因為在金屬管線上方和遠離金屬管線所側(cè)得的信號都是弱，所以波谷法在顯示上設(shè)計了方位指示；適用于對路徑的驗證及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、過流過熱保護功能。充電器接AC220V市電，指示燈亮綠色，充電頭插入主機充電座后，指示燈變紅色，表明正在給電池充電；當指示燈再次變綠時，表明充電器進入小電流慢充電狀態(tài)，一般要求充電時間應(yīng)達到8-12小時。

 2.8.2直 連 線：將直連線的航空插頭插入發(fā)射機的輸出口，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。