電容直連管線探測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電容直連管線探測方法，包括：在管線的探測點(diǎn)的一側(cè)的外護(hù)層上包圍第一導(dǎo)電體；將信號源的正極連接到所述第一導(dǎo)電體上，將所述信號源的負(fù)極接地；通過所述信號源的正極注入測試信號，再調(diào)整接收機(jī)來探測所述管線的路由和深度。本發(fā)明在管線的外護(hù)層上包圍導(dǎo)電體，管線內(nèi)部的金屬構(gòu)件與導(dǎo)電體之間相互絕緣，因此形成了電容器，通過形成的電容器將高頻測試信號注入管線，從而可以方便的在探測點(diǎn)一側(cè)就近注入探測信號，而通過選擇合適的信號注入點(diǎn)來使探測點(diǎn)另一側(cè)的光纜更長，從而達(dá)到更大的探測信號強(qiáng)度。本發(fā)明方法對無法適用于直連法的場景也仍然適用，不受監(jiān)測纜的限制，而且具有良好的信號強(qiáng)度和抗干擾特性。
【專利說明】電容直連管線探測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子測量技術(shù)，尤其涉及一種電容直連管線探測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纜探測按照信號源的施加方式區(qū)分，常用的有三種:直連法、環(huán)鉗法、感應(yīng)法，這三種常用方法適用于不同的環(huán)境。
[0003]感應(yīng)法主要應(yīng)用在無監(jiān)測纜的直埋光纜探測，也可以可在只有一條管道光纜的場合使用。感應(yīng)法只能使用高頻率信號，一般使用33kHz。其連接方法為:將信號源(開機(jī)后輸出不插連線)直接放在目標(biāo)管線上方，信號源的交流信號在內(nèi)部感應(yīng)線圈上產(chǎn)生較強(qiáng)的變化磁場，變化的磁場使目標(biāo)管線上產(chǎn)生感生信號電壓。
[0004]環(huán)鉗法主要應(yīng)用在管道光纜的探測，只能使用高頻率信號，一般使用33kHz。其連接方法為:先將信號源輸出端口連接上環(huán)鉗，然后將環(huán)鉗夾在目標(biāo)管線上，信號源的交流信號在環(huán)鉗上產(chǎn)生較強(qiáng)的變化磁場，變化的磁場使目標(biāo)管線上產(chǎn)生感生信號電壓。
[0005]直連法主要應(yīng)用在直埋光纜探測，而且接頭盒必須引出監(jiān)測纜。其連接方法為:將信號源輸出信號線負(fù)極通過地線棒與大地相連，正極連接監(jiān)測纜，將信號電壓施加到光纜的金屬構(gòu)件上。
[0006]在這三種探測方法中，感應(yīng)法的信號強(qiáng)度最弱也最容易受到干擾，環(huán)鉗法的信號強(qiáng)度高于感應(yīng)法，但是也容易受到干擾，而直連法信號強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于環(huán)鉗法和感應(yīng)法。一般來講，探測點(diǎn)的光纜探測信號電流接近ImA時，就具有較高的準(zhǔn)確性和抗干擾性，環(huán)鉗法和感應(yīng)法是難以達(dá)到這種信號強(qiáng)度的。
[0007]環(huán)鉗法和感應(yīng)法所感應(yīng)的信號本身就比較微弱，極易受到干擾。不管信號源怎樣放置，信號源兩端都需要一定大小的分布電容才能構(gòu)成大小合適的回路電流，所以在I1和In兩段都無法產(chǎn)生足夠的探測電流，也就是說管道光纜在靠近接頭盒的段落難以探測。由于管道光纜對大地的分布電容遠(yuǎn)不及直埋光纜，一般情況下，只要信號源一端光纜長度低于150米(經(jīng)驗值)，其與大地的形成分布電容太小，就無法形成足夠的探測信號電流，當(dāng)管道內(nèi)比較干燥時，信號源兩端的光纜長度將需要更長。
[0008]環(huán)鉗法和感應(yīng)法感生信號電壓形成回路電流信號流向如圖1所示:左端金屬構(gòu)件—左端金屬構(gòu)件與大地的分布電容一大地一右端金屬構(gòu)件與大地的分布電容一右端金屬構(gòu)件。
[0009]在對管道光纜探測時，由于管道光纜接頭盒無監(jiān)測纜，無法使用直連法，只能使用環(huán)鉗法或感應(yīng)法，而環(huán)鉗法、感應(yīng)法在纜線上所產(chǎn)生的信號微弱，所以在接頭盒附近或者存在強(qiáng)干擾的地方難以探測，存在探測盲區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提出一種電容直連管線探測方法，能夠達(dá)到較高的信號強(qiáng)度，且不受監(jiān)測纜的限制。[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電容直連管線探測方法，包括:
[0012]在管線的探測點(diǎn)的一側(cè)的外護(hù)層上包圍第一導(dǎo)電體；
[0013]將信號源的正極連接到所述第一導(dǎo)電體上，將所述信號源的負(fù)極接地；
[0014]通過所述信號源的正極注入測試信號，再調(diào)整接收機(jī)來探測所述管線的路由和深度。
[0015]進(jìn)一步的，在管線的探測點(diǎn)的一側(cè)的外護(hù)層上包圍第一導(dǎo)電體的同時，還包括以下操作:
[0016]在所述管線的探測點(diǎn)的另一側(cè)的外護(hù)層包圍第二導(dǎo)電體，并且將該第二導(dǎo)電體接地。
[0017]進(jìn)一步的，所述第一導(dǎo)電體為鋁朔管、鋁箔、銅箔和圓金屬管中的一種。
[0018]進(jìn)一步的，所述第一導(dǎo)電體沿所述管線方向的長度為I米以上。進(jìn)一步的，所述第二導(dǎo)電體為鋁朔管、鋁箔、銅箔和圓金屬管中的一種。
[0019]進(jìn)一步的，所述第二導(dǎo)電體沿所述管線方向的長度為I米以上。
[0020]進(jìn)一步的，所述管線為管道光纜、架空光纜或水底光纜。
[0021]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明在管線的外護(hù)層上包圍導(dǎo)電體，管線內(nèi)部的金屬構(gòu)件與導(dǎo)電體之間相互絕緣，因此形成了電容器，通過形成的電容器將高頻測試信號注入管線，從而可以方便的在探測點(diǎn)一側(cè)就近注入探測信號，而通過選擇合適的信號注入點(diǎn)來使探測點(diǎn)另一側(cè)的光纜更長，從而達(dá)到更大的探測信號強(qiáng)度。本發(fā)明方法對無法適用于直連法的場景也仍然適用，不受監(jiān)測纜的限制，而且具有良好的信號強(qiáng)度和抗干擾特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0023]圖1為現(xiàn)有的環(huán)鉗法和感應(yīng)法的感生信號電壓形成回路的電流信號流向示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明電容直連管線探測方法的一實施例的流程示意圖。
[0025]圖3為圖2實施例的電流信號流向示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明電容直連管線探測方法的另一實施例的流程示意圖。
[0027]圖5為圖4實施例的電流信號流向示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0029]兩個相互絕緣的導(dǎo)體可以構(gòu)成一個電容器，電容的大小與極板的面積呈正比，與極板間距離呈反比，與電容是否帶電無關(guān)，只與電容器本身的結(jié)構(gòu)形狀有關(guān)?；陔娙萜鞯脑?，本發(fā)明利用導(dǎo)電體包圍在管線的外護(hù)套的結(jié)構(gòu)，形成導(dǎo)電體與管線內(nèi)的金屬構(gòu)件之間的電容器，而這種電容器能夠傳遞高頻的測試信號，對于較短的管線，仍然可以形成足夠的探測信號電流。
[0030]如圖2所示，為本發(fā)明電容直連管線探測方法的一實施例的流程示意圖。在本實施例中，電容直連管線探測方法包括:
[0031]步驟101、在管線的探測點(diǎn)的一側(cè)的外護(hù)層上包圍第一導(dǎo)電體；[0032]步驟102、將信號源的正極連接到所述第一導(dǎo)電體上，將所述信號源的負(fù)極接地；
[0033]步驟103、通過所述信號源的正極注入測試信號，再調(diào)整接收機(jī)來探測所述管線的路由和深度。
[0034]采用本實施例的電容直連管線探測方法可以將探測信號注入點(diǎn)設(shè)置在更靠近探測段，并選擇性地設(shè)置在探測段一側(cè)的方向，以便使探測段的另一側(cè)的管線更長，從而形成探測信號強(qiáng)度更大。本實施例可以對無法對管線采用直連法的場景，可以對未引出監(jiān)測纜的管線進(jìn)行探測，而信號源可以就近輸入，其產(chǎn)生的探測信號強(qiáng)度遠(yuǎn)高于環(huán)鉗法和感應(yīng)法所產(chǎn)生的探測信號強(qiáng)度，并且不像直連法受到監(jiān)測纜的限制。
[0035]本實施例所指的管線優(yōu)選但不限于管道光纜，任何需要進(jìn)行管線測試的場景都可以考慮采用本實施例的電容直連方式。
[0036]在第一導(dǎo)電體的選擇上，可以采用鋁朔管、鋁箔、銅箔和圓金屬管中的一種，這里所給出了幾個例子僅為說明，其他任何可導(dǎo)電的材料也可以作為第一導(dǎo)電體使用。
[0037]在鋁朔管、鋁箔(或銅箔)和圓金屬管幾種材料的選擇上，使用方式和適用場合也有所不同，具體區(qū)別如下:
[0038]1、鋁朔管
[0039]將鋁朔管縱向(延鋁朔管的軸延伸的方向)開剝，并包裹在管道光纜的外護(hù)層上，外護(hù)層是絕緣材料，因此在外護(hù)層之外的鋁朔管與外護(hù)層之內(nèi)的光纜金屬構(gòu)件形成電容器。信號源通過連接鋁朔管的鋁護(hù)層，可以將高頻探測信號注入管道光纜中。
[0040]由于鋁朔管比較細(xì)，對于較粗的光纜不能完全包住，而且鋁護(hù)層下還有一層塑料，加大了鋁護(hù)層與光纜金屬構(gòu)件的距離，因此鋁朔管與光纜金屬構(gòu)件形成的電容容量較小。在采用朗訊中心大束管光纜時，在I米的長度上能形成約IOOpF的電容。IOOpF的電容在33kHz等效交流容抗約為48千歐姆。
[0041]2、圓金屬管
[0042]將圓金屬管縱向開剝，形成兩半，將其包裹在管道光纜的外護(hù)層上，在外護(hù)層之外的金屬管片與外護(hù)層之內(nèi)的光纜金屬構(gòu)件形成電容器，通過連接金屬管片，信號源就可以將高頻探測信號注入光纜。
[0043]由于金屬管較硬，難以將光纜完全包住，無法最大限度的靠近光纜金屬構(gòu)件，所以金屬管與光纜金屬構(gòu)件形成的電容容量一般。采用朗訊中心大束管光纜時，在I米的長度上能形成約200pF的電容。200pF的電容在33kHz等效交流容抗約為24千歐姆。
[0044]3、鋁箔(或銅箔)
[0045]將鋁箔(或銅箔)直接粘在管道光纜的外護(hù)層上，在外護(hù)層之外的鋁箔(或銅箔)與外護(hù)層之內(nèi)的光纜金屬構(gòu)件就能形成電容，通過連接鋁箔(或銅箔)，信號源就可以將高頻探測信號注入光纜。
[0046]由于鋁箔(或銅箔)可直接粘在光纜上，最大限度地靠近光纜金屬構(gòu)件，所以鋁箔(或銅箔)與光纜金屬構(gòu)件形成的電容容量最大。采用朗訊中心大束管光纜時，在I米的長度上只能形成約410pF的電容。IOOpF的電容在33kHz等效交流容抗約為12千歐姆。
[0047]經(jīng)過比較，優(yōu)選鋁箔(或銅箔)作為第一導(dǎo)電體，其他兩種導(dǎo)電體也可以根據(jù)不用的場合和便于獲得的材料進(jìn)行選用，這三種導(dǎo)電體均屬于便宜實用的材料，可以有效地降低使用成本。在第一導(dǎo)電體的長度上，優(yōu)選沿所述管線方向的長度為I米以上，以便形成較大的極板面積，進(jìn)而增強(qiáng)探測信號強(qiáng)度。
[0048]圖3給出了圖2實施例的電流信號流向示意圖。在圖3中，導(dǎo)電體選用鋁箔。從圖中可以看到，在探測點(diǎn)一側(cè)注入信號，另一側(cè)光纜長度大于預(yù)設(shè)距離(例如150米，如果管道干燥，該距離應(yīng)更長)時，探測信號強(qiáng)度適合時，信號流向為:信號線正極一鋁箔一鋁箔與光纜金屬構(gòu)件的電容一金屬構(gòu)件一金屬構(gòu)件與大地的分布電容一大地一信號線負(fù)極。此時探測信號電流I1 > I2……> In，信號源放置在探測點(diǎn)附近，并且最好放置在離接頭盒更近的一端。
[0049]如圖4所示，為本發(fā)明電容直連管線探測方法的另一實施例的流程示意圖。與上一實施例相比，本實施例在步驟101進(jìn)行的同時，還包括步驟101’，即在所述管線的探測點(diǎn)的另一側(cè)的外護(hù)層包圍第二導(dǎo)電體，并且將該第二導(dǎo)電體接地。
[0050]當(dāng)探測點(diǎn)位于短段管線上，無論信號注入點(diǎn)選擇在哪一側(cè)，另一側(cè)的管線長度都會較短，管線對大地電容較小，使探測回路電流微弱，這時可以在探測點(diǎn)另一側(cè)利用同樣的原理，將導(dǎo)電體包圍在管線外護(hù)套上，并將包圍的導(dǎo)電體接地，這樣可大大增強(qiáng)探測回路信號電流。
[0051]當(dāng)然，圖4實施例并不僅限于短段管線，同樣適合于較長的管線來增強(qiáng)探測信號。這里的管線優(yōu)選但不限于管道光纜，任何需要進(jìn)行管線測試的場景都可以考慮采用本實施例的電容直連方式。
[0052]在第二導(dǎo)電體的選擇上，可以采用鋁朔管、鋁箔、銅箔和圓金屬管中的一種，上面已經(jīng)給出了幾個例子進(jìn)行說明，這里就不再贅述了，其他任何可導(dǎo)電的材料也可以作為第二導(dǎo)電體使用。第二導(dǎo)電體的長度優(yōu)選I米以上，以便形成較大的極板面積，進(jìn)而獲得探測
信號強(qiáng)度。
[0053]圖5給出了圖4實施例的電流信號流向示意圖。在圖5中，導(dǎo)電體選用鋁箔。從圖中可以看到，在探測點(diǎn)一側(cè)注入信號`，信號流向為:信號線正極一鋁箔一鋁箔與光纜金屬構(gòu)件的電容一金屬構(gòu)件與大地的分布電容和尾端鋁箔接地電容一大地一信號線負(fù)極。
[0054]下面通過幾個具體實例來說明本發(fā)明電容直連管線探測方法相比于現(xiàn)有的幾種方法的優(yōu)勢。
[0055]實例I
[0056]在某中繼段1031號接頭標(biāo)石注入信號和1033號標(biāo)石接收信號，接收機(jī)和標(biāo)石固定在一起，每次探測接收器位置不發(fā)生改變。
[0057]使用儀表:采用雷迪RD433信號源和雷迪RD385探測接收機(jī)
[0058]實驗方法:將實驗光纜一側(cè)的金屬構(gòu)件用導(dǎo)線與1031接頭標(biāo)石監(jiān)測纜相連，使實驗光纜與1033號標(biāo)石方向的光纜金屬構(gòu)件相連，試驗光纜上粘上I米鋁箔，并將鋁箔處懸空。當(dāng)用直連法時，實驗光纜另一側(cè)金屬構(gòu)件懸空，直接由監(jiān)測纜注入信號；當(dāng)用電容直連法時，實驗光纜另一側(cè)金屬構(gòu)件也懸空，由鋁箔處注入信號；當(dāng)用環(huán)鉗法時，實驗光纜另一側(cè)金屬構(gòu)件接地，環(huán)鉗夾在光纜上；當(dāng)用感應(yīng)法時，實驗光纜另一側(cè)金屬構(gòu)件接地，信號源按感應(yīng)要求放置，距離光纜為常用深度1.2米。
[0059]測試狀態(tài):在33kHz，信號源強(qiáng)度25%。
[0060]選擇接收機(jī)增益:先將信號源采用直連法連接，調(diào)整接收機(jī)增益使接收機(jī)的信號強(qiáng)度剛好不飽和，此時增益為48dB，然后關(guān)閉信號源，顯示環(huán)境噪音強(qiáng)度為003。[0061]減去噪音信號強(qiáng)度的測試結(jié)果:直連法信號強(qiáng)度顯示為903，電容直連法信號強(qiáng)度顯示為202，環(huán)鉗法信號強(qiáng)度顯示為020，感應(yīng)法信號強(qiáng)度顯示為001。說明直連法和電容直連法信號強(qiáng)度遠(yuǎn)高于環(huán)鉗法和感應(yīng)法。
[0062]實例2
[0063]在某中繼段K7-K8孔之間，采用環(huán)鉗法無法探測，采用電容直連法探測后，已成功探測出該段光纜的走向和深度。
[0064]地點(diǎn)及環(huán)境情況:在某中繼段K7-K8孔之間，無法使用直連法。此段管道內(nèi)無積水，光纜對地分布電容較小，使得環(huán)鉗法無法形成足夠的信號，而且附近埋設(shè)有高壓電纜，存在較強(qiáng)的干擾，使得環(huán)鉗法無法探測出光纜。
[0065]使用儀表:采用雷迪RD433信號源和雷迪RD385探測接收機(jī)。
[0066]探測方法:在K8孔內(nèi)，將光纜上粘上1.5米鋁箔，信號源正極夾在鋁箔上，用來注入信號；在旁邊花壇接一地線棒，將信號源負(fù)極接地。
[0067]調(diào)整接收機(jī)的信號增益為48dB，然后開始探測。
[0068]探測結(jié)果:采用電容直連法，接收機(jī)顯示的信號強(qiáng)度較強(qiáng)，數(shù)值在396 (深度在0.9米)附近，成功探測出該段光纜的路由和深度，探測的結(jié)果后挖檢的結(jié)果一致。
[0069]實例3
[0070]在某中繼段K69-K71孔與電氣化鐵路交越附近，由于市政新增路燈施工，原光纜路由為非直線路由，需精確定位，采用環(huán)鉗法受電氣化鐵路干擾而無法探測，采用電容直連法探測后，已成功準(zhǔn)確探測出該段光纜的走向和深度。
[0071]地點(diǎn)及環(huán)境情況:在某中繼段K69-K71孔之間，無法使用直連法。此段管道與電氣化鐵路交越，存在較強(qiáng)的干擾，使得環(huán)鉗法無法探測出光纜。
[0072]使用儀表:采用雷迪RD433信號源和雷迪RD385探測接收機(jī)。
[0073]探測方法:在K73孔內(nèi)，將光纜上粘上1.5米鋁箔，信號源正極夾在鋁箔上，用來注入信號，將信號源負(fù)極接地。由于接頭盒距離探測點(diǎn)遠(yuǎn)達(dá)450米，所以遠(yuǎn)端未增加電容接地。
[0074]調(diào)整接收機(jī)的信號增益為45dB，然后開始探測。
[0075]探測結(jié)果:采用電容直連法，接收機(jī)顯示的信號強(qiáng)度較強(qiáng)，成功探測出該段光纜的路由和深度。
[0076]綜上所述，本發(fā)明電容直連管線探測方法可以對未引出監(jiān)測纜的管線進(jìn)行探測，信號源可以就近輸入，產(chǎn)生的探測信號強(qiáng)度遠(yuǎn)高于環(huán)鉗法和感應(yīng)法，而且不像直連法受到監(jiān)測纜的限制。
[0077]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種電容直連管線探測方法，包括: 在管線的探測點(diǎn)的一側(cè)的外護(hù)層上包圍第一導(dǎo)電體； 將信號源的正極連接到所述第一導(dǎo)電體上，將所述信號源的負(fù)極接地； 通過所述信號源的正極注入測試信號，再調(diào)整接收機(jī)來探測所述管線的路由和深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容直連管線探測方法，其中在管線的探測點(diǎn)的一側(cè)的外護(hù)層上包圍第一導(dǎo)電體的同時，還包括以下操作: 在所述管線的探測點(diǎn)的另一側(cè)的外護(hù)層包圍第二導(dǎo)電體，并且將該第二導(dǎo)電體接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容直連管線探測方法，其中所述第一導(dǎo)電體為鋁朔管、鋁箔、銅箔和圓金屬管中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容直連管線探測方法，其中所述第一導(dǎo)電體沿所述管線方向的長度為I米以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容直連管線探測方法，其中所述第二導(dǎo)電體為鋁朔管、鋁箔、銅箔和圓金屬管中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電容直連管線探測方法，其中所述第二導(dǎo)電體沿所述管線方向的長度為I米以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容直連管線探測方法，其中所述管線為管道光纜、架空光纜或水底光纜。
【文檔編號】G01V3/08GK103792583SQ201210430080
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月1日
【發(fā)明者】庹德兵 申請人:中國電信股份有限公司