凯迪正大KD-2123全数字电缆路径探测仪工作原理及特点

凯迪正大KD-2123全数字电缆路径探测仪工作原理及特点

工作原理      

    本仪器是以电磁波在传输过程中的反射原理和电磁感应原理为基础，结合数字滤波 、无线接收、软件控制而设计的高科技产品。

电磁感应：其基本工作原理是：由发射机产生电、磁波并通过不同的发射连接方式将发送信号传送到地下被探测金属管线上，金属管线感应到电磁波后，在线缆表面产生感应电流，感应电流就会沿着金属线缆向远处传播，在电流的传播过程中，又会通过该线缆向地面辐射出电磁波，这样当地下金属管线测试仪接收机在地面探测时，就会在地下金属管线正上方的地面接收到电磁波信号，通过接收到的信号强弱变化就能判别地下金属管线的位置和走向。如下图所示：

此原理实现的条件：首先，要有能发出足够电能的信号源，在具备传输电能的线路中形成电流，电流在流动过程中又在该线周围产生磁场；其次，要有能接收这一特定磁场的电路，把磁场的变化过程以电信号形式显示出来。

仪器特点

发射机特点

1）具有方便用户的软件和全中文菜单。按键定义简单明了。测量方法简单快速。

2）恒功率输出、自动匹配，保证本机工作在较好状态。内置绝缘回路电阻表功能，自动测量金属管线对地及相间的环路阻抗，可协助判断金属管线绝缘性质。

3）查找金属管线路径成功率、测试精度及测试方便程度优于国内任何一种检测设备。

4）仪器具有强大的数据处理能力和友好的显示界面

5）内置锂电池供电，可在无电源环境测试金属管线的路由，保障日常工作。

接收机特点

1) 便携轻巧，使用方便，充电锂电池供电，一人即可操作，使用简单。

2) 数字化设计，软件控制，性能稳定、可靠。        

3) 所测信息以数字大小、升降光栅长短、声音缓急三种方式提供给操作者，使测试过程轻松自如。

4) 接收机具有缺电报警和自动关机保护等功能。

5）接收机可配识别接收耦合钳用于管线鉴别。

 仪器组成

1）地下管线探测仪发射机一台

2）地下管线探测仪接收机一台

3）接、发通用锂电池充电器一台

4）仪器输出线 一组

5）发射耦合钳 一把

6）识别钳 一把

 仪器参数

2.1 发射机

1）输出信号：四种交流输出模式低频、中频、高频、射频、绝缘回路阻抗测量。

2）输出功率：恒功率输出，高、中、低三档。

3）输出模式：直连法、耦合法、感应法。

4）阻抗显示：0～25000欧姆。

5）负载匹配：自动调节匹配。

6）显示界面：背光照明，显示输出能量、运行模式、自检状态、负荷电阻等。 

7）整机采进口高容量18650锂电组，充放电500次。工作时间大于8小时，电量提示。

8）体积：277x227x153mm

9）重量：3.5kg

10）工作条件：温度-10℃～+45℃，相对湿度 90%。    

2.2 接收机

    接收机具有“基本”和“外设”两种接收方式。

基本接收方式

    1）接收频率：接收低频、中频、高频、射频和50Hz的五种正弦交流信号。

2）接收模式：波峰法（水平线圈）、 波谷法（竖直线圈）、深度测量（双水平天线）、电流测量（双水平天线）。

3）信号界面：数字大小、梯形光栅长短、声音缓急三种方式同时提示信号强弱

4）显示界面：高亮度LCD, 支持强阳光下工作，背光照明,保证夜间正常工作。

5）增益控制：手动调节，动态范围000——100db。

6) 探测长度：直连金属管线时，最长15KM。.

             耦合金属管线时，一次耦合可测5Km，多次耦合无限远。

             感应金属管线时，一次感应可测300m，多次感应无限远。

7）深度测量：直读探测深度，范围 000—300cm。

             80%法测深度，范围 000—300cm（耦合）600cm（直连）

8）电流测量：直读电流，范围000—999mA.

9) 探测精度：±2.5%+5厘米  (0-2m)

10）电   源：进口高容量18650锂电组，充放电500次。

11）待机时间：大于12小时，电量提示。

12）过热过流：自动保护。

13）工作温度：-10℃—40℃。

14）体    积：650×110×32mm 

15）重    量：1.6Kg

 发射机仪器面板及功能简介

发射机就是能发出足够电能的信号源，是本套仪器的核心之一。其功能齐全、智能化程度高、操作简单。

面板简介

①开关键  ②输出口 ③液晶显示区④频率键⑤功率键⑥充电口

见下图所示

功能简介

①开关键：此开关为自锁开关；按下接通电源，发射机处于工作状态；弹起断开电源，发射机处于关机状态。

②输出口：此接口为多芯专用航空插座；用于改变信号的输出模式。接入直连线为直连模式；接入耦合钳连线为耦合模式；不接线仪器没有任何信号输出。

③液晶显示区

频  率：显示当前输出频率；可分别显示低频、中频、高频、射频、绝缘回路电阻测量。在感应模式下只显示射频或高频。

功  率：显示当前输出功率；可分别显示低档、中档、高档。

模  式：显示当前工作模式；可分别显示直连、耦合、感应。

阻  抗：显示当前环路阻抗值；有效显示为1欧姆——25000欧姆。

电  量：提示当前电池电量。

匹配提示：图标移动表示发射机已稳定工作。

④频率键：此键为点动开关：每按一次可改变一次输出信号的模式，由低频、中频、高频、射频循环选择；开机初始为低频。在感应模式下只能选择射频或高频。

⑤功率键：此键为点动开关：输出功率；可分别显示低档、中档、高档。每按一次可改变一次输出功率，循环选择；开机初始为低档。

⑥充电口：此接口为Φ2.5充电座；用于连接专用充电器给电池充电。

操作界面简介

频    率：显示当前的发射频率；分别显示低频、中频、高频、射频；开机初始为低频。

电量显示：显示当前电池电压。

外部阻抗：显示仪器测量外部金属管线的阻抗。

功率档位：显示低档、中档、高档，开机初始为低档。

输出方式显示：在仪器与外部阻抗匹配过程中，右下角的图标停止不转转，当仪器与外部阻抗匹配好以后，图标开始旋转。

电    量：提示当前电池电量；以电池符号表示，全为满电量。

接收机面板及功能简介

1)面板简介

①液晶显示区

②按键区：音量、背光、电流、深度、模式、频率、增益加/减

③电源开关

④数据通讯口

⑤充电口

2)功能简介

①液晶显示区

频    率：显示当前的接收频率；分别显示低频、中频、高频、射频和50Hz；开机初始为低频。

梯形光栅：表示接收到信号强弱的一种界面，以光栅长短表示信号强弱。

三位数字：表示接收到信号强弱的一种界面，以数字大小表示信号强弱；有效数位000-999，当显示999时为信号过强、超范围显示。还可瞬间显示直测深度值，动态范围000-999㎝；也可瞬间显示直测电流值，动态范围000-999mA；

增   益：表示接收机当前处理信号的放大倍数，动态范围000-100db;开机初始为060db。

模    式：表示接收机接收信号的方式，分别显示波峰    、波谷     、外接设备    ；开机初始为波峰。

电    量：提示当前电池电量；以电池符号表示，全为满电量

音    量：表示蜂鸣器当前工作状态，以喇叭符号加线条表示，一条线为低响度、二条线为中响度、三条线为高响度、打叉为关闭蜂鸣。开机初始为中响度。

目标方位：在波谷模式下，偏离金属管线会自动出现左右箭头（→）⊙（←）指向此标识（方位指示）；在金属管线上方箭头自动消失。

②按键区

频 率 键    : 此键为点动软开关；每按一次可改变一次接收信号的频率，由低频、高频、工频（50Hz）、循环选择；开机初始为低频。

模 式 键    ：此键为点动软开关；每按一次可改变一次接收信号的方式，由波峰    、波谷    、外接设备数据通讯口    ；循环选择；开机初始为波峰。

增 益 键         ：此键为两个点动软开关，箭头向上表示可增加增益，箭头向下表示可降低增益；每按一次改变一个数量，按住不动连续改变；

电  流 键    ：此键为点动软开关，每按一次可直测一次电流值，瞬间显示在三位数字区。

深  度 键    : 此键为点动软开关，每按一次可直测一次深度值，瞬间显示在三位数字区。

背  光 键    ：此键为点动软开关，每按一次可开启、关闭之间切换，开机初始为关闭背光。

音 量  键    ：此键为点动软开关，每按一次可改变一次蜂鸣响度，由中响度、高响度、关闭蜂鸣、低响度、循环选择。开机初始为中响度。

③充 电 口：此接口为Φ2.5*5.1充电座；用于连接专用充电器给电池充电。

④开 关 键：此开关为自锁开关；按下接通电源，接收机处于工作状态；弹起断开电源，接收机处于关机状态，本仪器具有缺电自动关机。

⑤外接设备数据口: 此接口为多芯专用航空插座,用于外接A字架、探损杆、及识别接收大小耦合钳等外部设备。扩展接收机信号介入的方式。

发射机工作模式

发射机具有四种工作模式（直连法、夹钳耦合法、感应法和回路电阻测量），要保证信号在目标金属管线上可靠传输，线路中须有可靠的回路。它可以是由大地构成的间接回路，可以是由足够长的金属管线与大地间形成的分布电容构成的容性回路，也可以是由线间短路故障点构成的直接回路。不同的回路满足不同的测试，如：带电地下管线测试须金属管线外铠直接大地回路。

发射机的信号用直连线直接施加到目标金属管线（停电金属管线）上即直连法。直连线分红、黑两线，红线接到金属管线的某一根线上，黑线是仪器工作地线，应单独可靠接地。为保证信号在线路中单向可靠传输，要求至少断开目标金属管线的一端地线，使信号以间接回路或容性回路的方式通过大地回流。如图利用金属管线

直接传输信号，传输过程衰减小、信号强、传输远，是信号施加的较好方法，适用于任何一种信号的传输，是测试的较好方法。详细操作见第四章。

接收机工作模式

当金属管线被施加信号后，金属管线上就有了电流，同时电流又产生磁场辐射到金属管线周围。磁场的频率与被施加信号频率一致，强弱是以金属管线为圆心递减向外辐射，方向是辐射圆周上某点的切线方向。

接收机通过内部天线，分别接收金属管线辐射出来的磁场信号或泄漏的电场信号，可用五种不同的频率工作模式处理，把信号的强弱变化提示给操作者。

波峰法

 在传输某一特定信号金属管线的正上方，接收机测得的信号最强；在同一平面上左右移动接收机测到的信号会随即衰减，故命名为波峰法。其实它是利用接收机内水平天线来感应磁场信号的。

当水平方向的磁场穿过水平天线时线圈中就产生了感应电流，感应电流的大小随穿过水平天线磁场的多少（磁通量）而变化，只有在金属管线正上方时穿过水平天线的磁场是最多（磁通量最大），既接收机测得的信号最强。如图所示：

波峰法适合路径探测、深度测试、故障预判、短路点定位等。

波谷法

在传输某一特定信号金属管线的正上方，接收机测得的信号最弱，在同一平面上左右移动接收机测到的信号会随即增强，与波峰相反，故命名为波谷法。其实它是利用接收机内垂直天线感应磁场信号的。

当垂直方向的磁场穿过垂直天线时线圈中就产生了感应电流，感应电流的大小随穿过垂直天线磁场的多少（磁通量）而变化，只有在金属管线正上方或远离金属管线时穿过垂直天线的磁场是最少（磁通量最小），既接收机测得的信号最弱。

正因为在金属管线上方和远离金属管线所侧得的信号都是弱，所以波谷法在显示上设计了方位指示；适用于对路径的验证及45°法测深。

附件的操作

  2.8.1充 电 器：配备锂电池专用充电器为DC8.4V、1A智能充电器，具有限流充电、过流过热保护功能。充电器接AC220V市电，指示灯亮绿色，充电头插入主机充电座后，指示灯变红色，表明正在给电池充电；当指示灯再次变绿时，表明充电器进入小电流慢充电状态，一般要求充电时间应达到8-12小时。

 2.8.2直 连 线：将直连线的航空插头插入发射机的输出口，红黑两个夹子分别接金属管线和地。

  2.8.3 地 钎：直连线的黑夹子与地钎相连插入潮湿土壤，与大地构成回路。