被廣泛應用于管線安裝、鋪設和后期路由調查以及電纜安裝、鋪設和后期路由調查等。此外還有些你所不熟悉的海上救撈、搶險、水下軍火救撈、水下導體碎片清除、水雷計數等。本文將著重介紹管線探測儀工作原理,并且對誤差產生原因做出分析,總結出誤差補償的方法,從而使測量結果更JQ穩定。
管線探測儀是利用電磁脈沖感應原理。由發射機產生電磁信號,通過不同的發射連接方式將信號傳送到地下被測電纜上,地下電纜感應到電磁信號后,在電纜上產生感應電流,感應電流沿著電纜向遠處傳播,在電流的傳播過程中,通過該地下電纜向地面輻射出電磁波,這樣當管線定位儀接收機在地面探測時,就會在電纜上方的地面上接收到電磁波信號,通過接收到的信號強弱變化來判別地下電纜的位置、走向和故障。
我們可以通過比較三個線圈所獲得的探測距離來非常JQ地判斷目標物的位置。我們還可以同步使用高度計測量線圈距離海底的距離,從而獲得目標物的埋藏深度。
從前面,我們清楚地知道我們可以通過電磁脈沖探測的原理來探測到導體目標物。同樣的,海水也是導體,管線探測儀系統同樣會接收到來自線圈周圍的海水的電磁脈沖信號。
當線圈距離目標物c過2-3米的時候會給測量帶來很大的誤差。設定了一個錯誤的海水溫度當系統在正常高度進行規測量時不會有很大的影響。更進一步的測試已經說明了海水的溫度所帶給海水消除的影響。在我們著手進行測量之前,我們需要知道所測區域的海水的溫度從而來修正消除海水影響的參數。
管線探測儀系統數據的準確性很大程度上取決于信噪比,當信號的強度非常的高(幾百、幾千 mV),那么20 - 30mV的外界噪聲不會給測量結果帶來任何影響。反之如果信號的強度很低,那么20 - 30mV的外界噪聲會給測量結果帶來非常大的影響。噪聲源主要有以下幾個方面:質量不高的背景補償文件;線圈固定框架的抖動;ROV本身的電氣噪聲。如果噪聲水平c過了系統的檢測門限,那么你就會發現系統會跟蹤一個根本不存在的目標物。如果噪聲對系統的測量影響很大,那么就需要消除噪聲源或者定期進行背景補償來降低噪聲對測量結果的影響。
一個非常好、可重復并且穩定的背景補償是管線探測儀系統能不能進行可靠和高精度測量的先決條件。一個質量不高的背景補償會給系統的測量帶來誤差,尤其是當信號強度很低的情況下。如果固定線圈的框架不是很牢固,靠近金屬碎片或者ROV本身產生的電氣噪聲也會給背景補償帶來很大的難度和誤差。上面所有的誤差均可以在做完背景補償以后通過移動ROV來觀察得到。
管線探測儀系統使用一個海水消除算法來消除海水的電導性對系統的影響。我們有兩個途徑來獲得正確的海水消除參數:
如果背景補償沒有被正確的進行那么曲線的起始點將不會是原點,一個小的原點偏移(50?V)是可以接受的,因為曲線的梯度相對而言更加重要。
如果有導體物質存在,那么在ROV提升的過程中圖形就將會變得不平滑,這樣就會給系統的測量帶來誤差。
當ROV提升過程中由于安裝框架發生晃動而造成的結果,我們可以看到在曲線的中間位置由于框架晃動而造成了一些數據點的缺失。
攜帶大電流的動力電纜會對管線探測儀的工作產生一定影響,如果有這樣的情況存在那么會在系統的測量過程中產生冗余誤差,使用軟件自帶的示波器來定期檢查每一個測量通道,如果這些影響在三個測量窗口之外,那么這個影響可以忽略。
在背景補償完成以后,將ROV移動到另外一個“干凈”的區域,在整個移動過程中信號強度的變化不應該大于±10mV,將ROV坐到海底然后檢查信號的強度確保該強度穩定在 0 ±10mV。如果信號強度成為負值那么就重新進行背景補償和背景檢查。在我們著手進行測量之前,我們需要知道所測區域的海水的溫度從而來修正消除海水影響的參數。DeepView軟件中已經預設了溫度帶寬(0-10?C,10-25?C & +25?C),這些能夠滿足所有測量區域的需求。當我們進行測量的時候,如果我們所測量的區域存在異常高或者低的鹽度,或者說所測區域的水深變化非常大,那么一個手動的背景補償需要在測量之前進行。
當系統上電熱機工作15-20分鐘以后,距離所有導體的距離要大于10米。所選區域要盡量平坦,避免周圍存在深溝或者巖石,而且該區域不能有任何的導體埋藏或者碎片裸露。通過在沒有任何導體的地方進行背景補償來消除ROV自身給系統帶來的背景噪聲。通常來講標準(Standard)通道測量到的背景信號應該小于1000μV,并且兩次測量之間的信號強度差別不大于20μV。早期(Early)通道測量到的信號強度應該小于5000μV,并且兩次測量之間的信號強度差別不大于50μV。所有信號強度大于上述的背景補償的數據均被認為是一個有效的信號。上述的背景補償可以通過軟件進行自動獲取,在背景補償過程中確保管線探測儀系統處于一個非常穩定的狀態。
這一步需要在成功完成背景補償之后進行。當軟件計算海水消除參數的時候從海底按照0.2m/s的速度將ROV 緩慢升起。一旦正確的海水溫度帶寬被選擇,或者手動海水補償完成以后,海水影響的消除結果是可以進行測試的:將ROV從海底升起的過程中進行測量,確保每個通道檢測到的信號的強度維持在0±10mV的范圍內。當ROV的高度被提升到距離海底4.2米的時候信號強度會隨著高度的進一步增加而增加。這是正常現象,并不會帶給系統任何問題。
過度的ROV的歪斜會降低系統的測量精度,這是因為當ROV歪斜的時候線圈之間的有效距離就會顯著縮短。
探測線圈陣列的姿態有:當系統歪斜角度在±15°之內使仍然能夠維持系統標稱的測量精度。