本實(shí)用新型屬于地下管道探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于檢測超埋深地下管道的外壁防腐層破損點(diǎn)的裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國石油化工業(yè)的迅速發(fā)展及城市公用設(shè)施建設(shè)速度的提高，地下金屬管道建設(shè)也在飛速的發(fā)展。但同時，地下金屬管道也經(jīng)常受到各種有害物質(zhì)的腐蝕，管線的腐蝕給人類和社會環(huán)境帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會安全帶來的問題日益突出。因此，用來輸送各用介質(zhì)的鋼管均需要進(jìn)行保護(hù)，避免土壤內(nèi)各種腐蝕因素、化合物離子、細(xì)菌、有利于電路通過管道的各種條件或者雜散電流等的腐蝕。在實(shí)際應(yīng)用中，鋼質(zhì)管道外加防腐層保護(hù)是最常用的方法。保護(hù)管道外壁免遭土壤介質(zhì)的電化學(xué)腐蝕，細(xì)菌腐蝕的目的。埋地管道防腐層由于諸多因素引起劣化，出現(xiàn)老化、發(fā)脆、剝離、脫落、最終導(dǎo)致金屬管道腐蝕穿孔，引起泄漏。防腐層劣化也同樣影響陰極保護(hù)效能，因?yàn)榉栏瘜恿踊?，金屬管道與大地不絕緣，保護(hù)電流散失，保護(hù)距離就會縮短，致使得不到保護(hù)的管線受腐蝕。因此，對地下管道防腐層狀況定期評估，并有計(jì)劃的進(jìn)行檢漏和補(bǔ)漏是預(yù)防和避免因防腐層劣化而引發(fā)管線腐蝕的重要手段，近年來，在常規(guī)埋深管道防腐層檢測領(lǐng)域，國內(nèi)外使用較多的方法就是人體電容法、ACVG、DCVG等方法，取得了較好的效果。但是隨著非開挖定向鉆技術(shù)的飛速發(fā)展，目前采用定向鉆施工的地下管線越來越多，而且埋深也越來越深，穿越河流、高速公路的管線現(xiàn)在有的埋深已經(jīng)達(dá)到甚至超過30米，這么深的管道外防腐層檢測以上方法檢測效果均不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于檢測超埋深地下管道的外壁防腐層破損點(diǎn)的裝置。

本實(shí)用新型提供的用于檢測超埋深地下管道的外壁防腐層破損點(diǎn)的裝置包括發(fā)射器，其電連接至所述地下管道；兩根探極，每一根探極具有長形的、中空的主體，所述主體的一端具有探針且另一端具有握柄，所述握柄上設(shè)置有連接器，所述探針通過設(shè)置在所述主體內(nèi)的導(dǎo)線與所述連接器電連接；檢測儀，包括電源單元、輸入保護(hù)單元、增益調(diào)節(jié)單元、放大處理單元、降噪濾波單元、單片機(jī)處理單元以及顯示單元；其中所述輸入保護(hù)單元的輸入端與所述探極的所述連接器電連接，所述輸入保護(hù)單元的輸出端、所述增益調(diào)節(jié)單元、所述放大處理單元、所述降噪濾波單元、所述單片機(jī)處理單元、所述顯示單元依次電連接；其中單片機(jī)處理單元基于相位比較電路。

在本實(shí)用新型中，發(fā)射器用于向待測管道同時施加一組高頻率和兩組呈倍頻關(guān)系的低頻率的混合頻率交流信號，可以采用本領(lǐng)域常用的多種發(fā)射器。

在本實(shí)用新型中，高頻率通常指不小于128Hz的頻率，如128Hz、512Hz、1024Hz等，施加的一組高頻率通常用于確定靜態(tài)信號來確定合適的檢測區(qū)間等。

在本實(shí)用新型中，施加的兩組呈倍頻關(guān)系的低頻率用于基于相位比較電路來確定電流方向。在本實(shí)用新型中，通常高頻率是低頻率的10-300倍。在本實(shí)用新型中，示例性的兩組呈倍頻關(guān)系的低頻率可以是4Hz+8Hz、3Hz+6Hz、5Hz+10Hz等。

在本實(shí)用新型中，檢測儀用于檢測兩根探針之間的電位差值，由dB值來表示。

靜態(tài)信號通常指電位差值小于50mV。

施加的高頻率和低頻率的大小可以根據(jù)現(xiàn)場條件進(jìn)行選擇。

可選擇地，施加的頻率信號可以是正弦波、方波、鋸齒波等波形信號。

施加的頻率大小與檢測結(jié)果關(guān)系不大，只是不同的現(xiàn)場地理環(huán)境，信號施加的難易程度不同，信號傳輸距離也不同。

可選地，探針是針狀的。

可選地，探針是金屬探針。

可選地，主體的所述另一端具有螺紋，從而與所述握柄螺紋連接?？蛇x地，主體與探針集成為一體。

可選地，電源單元為本實(shí)用新型的裝置中的其他各單元提供電力；輸入保護(hù)單元用于對所采集到的電流信號進(jìn)行限壓保護(hù)；所述增益調(diào)節(jié)單元用于對限壓保護(hù)后的電流信號進(jìn)行增益調(diào)節(jié)；所述放大處理單元用于對增益調(diào)節(jié)后的電流信號進(jìn)行放大處理；所述降噪濾波單元用于對放大后的信號進(jìn)行降噪及濾波處理。

可選地，顯示單元包括電流方向指示顯示單元和信號大小顯示單元。可選地，兩個單元為液晶顯示器或發(fā)光二極管。

可選地，顯示單位為單個單元，能夠同時顯示電流方向和信號大小。

本實(shí)用新型特別適用于埋藏深度在10-40米左右的管道的防腐檢測。

本實(shí)用新型的裝置的工作和使用原理簡述如下：

單片機(jī)處理單元基于相位比較電路，即發(fā)射器施加兩組呈倍頻關(guān)系(例如4Hz和8Hz；3Hz和6Hz)的頻率信號；兩組信號經(jīng)放大、濾波后，將其中更低頻率的信號(如4Hz)進(jìn)行倍頻放大得到兩個頻率相同(如均為8Hz)的信號，輸入到相位比較電路識別各自信號的相位并進(jìn)行比較，如果兩個信號相位相同，則顯示器向前指示；如果兩個信號的相位相差180°，則顯示器向后指示。

使用時，發(fā)射器施加一組高頻率和兩組低頻率的混合頻率的交流信號，兩根探極插入到土壤中采集信號，信號經(jīng)過輸入保護(hù)單元進(jìn)行限壓保護(hù)后，經(jīng)增益調(diào)節(jié)、放大后，進(jìn)行降噪及濾波處理，通過單片機(jī)處理單元處理后，信號的電平強(qiáng)度和電流方向，即電位差值和防腐層破損點(diǎn)的方向在顯示器中以箭頭和dB值顯示出來。

“前向”箭頭這表明防腐層破損點(diǎn)在檢測區(qū)間的前方；“后向”箭頭表明防腐層破損點(diǎn)在檢測區(qū)間的后方，由此可以確定防腐層破損點(diǎn)的方向。

電平強(qiáng)度反映了檢測區(qū)間距離防腐層破損點(diǎn)的遠(yuǎn)近程度，檢測區(qū)間距離防腐層破損點(diǎn)越近，電平強(qiáng)度越高，反之，檢測區(qū)間距離防腐層破損點(diǎn)越遠(yuǎn)，電平強(qiáng)度越低。在防腐層破損點(diǎn)兩側(cè)，電流方向正好相反，因此可以實(shí)現(xiàn)防腐層破損點(diǎn)的精確定位。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、所使用的裝置操作簡單、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度和精度高，幾乎不受地表環(huán)境和土壤的干濕度的影響。

2、快速、精確地確定防腐層破損點(diǎn)的位置。

3、所使用的測量方法及裝置，除有效適用于超埋深管道防腐層破損點(diǎn)的檢測，也適用于常規(guī)埋深管道，適用范圍更廣。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的測試示意圖；

圖2是本實(shí)用新型裝置的探極結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型檢測儀的電原理方框圖。

圖1-3中，1為目標(biāo)管道、2為防腐層破損點(diǎn)、3為探極、4為連接電纜、5為檢測儀；3-1為探針、3-2為主體、3-3為導(dǎo)線、3-4為握柄、3-5為連接器；5-1為電源單元、5-2輸入保護(hù)單元、5-3增益調(diào)節(jié)單元、5-4放大處理單元、5-5降噪濾波單元、5-6單片機(jī)處理單元，5-7電流方向指示顯示單元，5-8為信號大小顯示單元。

具體實(shí)施方式

為使本申請的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對本申請技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。

下面參考附圖1-3來示例性地描述使用本實(shí)用新型的裝置檢測管道外壁腐蝕破損點(diǎn)的方法。

先利用埋地管道的測試樁上從管道管體引出的電纜線端子，連接發(fā)射器，給目標(biāo)管道同時施加一組高頻率(如512Hz)和兩組低頻率(如4Hz+8Hz)兩組交流電信號。

兩根探極單獨(dú)使用，沿管道方向間隔一定距離插入到管道上方的土壤中并連接到檢測儀。利用施加的高頻率信號，調(diào)節(jié)兩根探極的間距確認(rèn)靜態(tài)信號大小。當(dāng)靜態(tài)信號穩(wěn)定后，以此時兩根探極間的距離為步距沿管道縱向檢測。

施加的低頻率(4Hz+8Hz)的正弦波信號經(jīng)放大、濾波后，將更低頻率的信號(如4Hz)進(jìn)行倍頻放大得到兩個頻率相同(如均為8Hz)的信號，輸入到相位比較電路識別各自信號的相位并進(jìn)行比較，如果兩個正弦波信號相位相同，則顯示單元中顯示管道中的電流為向前，由箭頭表示；如果兩個正弦波信號的相位相差180°，則顯示單元中顯示管道中的電流為向后，由箭頭表示。檢測儀的顯示單元中還顯示兩根探極間的電位差值，單位為dB。

當(dāng)箭頭沿管道縱向指向前方時，說明防腐層破損點(diǎn)在檢測區(qū)間的前方，當(dāng)箭頭沿管道縱向指向后方時，說明防腐層破損點(diǎn)在檢測區(qū)間的后方。

在管道防腐層沒有破損點(diǎn)的位置，兩探極間的電位差值，基本上保持靜態(tài)信號大小不變，當(dāng)檢測到的兩探極間的電位差值增大時，說明檢測區(qū)間與防腐層破損點(diǎn)的距離在減小，即檢測區(qū)間正在接近防腐層破損點(diǎn)。

當(dāng)檢測到的兩極間的電位差值增大后又減小到接近零時，說明檢測區(qū)間與防腐層破損點(diǎn)重合，即檢測區(qū)間的中間點(diǎn)就是防腐層破損點(diǎn)的位置。

從電位差值最小點(diǎn)繼續(xù)向前檢測，電位差值變大檢測一段距離后又回落到接近靜態(tài)信號。直到再次檢測到防腐層破損點(diǎn)時，兩根探極間的電位差值又增大。

以上所述僅為本申請的實(shí)施例而已，并不用于限制本申請。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。