Terzo Occhio (Parte 3)

Dispositivi per la ricerca e la diagnosi dei servizi sotterranei

Grazie alle antenne multidirezionali aumenta la sensibilità dei dispositivi e diminuisce la probabilità di errori. L'operatore non ha più bisogno di zigzagare nell'area studiata: deve solo premere il pulsante di accensione e selezionare il tipo di percorso di cui ha bisogno, e il dispositivo stesso lo troverà e lo visualizzerà sullo schermo. Questo approccio consente l’utilizzo del localizzatore anche da parte di lavoratori con basse qualifiche e praticamente senza formazione specifica.

Rilevatori acustici di perdite (localizzatori)

Sono ampiamente utilizzati numerosi metodi per localizzare le comunicazioni sotterranee basati sulla localizzazione acustica. Spesso tali metodi vengono utilizzati per cercare perdite di acqua e gas in condotte realizzate con materiali metallici e non metallici. Ecco perché i dispositivi di rilevamento delle perdite sono chiamati rilevatori di perdite.

Metodo acustico inattivo

Quando un liquido o un gas esce da un tubo produce un rumore che può essere rilevato da un rilevatore di perdite acustico con funzione di rilevamento passivo, in altre parole da un rilevatore acustico inattivo. I sensori microfonici acustici, che possono essere a contatto, applicati direttamente al suolo o senza contatto, captano le onde sonore che si propagano lungo il terreno. Man mano che l'operatore si avvicina alla perdita, il rumore diventa più forte. Identificando il punto in cui il suono è più forte, è possibile determinare la posizione della perdita. Questo metodo funziona quando la condotta si trova ad una profondità di circa 10 m.

Se si accede al tubo attraverso i tombini, è possibile ascoltare il rumore collegando un microfono al tubo o alla maniglia della valvola, poiché le onde sonore viaggiano meglio attraverso il materiale della tubazione. Utilizzando questo metodo è possibile identificare il tratto di tubo tra due pozzi in cui è presente una perdita e quindi, in base all'intensità del suono, a quale dei pozzi è più vicino. La precisione del metodo è bassa, ma è in grado di rilevare perdite a una profondità molto maggiore rispetto all'ascolto dalla superficie. Se il dispositivo dispone di una funzione di pseudocorrelazione, può calcolare la distanza dal sito della perdita in base alla differenza di intensità sonora e perfezionare il risultato della ricerca.

Il dispositivo solitamente include cuffie, un potente amplificatore audio (guadagno fino a 5.000-12.000 volte), un filtro antiinterferenza che lascia passare solo i suoni della frequenza memorizzata nella sua "memoria", nonché un'unità elettronica che elabora e registra il suono risultati e possono essere report. Alcuni dispositivi sono compatibili con un computer.

Si ritiene che l'uso di rilevatori di perdite possa ridurre il costo dell'eliminazione degli incidenti sulle condotte dei servizi pubblici fino al 40-45%.

Tuttavia, i rilevatori di perdite acustici presentano numerosi svantaggi. I risultati della ricerca dipendono fortemente dalla presenza di interferenze acustiche, quindi funzionano meglio in condizioni silenziose quando si esaminano condotte poco profonde - fino a 1,5 m. Tuttavia, gli strumenti moderni sono dotati di microprocessori di elaborazione del segnale digitale e filtri che filtrano le interferenze del rumore. È necessario conoscere esattamente il percorso di posa della condotta oggetto di studio per poter transitare esattamente sopra di essa ed ascoltare il rumore della perdita in diversi punti.

Metodo acustico attivo: utilizzando un generatore di shock

Nella situazione in cui è necessario trovare un tubo non metallico e quindi non è possibile utilizzare un localizzatore elettromagnetico, ma una parte del tubo è accessibile, un'alternativa è il metodo sonico attivo. In questo caso viene utilizzato un generatore di impulsi sonori (impattatore), che viene installato in un punto accessibile sul tubo e, utilizzando il metodo dell'impatto, crea onde acustiche nel materiale del tubo, che vengono poi captate dalla superficie terrestre dal sensore acustico del dispositivo (microfono). In questo modo è possibile determinare la posizione della pipeline. Naturalmente questo metodo può essere utilizzato anche su tubi metallici. La portata dell'apparecchio dipende da diversi fattori, come la profondità e il materiale del tubo, nonché il tipo di terreno. La forza e la frequenza dei colpi possono essere regolate.

Elettrico acustico - dal suono di una scarica elettrica

Se è possibile creare una scarica di scintilla nel punto del danno al cavo utilizzando un generatore di impulsi, il suono di questa scarica può essere ascoltato dalla superficie del terreno con un microfono. Affinché si verifichi una scarica di scintilla stabile, è necessario che il valore della resistenza di transizione nel punto di danneggiamento del cavo superi i 40 Ohm. Il generatore di impulsi comprende un condensatore ad alta tensione e uno spinterometro. La tensione dal condensatore caricato viene immediatamente trasmessa attraverso lo spinterometro al cavo, l'onda elettromagnetica risultante provoca una rottura nel punto in cui il cavo è danneggiato e si sente un clic. Di solito viene generato un impulso ogni pochi secondi.

Questo metodo viene utilizzato per localizzare cavi di tutti i tipi con una profondità di sepoltura fino a 5 m. Non è consigliabile utilizzare questo metodo per cercare danni nei cavi in ​​una guaina metallica posata aperta, poiché il suono viaggia bene attraverso la guaina metallica e la precisione nella localizzazione della posizione sarà bassa.

Metodo ad ultrasuoni

Questo metodo si basa sulla registrazione delle onde ultrasoniche non udibili dall'orecchio umano. Quando un liquido o un gas ad alta pressione (o viceversa - aspirazione ad alto vuoto) esce dalla tubazione attraverso crepe nelle saldature, perdite nelle valvole di intercettazione e nelle guarnizioni, si verifica un attrito tra le molecole della sostanza che fuoriesce e le molecole del mezzo , a seguito della quale vengono generate onde di frequenza ultrasonica. Grazie alla natura a onde corte degli ultrasuoni, l'operatore può localizzare con precisione le perdite anche in ambienti ad alto rumore, nelle linee del gas in superficie e nelle condutture sotterranee. I dispositivi a ultrasuoni vengono utilizzati anche per rilevare guasti nelle apparecchiature elettriche: scariche ad arco e corona nei trasformatori e negli armadi di distribuzione.

Il rilevatore di perdite ad ultrasuoni comprende un microfono-sensore, un amplificatore, un filtro e un convertitore di ultrasuoni in un suono udibile, trasmesso tramite cuffie. Più il microfono è vicino alla perdita, più forte sarà il suono nelle cuffie. La sensibilità del dispositivo è regolabile. Lo schermo LCD visualizza i risultati della scansione in formato digitale. Nel kit può essere inclusa una sonda a contatto, con la quale è possibile anche ascoltare le vibrazioni. Per identificare attivamente le perdite, il dispositivo include un generatore (trasmettitore) di vibrazioni ultrasoniche, che può essere posizionato nell'oggetto in esame (ad esempio un contenitore o una tubazione), gli ultrasuoni emessi da esso usciranno attraverso perdite e fessure.

Vantaggi. Il metodo è semplice; la ricerca delle perdite non richiede una procedura complessa; la formazione per utilizzare il dispositivo richiede circa 1 ora, e il metodo è molto accurato: consente di rilevare perdite attraverso i fori più piccoli a una distanza di 10 m o più sullo sfondo di un forte rumore estraneo.

Metodo di correlazione

In questo caso, due (o più) sensori di segnale vibroacustici (sensori piezoelettrici) sono installati sul tubo su entrambi i lati della perdita (ad esempio, in due pozzi o su una valvola di intercettazione sulla superficie terrestre). Il segnale dei sensori viene trasmesso al dispositivo tramite cavo o radio. Poiché la distanza tra i sensori e il punto della perdita è diversa, il suono della perdita arriverà ai sensori in momenti diversi. In base alla differenza di tempo in cui il segnale arriva ai sensori, l'unità di correlazione elettronica calcola la funzione di correlazione incrociata e la posizione del danno tra i sensori.

Questo metodo viene utilizzato in aree rumorose difficili per la scansione acustica, come le aree urbane e industriali.

L'accuratezza del calcolo dipende dall'accuratezza della misurazione del tempo di percorrenza dei segnali da parte del dispositivo, dall'accuratezza della misurazione della distanza tra i sensori e dall'accuratezza della velocità di propagazione del suono attraverso il tubo. Secondo gli esperti, quando queste misurazioni vengono eseguite correttamente, l'affidabilità, la sensibilità e l'accuratezza del metodo di correlazione supera significativamente i risultati di altri metodi acustici: la deviazione non è superiore a 0,4 m e la probabilità di rilevare perdite è del 50–90% . La precisione del risultato non dipende dalla profondità della tubazione. Il metodo è molto resistente alle interferenze.

Lo svantaggio del metodo di correlazione è che i risultati vengono falsati in presenza di disomogeneità nelle tubazioni: intasamenti, piegature, diramazioni, deformazioni, sbalzi di diametro. I rilevatori di perdite di correlazione sono dispositivi costosi e complessi che possono essere utilizzati solo da specialisti appositamente formati.

Rilevatori di gas

I rilevatori di gas vengono utilizzati per rilevare le perdite di gas dalle tubazioni. La micropompa, che fa parte del dispositivo, pompa un campione d'aria dal luogo da testare. Il campione selezionato viene confrontato con l'aria di riferimento (ad esempio, utilizzando il metodo della bobina di riscaldamento: quando si riscalda un campione con gas e aria, la temperatura della bobina sarà diversa) e il dispositivo registra la presenza di gas nel campione. Esistono anche rilevatori di gas (che confrontano l'aria campione e quella di riferimento) basati su principi diversi. Tali apparecchiature sono in grado di catturare gas o altre sostanze volatili pericolose anche se l'aria ne contiene solo lo 0,002%!

Il rilevatore di gas è un dispositivo leggero e compatto, comodo e facile da usare. È però molto sensibile alla temperatura ambiente: se la temperatura è troppo alta o bassa le sue prestazioni diminuiscono e possono addirittura annullarsi, ad esempio a temperature inferiori a –15 e superiori a +45°C.

Dispositivi complessi

Come possiamo vedere, ogni tipo di localizzatore presenta alcune limitazioni e svantaggi. Pertanto, per i servizi che operano comunicazioni sotterranee, i moderni dispositivi di localizzazione sono spesso complessi, costituiti da apparecchiature di diverso tipo, ad esempio, insieme a un dispositivo di localizzazione elettromagnetica, possono includere un localizzatore acustico, un georadar e un pirometro, e il ricevitore acustico può hanno anche un canale per ricevere segnali elettromagnetici. La ricerca può essere effettuata simultaneamente alle frequenze delle onde elettromagnetiche e radio, oppure il dispositivo può passare alla modalità di ricezione delle onde magnetiche, radio o acustiche. Inoltre, la progettazione modulare dei dispositivi consente di completare i complessi individualmente per ciascuna azienda cliente, a seconda dei suoi compiti specifici. L'uso di strumenti complessi aumenta la probabilità di trovare con precisione la posizione di un oggetto, facilita e accelera il lavoro sul mantenimento delle comunicazioni sotterranee.

Innovazioni nel settore delle apparecchiature per la ricerca di comunicazioni sotterranee

Registrazione delle coordinate degli oggetti di ricerca in GPS/GLONASS

Alcuni moderni dispositivi di localizzazione del percorso hanno la capacità di determinare le coordinate di un oggetto rilevato utilizzando GPS/GLONASS e di registrarle (anche online) in un database di una planimetria digitale creata mediante progettazione CAD assistita da computer, indicando i servizi identificati lì. Parallelamente, i dati vengono inviati ad un computer presso la sede centrale dell'azienda. Le informazioni possono essere presentate sotto forma di semplici etichette per aiutare l'operatore dell'escavatore a navigare visivamente nel layout mostrato sul display della macchina. Sarà ancora più semplice per l'operatore se il controllo dell'escavatore è parzialmente automatizzato e collegato al GPS/GLONASS: l'automazione aiuterà a evitare danni alle comunicazioni.

Nuova attrezzatura per la ricerca della linea

I principali sviluppatori di questa apparecchiatura offrono scanner che scansionano un cantiere e, sulla base di un'analisi delle caratteristiche del terreno locale e di altre condizioni nel cantiere, indicano automaticamente la frequenza ottimale con cui si consiglia di localizzare i servizi sotterranei. Per ottenere la migliore sensibilità, alcuni localizzatori sono dotati di una funzione per la selezione automatica della frequenza del segnale ottimale: questo è conveniente in condizioni di aria "sporca" e quando più percorsi passano contemporaneamente sottoterra.

Sono comparsi dispositivi con due uscite, che ora possono essere collegati e condurre ricerche contemporaneamente su due utenze.

I dispositivi sono dotati di un display a cristalli liquidi ad alto contrasto, la cui immagine è visibile anche se illuminati dalla luce solare diretta, il contenuto informativo dei display aumenta: tutti i parametri necessari vengono visualizzati in tempo reale: la profondità di comunicazione, la direzione del movimento verso di esso, intensità del segnale, ecc. Sullo schermo del dispositivo può anche formarsi un diagramma visivo della posizione delle comunicazioni, il rilevatore di percorso è in grado di “vedere” contemporaneamente fino a tre comunicazioni sotterranee, “disegnando” una mappa delle loro posizione e incroci su un ampio display.

Radar a penetrazione terrestre (per ulteriori informazioni sui radar a penetrazione terrestre, vedere la Parte 1)

Il funzionamento del GPR si basa sull'emissione di un impulso elettromagnetico nel terreno e sulla registrazione del segnale riflesso da oggetti sotterranei e confini ambientali con diverse proprietà elettrofisiche.

I campi di applicazione del georadar sono enormi: consente di determinare la profondità delle comunicazioni, l'ubicazione di vuoti e crepe, zone di ristagno e livelli delle falde acquifere, la natura dei confini geologici, zone di decompattazione, tagli illegali, difetti nel sottosuolo , la presenza di rinforzi, mine e proiettili, nonché altri oggetti .

Il GPR si è diffuso nel campo della ricerca di comunicazioni sotterranee, in gran parte dovuto al fatto che questo metodo rileva comunicazioni realizzate con qualsiasi materiale, comprese quelle non metalliche.

Per la ricerca di comunicazioni sotterranee, viene selezionato un georadar con antenne aventi una frequenza centrale media (200-700 MHz). La ricerca a tali frequenze fornisce una profondità di sondaggio fino a 5 m e consente anche di trovare cavi e tubi di piccolo diametro.

Se è necessario sorvegliare vaste aree, vengono utilizzati sistemi georadar con una serie di antenne installate su un veicolo. Tali sistemi scansionano fino a diversi ettari al giorno.

I georadar moderni possono trovare le comunicazioni sotterranee in tempo reale e possono essere utilizzati insieme alle apparecchiature GPS, che consentono loro di essere legati all'area e, utilizzando le coordinate ottenute, trasferire i dati georadar ai sistemi CAD, nonché tracciare le comunicazioni rilevate su diagrammi esistenti .

Per molto tempo si è creduto che il georadar fosse una tecnologia difficile da comprendere e controllare, ma con l'avvento delle moderne tecnologie e dei software avanzati la situazione è cambiata radicalmente. I GPR dei principali produttori hanno la massima automazione dell'acquisizione e dell'interpretazione dei dati, che elimina gli errori associati al fattore umano. Pertanto, oggi il GPR è un assistente indispensabile nella ricerca di comunicazioni sotterranee e può essere giustamente considerato il "terzo occhio" di un ingegnere topografico.

Il cittadino K. sognava da tempo di stabilirsi da qualche parte nella natura, lontano dalla rumorosa e vivace civiltà di una grande città, nella pace e nella tranquillità dell'armonia del mondo. E così il suo sogno si è avverato: ha acquistato un piccolo terreno edificabile alla periferia del paese, in una buona posizione e anche con un piccolo giardino abbandonato... ma poi ha dovuto affrontare una questione così problematica come trovare un tubo percorsi e funivie, senza sapere dove si trovano:

1. Durante la costruzione puoi danneggiarli e, se il cavo è sotto tensione, puoi mettere a rischio la tua vita;
2. Puoi dimenticarti di allacciarti alla rete elettrica, gas e acqua, senza sapere dove scorre.

Ma come trovare queste sfortunate righe? Strappare tutta la terra e cercare a caso?... Niente affatto! Devi solo rivolgerti all'aiuto di un dispositivo così utile come un localizzatore, che ti consente di trovare le linee in modo rapido e sicuro. Oggi il dispositivo può essere acquistato in ogni negozio specializzato, puoi realizzare un localizzatore con le tue mani. E vi diremo come più tardi. Ma prima vale la pena capire di che tipo di dispositivo si tratta, un localizzatore.

Una piccola teoria

Quindi, un localizzatore è un dispositivo unico che consente di rilevare una linea di cavi o tubi. I dispositivi moderni si dividono in due tipologie in base al loro principio di funzionamento;

• Principio di contatto;
• Varietà ad induzione.

Il principio del contatto viene utilizzato in caso di rottura di un cavo sotto tensione.

Il dispositivo, funzionando secondo il principio dell'induzione, è in grado di rilevare sia cavi sotto tensione che tracciamenti passivi, ovvero comunicazioni sotterranee che non producono segnali attivi. Il metodo di induzione è più complesso e si basa sul dispositivo che cattura le alte frequenze e registra questi indicatori su un indicatore speciale.

I localizzatori sono anche divisi in monofrequenza e multifrequenza. I primi sono l'opzione più accettabile; tali dispositivi sono facili da installare da soli e vengono utilizzati per determinare le comunicazioni situate sottoterra nel caso in cui alcuni percorsi non si intersecano con altri e quindi i segnali provenienti da essi non si sovrappongono.

I dispositivi multifrequenza hanno una struttura più complessa e vengono utilizzati per determinare i segnali del percorso nel caso di linee di cavi e condotte ad alta densità. I dispositivi multifrequenza sono in grado di determinare la frequenza specificata nel programma senza allontanarsi dagli altri. I dispositivi moderni sono dotati di software che facilita notevolmente il lavoro, che per l'utente consiste nella pressione di un tasto e nella lettura delle informazioni ricevute visualizzate sull'indicatore.

Tecnologia di assemblaggio

Il dispositivo ha un design semplice ed è costituito da due componenti: un ricevitore che riceve il segnale e un generatore che regola il funzionamento del dispositivo. Più potente è il generatore, più potente sarà il dispositivo e maggiore sarà la distanza alla quale potrà rilevare le linee. Pertanto, un dispositivo alimentato da una batteria da 24 V è in grado di tracciare un'area di 4 km e di funzionare per circa cento ore senza interruzioni. Di seguito è mostrato lo schema di un localizzatore che funziona secondo questo principio.

Come si può vedere dal disegno, il dispositivo è equipaggiato come segue: un modulatore e un generatore sono assemblati sul transistor T1, P14. Nelle condizioni in cui l'interruttore entra in uno stato aperto, il transistor con il circuito di base crea un generatore di frequenza di 1 kHz. E quando il circuito viene acceso, anche parzialmente, diventa possibile aumentare il carico sul dispositivo. Pertanto, quando il condensatore è acceso, la potenza del generatore aumenta notevolmente e inizia a funzionare nella gamma VHF.

Per costruire un localizzatore di linee via cavo con le tue mani, devi elaborare attentamente la sua seconda parte, il ricevitore.

La condizione più importante qui è il fatto che l'antenna magnetica sia sintonizzata sulla tensione della frequenza audio del generatore. Il segnale che passa attraverso i transistor crea un circuito stabile e gli stadi dei transistor forniscono l'amplificazione necessaria, che garantisce il funzionamento ininterrotto del dispositivo.

Per montare il localizzatore di cavi mostrato nello schema sopra, è necessario quanto segue:

• Prendiamo una scheda Getinaks, che costituirà la base del futuro dispositivo.
• Installare i terminali di alimentazione sul pannello anteriore.
• Avvolgiamo il primo trasformatore su un anello di ferrite (diametro 0,8 cm) e il secondo su un nucleo di acciaio.

Durante il montaggio seguire i disegni per evitare errori.

Come creare un localizzatore da un vecchio lettore?

Negli scantinati e nei soppalchi di molte persone puoi trovare molte piccole cose interessanti che, con abili modifiche, possono ancora servire al loro proprietario per molti anni. Quindi, da un semplice vecchio giocatore puoi costruire un localizzatore.

Aggiungi i terminali di alimentazione e passa alla bobina di ricerca. Per fare ciò, smontiamo l'ILV e rimuoviamo la bobina di contatto. Per rimuovere la piastra del relè, è necessario tenerla in una morsa e utilizzare un martello per farla uscire dalla bobina. Questo lavoro non richiederà più di un paio di secondi. Ora che abbiamo ricevuto tutte le parti per il futuro dispositivo, colleghiamo gli avvolgimenti e inseriamo un'asta nel nucleo, che fissiamo su entrambi i lati.

Qualsiasi oggetto utile può fungere da morsetto, ad esempio un tubo di plastica, che deve solo essere leggermente affilato e piegato in modo che la parte si adatti alle dimensioni e svolga la sua funzione di morsetto. Dedichiamo ancora un paio di minuti alla regolazione dell'intero dispositivo, al controllo del cablaggio, dei connettori e dell'affidabilità del design. Quindi saldiamo il filo alla bobina, che dovrebbe poi essere collegata all'amplificatore.

Il lavoro è pronto. Come puoi vedere, questo non è affatto difficile per chi ha almeno una conoscenza base di elettronica.

Ora sai come assemblare un localizzatore con le tue mani; i diagrammi e le istruzioni passo passo ti aiuteranno a completare questo semplice lavoro in modo rapido ed efficiente. E non ci resta che augurarvi, infine, buona fortuna e buona giornata!

L'importanza di informazioni accurate.

Le informazioni sull'ubicazione e sulle condizioni effettive delle condotte sotterranee e dei cavi sono il risultato più importante dell'indagine di queste comunicazioni.

L'affidabilità e l'accuratezza dei risultati dell'indagine sono le uniche caratteristiche che possono avere un valore reale. Informazioni imprecise o distorte possono causare errori nell'interpretazione dei dati ottenuti e causare costi inutili. È ancora peggio se la vita e la salute delle persone sono messe in pericolo a causa di dati di indagini incompleti o imprecisi.

La conclusione definitiva sullo stato di un oggetto o di un suo singolo elemento può essere fatta sulla base dell'ispezione visiva, tuttavia ciò sembra impossibile per cavi e tubi sotterranei. L'esperienza, la conoscenza dell'area di lavoro da ispezionare, l'uso di disegni o diagrammi, nonché l'uso efficace dei rilevatori di percorso possono fornire informazioni che consentiranno di giungere ad una conclusione quasi accurata sullo stato degli elementi dell'oggetto. In alcuni casi, potrebbero esserci aree in cui è impossibile determinare con precisione lo stato delle comunicazioni. Queste aree dovrebbero sempre essere localizzate per consentire ulteriori indagini.

La localizzazione di condotte e cavi sotterranei è un'attività molto responsabile: tutte le operazioni devono essere eseguite con metodo, precisione e grande attenzione. In questa serie di articoli cercherò di fornire informazioni strutturate e, se possibile, complete sulle modalità di utilizzo dei route finder per ottenere dati accurati e affidabili.

Metodi per la localizzazione di cavi e tubazioni interrate

Attualmente i metodi più diffusi per il rilevamento e il tracciamento di cavi e condotte interrate sono:

1 Documentazione disponibile

I diagrammi e i disegni disponibili presso le società di servizi pubblici o l'amministrazione comunale contengono numerose informazioni sulla presenza e la posizione di tubi e cavi sotterranei. Quando si conduce un'indagine sul sito, è innanzitutto importante ottenere tutte le informazioni e la documentazione disponibili. Le informazioni possono essere (e di solito lo sono) inaccurate o incomplete, ma forniranno all'operatore un punto di partenza durante l'esecuzione di un sopralluogo del sito. Inoltre, è molto più semplice confermare o integrare le informazioni esistenti piuttosto che iniziare a sorvegliare l'area “alla cieca”. Prima che inizino i lavori in cantiere, qualsiasi informazione può essere molto utile, anche se dà solo un’idea di cosa aspettarsi in cantiere.

2 Georadar

Il georadar è un radar che, a differenza di quello classico, viene utilizzato per sondare l'ambiente oggetto di studio, anziché lo spazio aereo. L'ambiente studiato può essere la terra (da cui il nome più comune: georadar), l'acqua, i muri degli edifici, ecc.

Il georadar moderno è un dispositivo geofisico complesso creato utilizzando determinate tecnologie. L'unità principale è costituita da componenti elettronici che svolgono le seguenti funzioni: generazione di impulsi emessi dall'antenna trasmittente, elaborazione dei segnali provenienti dall'antenna ricevente, sincronizzazione del funzionamento dell'intero sistema. Pertanto il georadar è composto da tre parti principali: la parte dell'antenna, l'unità di registrazione e l'unità di controllo. La parte dell'antenna comprende antenne di trasmissione e ricezione. Per unità di registrazione si intende un laptop o altro dispositivo di registrazione, e il ruolo dell'unità di controllo è svolto da un sistema di cavi e convertitori ottico-elettrici (secondo Wikipedia).

GPR

Sono stati sviluppati metodi per la ricerca di comunicazioni sotterranee, basati sull'uso di onde elettromagnetiche, per rilevare con precisione, determinare le dimensioni e la distanza (profondità) degli oggetti sotterranei. L'ubicazione delle comunicazioni sotterranee, in particolare delle tubazioni in plastica o dei cavi di comunicazione in fibra ottica, è diventata uno sviluppo ragionevole e naturale di questo metodo. Ovviamente, utilizzando il radar è abbastanza difficile (nella maggior parte dei casi, quasi impossibile) distinguere i tubi di plastica con acqua dal terreno denso (ad esempio, argilla bagnata e terra). Tuttavia, i georadar forniscono un quadro approssimativo della posizione dei cavi e dei tubi sotterranei in vari tipi di terreno. Allo stesso tempo, anche in condizioni favorevoli per l'uso dei radar, è necessario avere una conoscenza adeguata di cosa c'è o dovrebbe esserci nel sottosuolo.

L'elevata conduttività delle rocce sedimentarie a grana fine - argille e sedimenti - riduce drasticamente le capacità del dispositivo e le rocce sedimentarie rocciose ed eterogenee diffondono il suo segnale. Anche livelli elevati delle acque sotterranee possono influenzare negativamente i risultati dell’indagine. Vale anche la pena notare che le informazioni ottenute dai risultati dell'operazione GPR sono molto complesse e richiedono l'interpretazione da parte di uno specialista altamente qualificato con una vasta esperienza. La complessità, i costi elevati e la dipendenza dalle condizioni applicative rendono inappropriato l’utilizzo di questo metodo per il lavoro quotidiano. Tuttavia, è probabile che in un futuro molto prossimo questo metodo diventi utile per elaborare schemi di servizi sotterranei.

3 Localizzazione acustica

I metodi acustici sono più ampiamente utilizzati durante la ricerca di perdite d'acqua nelle condutture sotterranee. Tuttavia, una variante di questo metodo è diventata piuttosto diffusa per la posa di condotte idriche sotterranee, in particolare condotte in plastica. Attualmente, l'uso di questo metodo è limitato al rilevamento e alla localizzazione dei tubi dell'acqua, tuttavia, un ulteriore sviluppo di tali metodi può ampliare la portata della loro applicazione, in particolare, per l'uso nel tracciamento di tubi del gas in plastica sotterranei.

4 Termografia a infrarossi

La temperatura dei cavi e dei tubi interrati può essere diversa dalla temperatura del terreno circostante. Determinare questa differenza di temperatura può essere un metodo abbastanza efficace per localizzare tubi e cavi sotterranei. Tuttavia, l’efficacia di questo metodo dipende fortemente dalle condizioni ambientali ed è notevolmente ridotta da fattori come la luce solare o il vento. In pratica, questi metodi hanno un'applicazione altamente specializzata: ricerca di vuoti nei collettori fognari, nonché individuazione di rotture, crepe e punti danneggiati sul rivestimento isolante in alcune sezioni della rete di riscaldamento.

5 Rabdomanzia

Questo è il metodo più antico per la ricerca di condotte idriche e sotterranee. Per la ricerca con i rabdomanti viene utilizzato un ramo di un albero o una vite, nonché le sue numerose varianti sotto forma di elettrodi per saldatura, ecc. Questo interessante metodo richiede competenze e intuito specifici. Personalmente ho osservato più volte il lavoro di tali “artigiani” e posso dire che i risultati del loro lavoro mi hanno colpito. Un giorno, uno specialista di uno dei Vodokanal ha camminato lungo il percorso di un cavo di alimentazione con due elettrodi, mostrando la direzione del cavo e dell'accoppiamento. La lunghezza del percorso era di circa 130 metri, il cavo cambiava spesso direzione, l'esame parallelo utilizzando un localizzatore elettromagnetico confermava completamente i risultati ottenuti utilizzando gli elettrodi. Naturalmente, è difficile aspettarsi un uso diffuso di questo metodo, e i vantaggi includono il basso costo e la leggerezza dell'attrezzatura;-)

6 Localizzazione elettromagnetica

Questo è un metodo universale e più comune per localizzare e tracciare le comunicazioni sotterranee. Il vantaggio di questo metodo è la possibilità di ottenere “dal sottosuolo” una grande quantità di informazioni che non è possibile ottenere con nessun'altra tecnologia. Questo metodo ha le seguenti caratteristiche distintive:

Ricerca dei confini di cavi e tubi sotterranei dalla superficie della terra;
- Tracciamento e identificazione di alcune linee;
- Tracciamento ed identificazione di fognature o altri canali e tubazioni non metalliche a cui vi è accesso; localizzazione di ostruzioni e danni (utilizzando una “sonda” trasmittente miniaturizzata);
- Misurazione della profondità di sepoltura (distanza dalla superficie del suolo al centro del campo elettromagnetico attorno alla comunicazione) direttamente dalla superficie terrestre;
- Portabilità e leggerezza dell'attrezzatura (facilmente tenuta in mano) e possibilità di essere utilizzata con efficacia anche da operatori inesperti;
- Possibilità di utilizzare cercatori di percorso con qualsiasi tipo di terreno e anche sott'acqua;

Ti ricordo che sono visibili tutti gli articoli del concorso precedente, nonché il regolamento e i risultati.

L'argomento dell'articolo è simile al precedente:

Generatore di impulsi ad alta tensione per la ricerca di un'interruzione in una linea di trasmissione di energia

Questo dispositivo consente di determinare la posizione di un'interruzione nella linea elettrica di casa. In questo modo potrai riparare facilmente il cablaggio elettrico della tua casa in caso di rottura.

Nell'ingegneria elettrica questo metodo è chiamato acustico. Si basa sull'ascolto delle vibrazioni sonore (schiocchi) causate da una scarica di scintilla nel punto danneggiato. In genere, la distanza nel cablaggio elettrico varia da 0,5 a 2 mm. Un tale divario attraversa facilmente una tensione di 1 ... 3 kV CC. Diagramma semplificato in Fig. 1.

Uu è una fonte di aumento della tensione fino al guasto.

Ru è la resistenza interna della sorgente di tensione.

Se la resistenza nel punto di rottura è bassa, non si avvertirà alcun pop. La sorgente si scaricherà e la tensione non aumenterà. Per evitare ciò, è necessario installare uno spinterometro nel circuito (lo spazio artificiale è di circa 1 mm). E affinché il guasto sia chiaramente udibile e visibile, aggiungi un condensatore ad alta tensione. Schema del dispositivo in Fig. 2.

Tipicamente, una rottura del cablaggio si trova ad una profondità di 1...2 cm nell'intonaco o nella scatola di giunzione. La posizione del danno viene facilmente rilevata dal lampo di luce e dal suono dello scoppio della scarica.

Prima di cercare un'interruzione in una sezione della rete elettrica, è necessario spegnere tutti i consumatori elettrici. L'alta tensione del dispositivo può danneggiare l'isolamento degli avvolgimenti elettrici. motori e altri dispositivi elettronici. Ed è imperativo seguire le precauzioni di sicurezza elettrica (3).

È utile utilizzare prima un generatore ad alta frequenza e un cercatore e determinare approssimativamente la posizione del danno (2). E misurare anche la capacità del cablaggio fino al punto di danneggiamento del cavo APPV 2 * 2,5, la capacità di 1 m è approssimativamente uguale a 80-100 pF. Collegare quindi l'alimentazione ~220 V al dispositivo ad alta tensione (vedi schema del dispositivo Fig. 4) e una linea spezzata ai terminali di uscita “0” e “1” o “2”. Premere il pulsante SA1 e tenerlo premuto per circa 3 secondi. Fino alla dimissione. Se si tiene premuto il pulsante più a lungo, le scariche verranno ripetute man mano che la tensione si accumula sul condensatore C2.

Il dispositivo stesso è costituito da parti non scarse. Trasformatore Tr1 da una TV in bianco e nero a scansione orizzontale. Lo scaricatore P35 può essere sostituito con uno fatto in casa.

È costituito da un pezzo di lamina laminata in fibra di vetro di dimensioni 30*30 con un foro rotondo al centro con un diametro di 15 mm. La pellicola è stata rimossa al centro. Sui bordi sono presenti 2 fori per il collegamento dei cavi, vedere Fig. 3.

Da ciascun pad, 2 pezzi di filo di rame con un diametro di 1 mm vengono saldati l'uno verso l'altro con uno spazio di 3 mm. Si verificherà una rottura nello spazio, con un calcolo di 1 mm = 1 mq. Tale spinterometro P1 è installato nel circuito per proteggere il trasformatore ad alta tensione Tp1. Quando viene scaricato in fabbrica dal P35, il suono è molto debole e non interferisce con l'ascolto della scarica nell'elettrico. cablaggio domestico.

Schema del dispositivo

Il dispositivo è un generatore di impulsi ad alta tensione basato su un tiristore. Condensatore C2 K75-53 1 µF per una tensione di 5 kV. Può essere sostituito con diversi condensatori di capacità inferiore, ma la capacità totale dovrebbe essere di circa 1 µF, la tensione operativa dovrebbe essere di almeno 5 kV.

Il circuito di controllo del tiristore ST1 è preso da (4). I valori nominali delle parti del circuito sono indicati sullo schema elettrico. Il dispositivo è assemblato in una piccola custodia di plastica, vedi foto. La lampada al neon L1 è necessaria per segnalare la tensione di rete 220v per alimentare il dispositivo.

Utilizzando un dispositivo di rilevamento delle rotture

Ora due esempi di utilizzo del dispositivo dalla mia pratica.

1. Ridurre il cavo dall'antenna VHF. La resistenza tra lo schermo e il nucleo centrale secondo il tester è di 100 Ohm. Dovrebbe essere circa 5...10 ohm. Quando si collega il dispositivo al cavo, una persona ha premuto il pulsante SA1 e la sera ho guardato l'antenna e il cavo. Erano visibili scintille sotto il bullone destro che collegava il cavo al cavo dell'antenna. Il bullone destro è stato serrato di più. La resistenza di transizione è scesa a 8 ohm.

2. Era necessario riparare il cablaggio elettrico della casa. La lampada elettrica nella stanza si spense. La lampada è integra e ben funzionante. Ho spento la lampada. Ho cortocircuitato le estremità della cartuccia. I fili provenienti dai dispositivi “0” e “1” erano collegati a una linea separata diretta al portalampada. Premendo il pulsante SA1 dell'apparecchio si sono sentite delle scariche nel punto di interruzione del cablaggio in uscita dal soffitto. Colmare il divario è facile.

Foto del dispositivo.

Letteratura:

• Radioamatore n. 2 1997 Art.24.
• Mondo radiofonico n. 7 2014 Articolo 27 e modifica Radio World n. 9 2014 Articolo 32.
• Radio n. 5 2015 Articolo 54.
• Radio n. 1 2008 Articolo 27.

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Il metodo acustico è quasi universale ed è il metodo principale in molte reti via cavo. Possono rilevare danni di vario tipo: cortocircuiti monofase e fase-fase con diverse resistenze di transizione, rotture di uno, due o tutti i fili. In alcuni casi è possibile rilevare più guasti su una linea via cavo. Il metodo viene utilizzato per determinare la posizione del danno nelle linee dei cavi di alimentazione che hanno la natura di un guasto "fluttuante" e può essere utilizzato anche per cortocircuiti con una resistenza transitoria che fornisce scariche di scintille stabili e per i nuclei dei cavi rotti.

L'essenza del metodo è creare potenti scariche elettriche nel luogo del danno e registrare le vibrazioni sonore sulla superficie terrestre utilizzando dispositivi di ricezione sensibili. Per creare scariche potenti nel luogo del danno, l'energia elettrica viene preliminarmente accumulata nei condensatori ad alta tensione o nella capacità del cavo stesso caricandosi da un raddrizzatore.

L'energia immagazzinata è proporzionale alla capacità (C) e al quadrato della tensione (U).

Quando viene raggiunta la tensione di rottura, questa energia viene consumata in un tempo molto breve (decine di microsecondi) e nel luogo del danno si verifica una potente scossa. Il suono di questo impatto viaggia attraverso l'ambiente e può essere ascoltato sulla superficie della terra. In genere, la frequenza degli scarichi è di 2-3 secondi.

A seconda della natura del danno al cavo, viene assemblato un circuito di misurazione appropriato.

Disegno. Schema per determinare la posizione del danno durante un cortocircuito tra il conduttore e il guscio messo a terra (terra): 1 – conduttori del cavo; 2 – guaina del cavo; 3 – localizzazione del danno.

La tensione di rottura dello spinterometro non deve superare il 70% della tensione di prova per un dato tipo di cavo. In pratica, per cavi energia con tensioni di esercizio fino a 1, 6, 10 e 35 kV, la tensione impulsiva non deve superare rispettivamente 8, 25, 30 e 40 kV.

Disegno. Schema per determinare la posizione del danno durante un cortocircuito tra il conduttore e il guscio messo a terra (terra) quando si utilizzano i conduttori del cavo come capacità di carica: 1 – conduttori del cavo; 2 – guaina del cavo; 3 – localizzazione del danno.

In caso di danno con guasto intermittente e rottura del filo, la tensione viene fornita al cavo direttamente dal raddrizzatore e la tensione di guasto nel punto del danno può essere portata alla tensione di prova.

Disegno. Schema per determinare la posizione del danno durante un guasto galleggiante: 1 – nuclei del cavo; 2 – guaina del cavo; 3 – localizzazione del danno.

Disegno. Schema per determinare la posizione del danno in caso di rottura dei conduttori del cavo: 1 – conduttori del cavo; 2 – guaina del cavo; 3 – localizzazione del danno.

In pratica, la formazione di una scarica di scintilla stabile nel punto danneggiato è garantita quando la resistenza di transizione è pari o superiore a 40 Ohm. Per valori inferiori di resistenza di contatto e cortocircuiti metallici al guscio non è possibile applicare il metodo acustico. In questi casi, il ponte conduttivo nel punto danneggiato viene distrutto dal passaggio di grandi correnti di scarica.

Attualmente, i generatori di onde d'urto acustiche vengono utilizzati per creare scariche di scintille nel punto in cui il cavo è danneggiato. Il generatore è dotato di condensatori che vengono caricati e poi scaricati nel cavo difettoso attraverso lo spinterometro funzionante.

Disegno. Generatore di onde d'urto acustiche

La posizione del danno al cavo è determinata dalla massima udibilità del suono della scarica. Di solito, la zona uditiva sulla superficie terrestre varia da 2 a 15 metri, a seconda delle proprietà del suolo. La zona udibile più grande è fornita da terreni densi e omogenei, la zona più piccola è fornita da terreni sciolti, scorie e rifiuti di costruzione.

Se la zona danneggiata si trova a una distanza di 10-50 m da un'autostrada trafficata, si consiglia di cercare il danno di notte, poiché il rumore delle auto non consente di isolare il segnale acustico.

Il video qui sotto mostra le scariche acustiche nei cavi.

L'uso del metodo acustico è più appropriato per i cavi posati nel terreno e sott'acqua. Quando si posa almeno una parte del percorso dei cavi in ​​canaline e collettori, non è consigliabile utilizzare il metodo acustico a causa del rischio di incendio. Quest'ultimo è dovuto al fatto che grandi correnti impulsive che fluiscono al momento della scarica provocano scintille nei punti di contatto con strutture messe a terra e altri cavi, che possono provocare l'incendio della vernice, del rivestimento dei cavi, ecc.

Materiale aggiuntivo:

1. Ricevitore per la ricerca di danni nei cavi di alimentazione POISK 2006m. Manuale.
2. Ricevitore per la ricerca di danni nei cavi di alimentazione P-806. Manuale.
3. Generatore di onde d'urto acustiche GAUV-6-05-1. Passaporto.