地质雷达和管线探测技术：实验指导书

1、实验一 地质雷达数据采集实验目的认识EKKO100 地质雷达仪器，掌握仪器连接步骤和参数设置。掌握野外STEP模式数据采集方法。实验仪器及材料准备 EKKO地质雷达仪器一套，包括EKKO100控制台，发射及接受天线，天线电池4块。接收机光纤（双根），发射机光纤（单根），笔记本电脑（有串行口），RS232连接线(接电脑和控制台)，12伏蓄电池，电源线（接蓄电池和控制台），无金属丝皮尺一根。实验内容及步骤仪器连接如图1，图2所示，连接好系统（蓄电池电源先断开）。图1 EKKO100 地质雷达仪器连接图2 天线系统安装注意事项：光纤易断，小心舒缓释放光纤，不能对折。有专人看管光纤，以免被压断损坏。按

2、照光纤接头颜色插入对应颜色的接口。测量参数设置启动计算机进入windows系统建立数据文件夹用于存放采集的地质雷达数据，如：D:KJ101。双击桌面地质雷达图标，进入开始界面如图3。按ALT+ENTER键进入全屏DOS模式。选择PE100进入参数设置页面如图4，进行参数设置。图3 开始界面图4 参数设置界面进入各个目录设置好参数，在图4开头会显示所设置的参数。图4显示采用的是200MHZ的天线。按摆动形式显示每道的记录。采集文件存储目录在D:KJ101，文件名为LINE,在实际采集时会自动命名为LINE1，LINE2等。增益采用固定增益，勘探方法为反射波法（及剖面法，保持天线间距不变，移动到每

3、个测点采集，记录点为天线中点），天线收发距为0.5m，测点距为0.1m。操作模式为STEP，即每个测点手动控制采集。连接好蓄电池，把天线靠拢，打开两个天线的电源。进入RUN菜单GRAPH选项对地质雷达信号进行时间调零。根据提示调零：按“ESC”出现如图5所示调零界面。按两次“F3”后用左右键进行人工调零，使信号起跳点位于阴影即可。按“F10”完成调零退出。图5 时间调零界面数据采集进入runcollectinput file name 系统会自动给出文件名如LINE1，采集下一个剖面时，文件序号自动递增。按回车进入采集界面（如图6）。天线每移动一次按一次“空格键”进行数据采集形成如图6所示的剖

4、面数据。采集完毕后按ESCF10存盘退出。文件会自动存入所设目录D:KJ101。图6 数据采集界面实验二 管线仪的使用及野外工作方法实验目的认识RD400PXL 管线仪，熟悉仪器按键的功能，掌握实际管线探测定位、定深的方法。实验仪器及材料准备 RD400PXL 管线仪一套，包括发射机和接收机，发射机用8节LR20电池。接收机用12节LR6电池，夹钳，电极一根，连接电缆一根、钢卷尺一根，粉笔若干。实验内容及步骤熟悉仪器按键功能（如图7，图8）。图7 RD400PXL接收机面板1电源开关 2 工作方式 3 管线/发射探头键 4 电流键 5 增益键6左/右指示键 7 喇叭键 8 电池状态 9 附件插

5、座 10 峰值/谷值键11 增益控制 12 背光 13 数字显示 14 深度键 15 换挡键 16 自检图8 RD400PXL发射机面板1.1 开关 1.2背光 1.3电流、电压、电阻 1.4模式 1.5 UP键 1.6 Down键 1.7 选择键 1.8line键与A.V.O键结合一起使用显示当前管线上的电压和电阻（直连）。 （2）管线探测练习以下探测项目：1. 感应法管线探测。2. 无源法管线探测。3. 夹钳法管线探测。4. 直连法管线探测。5. 管线定位（峰值/谷值法）。6. 管线定深（直读/70%法）。四 思考题1.峰值法时如何定管线位置？2.直读法的原理？实验三 管线磁异常的正演计算

6、。一实验目的1计算单根无限长载流管线在地面的磁场剖面曲线。2熟悉水平磁场和垂直磁场的剖面曲线特征。3. 熟悉fortran编程语言和grapher 画图软件。二. 实验仪器及材料准备 计算机、fortran和grapher软件。三实验内容步骤1. 计算单根无限长载流管线在地面的磁场剖面曲线数据。按照公式1 用fortran 编程计算磁场剖面曲线： （1）要求：能改变管线深度、测点间距、测线长度、起始测点位置。源程序如下：!单根管线的BX,BZ曲线real x,h,ki2,det,x0,bx,bzinteger nwrite(*,*)管线深度h=?read(*,*)hwrite(*,*)测点距d

7、et=?read(*,*)detwrite(*,*)测点个数n=?read(*,*)nwrite(*,*)起始测点x0=?read(*,*)x0ki2=1.open(1,file=bx.dat)open(2,file=bz.dat)do i=1,n x=x0+(i-1)*det bx=2.*ki2*h/(h*h+x*x) bz=abs(2.*ki2*x/(h*h+x*x) write(1,*)x,bx write(2,*)x,bzenddoend 编译执行，输入深度1m，测点间距0.1m，测点数100，起始测点-5m。计算获得剖面曲线保存在bx.dat和bz.dat两个文本文件中。2. 利用g

8、rapher 软件绘制磁场剖面曲线（如图9）图9 管线磁场剖面曲线 四思考题 1.当管线深度加大后，垂直磁场的极大值点如何变化？ 2.两条曲线交点距离与管线埋深有何关系？ 3.为何编程时，垂直磁场要取绝对值？实验四 相关测漏仪野外工作方法。一实验目的1了解相关测漏的基本原理。2熟悉相关测漏仪操作方法。二. 实验仪器及材料准备 相关测漏仪一套，计算机，相关测漏软件。三实验内容步骤1.用USB线连接相关测漏仪和电脑。2.打开多探头相关仪软件，如图10点击红框设置记录仪（探头）的采集参数。 图10 设置记录仪 图10设置的是延后1分钟采集数据，记录长度为10秒。设置好后点OK键。如图11把记录仪放到

9、野外测量点上，注意：要在1分钟内完成。由学生在距离49号记录仪4m处用石块摩擦水管模拟泄露信号。图11 记录仪的放置当数据采集完毕后把记录仪收回，点击红框进行数据下载（把数据导入计算机）。图12 数据下载6.点击红框相关图标，在一个记录仪上按下鼠标右键不松手移动鼠标到另一个记录仪，就能对两个记录仪时间序列进行相关计算。获得相关曲线。图13 记录仪相关操作如图13对47和49探头进行相关，然后对48和49探头进行相关。获得各自的相关曲线。移动鼠标读出各自的时差，。如图14为记录仪47和49的相关曲线图14 记录仪47和49的相关曲线从图14可以读出=9ms，同理读出=21ms，所以可以知道泄露信号在管线中传播的速度为：7m/(-)=583m/s。将管线设为这个速度后再对48,49记录仪相关可知漏点的位置如图15。图15 泄露点位置从图15可知漏点位置为距离49记录仪3.8