管线金属定位仪校准规范验证实验报告.docx

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1、管线金属定位仪校准规范验证实验报告管线金属定位仪校准规范编写组2023年7月目录一、验证目的3二、校准项目和校准方法选择的依据3三、验证实验设计51、项目技术要求和校准方法52、验证所用标准器具53、被校对象64、实验条件65、实验分组与设计6三、验证结果与分析61、被测对象验证：62、校准人员验证：7四、理论验证与实验验证结论9五、附录错误!未定义书签。1、实验1原始记录：102、实验2原始记录：113、实验3原始记录：12一、验证目的管线金属定位仪指通过电磁感应原理对地下金属管线或敷设金属示踪线的非金属管线进行定位或缺陷检测的仪器。为了确认本规范的计量性能指标和校准方法是否合理,通过两种方

2、法来验证校准规范中规定校准项目和校准方法，校准项目包括了频率、幅度、深度位置示值误差、水平定位偏差。第一种方式通过说明校准规范中规定的校准项目和校准方法的依据与出处，包括现行有效的国标、规程中采用的校准方法以及检定系统表中规定的溯源方法和溯源参数。第二种方式是在不同条件下对管线金属定位仪进行校准,验证该校准规范中校准项目和校准方法的可行性。二、校准项目和校准方法选择的依据本规范为首次制定，规范的编写是按JJFlO712010国家计量校准规范编写规则、JJF1001-2011通用计量术语及定义、JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示进行的。目前国内外无管线金属定位仪相关的校准规范。本

3、规范制订时既充分考虑管线金属定位仪的特点，同时与JJG8402015函数发生器检定规程、CJJ612017城市地下管线探测技术规程及DB42”875-2019湖北省城镇地下管线探测技术规程一起作为主要技术依据。管线金属定位仪一般由发射机、接收机及其他辅助配件组成，发射机由发射线圈及配套电子线路组成,通过感应、直接、夹钳等方式向金属管线施加特定频率的信号电流，而接收机由接收线圈、配套电子线路和显示器组成，可在金属管线上方探测到特定频率的信号电流并定位管线或缺陷位置。其基本工作原理是利用电磁感应原理，在地表对地下金属管道或敷设金属示踪线的管线等进行平面定位、深度测量或缺陷检测。根据管线金属定位仪在

4、实际工作的特点，确定了频率、幅度、深度位置示值误差、水平定位偏差的计量特性检测项目要求。计量特性要求按管线金属定位仪执行的相关标准规定或满足用户要求，校准结果仅给出测量数据，不做合格判定。频率参考了JJG8402015函数发生器检定规程对函数发生器的相关要求，因为根据管线金属定位仪的工作原理，发射机一般通过产生特定频率的正弦波来工作，有些仪器有多种频率档位可供选择，频率范围一般为50HzlMHz,因此将频率测量作为一项重要计量特征。根据管线金属定位仪频率的使用特点和实验数据，将计量特性定为频率相对误差一般不超过2%。校准方法参考了JJG8402015函数发生器检定规程的5.2.3信号频率检定中

5、对频率指标的测量方法，采用频率计数器直接测量发射机的发射频率。由于目前市面上仪器的发射频率没有统一的生产标准，因此不同厂家的仪器的主要发射频率与档位设置也不同，校准时需根据仪器本身的使用说明书与实际工作频率来设定校准点，对发射机的工作频率从小到大依次测量并做好记录，以此作为被测仪器深度与水平定位误差的重要分析依据。幅度参考了JJG8402015函数发生器检定规程对函数发生器的相关要求，因为管线金属定位仪的发射机产生的正弦波幅值偏差过大会影响仪器的发射功率与使用效果，有些仪器有多种档位可供选择，因此将幅度测量作为一项重要计量特征。根据管线金属定位仪的使用特点和实验数据，将计量特性定为交流电压幅度

6、相对误差一般不超过5%。校准方法参考了JJG840-2015函数发生器检定规程的524输出波形幅度检定中对幅度指标的测量方法，采用数字示波器直接测量发射机的电压幅度。由于目前市面上仪器的电压幅度没有统一的生产标准，因此不同厂家的仪器的电压幅度与档位设置也不同，校准时需根据仪器本身的使用说明书与实际工作要求来设定校准点，对发射机的档位的电压幅度从小到大依次测量并做好记录，以此作为被测仪器深度与水平定位误差的重要分析依据。深度位置示值误差参考了CJJ612017城市地下管线探测技术规程、DB42/T8752019湖北省城镇地下管线探测技术规程的相关校准要求和校准方法。CJJ612017城市地下管线

7、探测技术规程3.0.8中规定，隐蔽管线点的埋深探查中误差不应大于0.075h,h为管线中心埋深，单位为mm,当h100Omm时以100Omm带入计算，地下管线详查时，地下管线的埋深探查精度可另行约定。DB42/T8752019湖北省城镇地下管线探测技术规程4.8条规定，隐蔽管线点探查精度要求分为3个等级，对无干扰的单根金属管道或电缆，且埋深不大于3.0m,精度等级I的埋深限差为0.15h,h为地下管线的中心埋深，单位为cm,当h100cm时以IoOCm带入计算，考虑到目前市面上国内外仪器的定位精度与实际工作中的使用需求，最后将计量特性定为深度位置示值误差一般不超过0.15h0校准方法参考了CJ

8、J61-2017城市地下管线探测技术规程的5地下管线探查中对电磁感应法测量金属管线的相关方法，被测仪器的具体操作方法如直接法、夹钳法、极大值法、极小值法等方法因为仪器厂家规格不同而不同，但是目的都是定位含有金属的管线深度与水平定位，因此被测仪器具体操作方法并没有在规范中详细说明，根据实际工作经验，要求每个校准点在金属管线正上方选取不同的位置测5次，取5次测量平均值作为该校准点测量值，5次测量平均值与实际值之差作为深度位置示值误差。水平定位偏差参考了CJJ612017城市地下管线探测技术规程、DB42/T8752019湖北省城镇地下管线探测技术规程的相关校准要求和校准方法。CJJ61-2017城

9、市地下管线探测技术规程3.0.8中规定，隐蔽管线点的平面位置探查中误差不应大于0.05h,h为管线中心埋深，单位为mm,当h100Omm时以100Omm带入计算，地下管线详查时，地下管线的埋深探查精度可另行约定。DB42/T8752019湖北省城镇地下管线探测技术规程4.8条规定，隐蔽管线点探查精度要求分为3个等级，对无干扰的单根金属管道或电缆,且埋深不大于3.0m,精度等级I的平面位置限差为0.10h,h为地下管线的中心埋深，单位为cm,当hvlcm时以100Cm带入计算，考虑到目前市面上国内外仪器的定位精度与实际工作中的使用需求，最后将计量特性定为水平定位偏差一般不超过010h。根据实际工

10、作经验，最后要求在每个被测金属管线正上方选取不同的位置测5次，取5次测量平均值作为相应管线水平定位偏差。三、验证实验设计本验证试验按校准规范中规定的校准项目和校准方法，在不同条件下对管线金属定位仪进行校准，验证该校准规范的正确性和可行性。1、项目技术要求和校准方法序号验证项目验证方法技术要求1频率按照本规范中7.3.1条2%2幅度按照本规范中7.3.2条+5%3深度位置示值误差按照本规范中7.3.3条0.15h4水平定位偏差按照本规范中7.3.4条OJOh注1：h表示管线中心深度，当hWlm时以Im代入计算。2、验证所用标准器具标准器名称规格型号出厂编号最大允差/准确度等级/不确定度频率计数器

11、532IOAMY频率准确度：LOXlO_7数字示波器DSOX2012AMYMPE:+1.5%检测样桩(2.0*1.5*8.9)m自编1#沪1.0mm(A=2钢卷尺5m自编l#5mI级3、被校对象结合目前管线金属定位仪的使用状况，选取市场上较为常见的两种型号的管线金属定位仪进行实验。样品设备名称型号设备编号制造厂1管线探测仪T-10RD810010/TX-10-/81PXL-6452RadiodetectionLtd2管线探测仪LD6000/Vivax-Metrotech4、实验条件实验室条件：温度：（22.524.0）；相对湿度：（6066）机校准环境无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。5

12、、实验分组与设计本实验报告从被测对象、校准人员两个方面进行实验验证，设计并进行以下3次不同条件下的校准实验：1）被测对象验证：对比相同校准人员、使用相同标准器、相同校准方法，对不同被校对象的校准结果，从而对校准规范进行验证。（实验1、2对比）2）校准人员验证：对比相同被校对象、使用相同标准器、相同校准方法，不同校准人员进行校准的校准结果，从而对校准规范进行验证。（实验1、3对比）实验分组被校对象校准单位校准人员校准次数实验1样品1湖北省计量院许昊、李皓琳1实验2样品2湖北省计量院许昊、李皓琳1实验3样品1湖北省计量院郭海、肖梅1三、验证结果与分析1、被测对象验证：对比相同校准人员、使用相同标准

13、器、相同校准方法，对不同被校对象的校准结果，实验1、实验2的校准原始记录见附录1、2,对其校准结果进行汇总与统计，得到表1与表2如下所示。表1实验1校准结果汇总与统计校准项目/校准点被校对象1（实验1）示值误差扩展不确定度频率512Hz0.0%k0.1%(A=2)4kHz1.7%=0.1%(A=2)8kHz2.0%=0.1%(A=2)33kHz0.1%=0.1%(A=2)83kHz0.1%圆=0.1%0=2)幅度512HZ75V-1.3%=1.5%(A=2)4kHz30V-0.7%=1.5%(A=2)8kHz30V-2.0%=1.5%(A=2)33kHz30V-2.7%=1.5%(A=2)83

14、kHz13V-0.8%=1.5%(A=2)深度位置示值误差0.255m-0.Olm分0.0Im(A=2)0.505m0.Olm0.01m(A=2)0.755m0.02m片0.0Ima=2)水平定位偏差0.255m0.014m历0.008m(A=2)0.505m0.023m片0.008m(A=2)0.755m0.025m片0.008m(A=2)表2实验2校准结果汇总与统计校准项目/校准点被校对象2（实验2）示值误差扩展不确定度频率512Hz-0.4%=0.1%(A=2)32.8kHz0.1%=0.1%0=2)幅度512Hz100V-2.8%=1.5%0=2)32.8kHz100V5.0%=1.5%(A=2)深度位置示值误差0.255m0.03m小0.03In(A=2)0.505m0.02m小0.03m(A=2)0.755m-0.02m生0.03m(A=2)水平定位偏差0.255m0.013mU=0.008In(A=2)0.505m0.024m历0.008m(A=2)0.755m0.025mU=0.008m(A=2)经验证，以上各校准项目的校准结果均能满足校准规范计量特性要求。2、校准人员验证：对比相同被校对象、使用相同标准器、相同校准方法，