[发明专利]一种地下管线精确探测的电磁波CT方法

说明书

本发明涉及一种地下管线精确探测的电磁波CT方法，包括：S1、在一个钻孔内设置发射探管，在地下形成电磁场；S2、在另一个钻孔内设置接收探管，收集剩余电磁波信息，进行数据处理；S3、根据数据处理获得探测区域电磁波吸收系数的空间分布形态，据此推断出地下管线的位置。本发明的地下管线精确探测的电磁波CT方法可以快速、精确的定位到地下管线的位置。

技术领域

本发明涉及管线探测技术领域，尤其涉及一种地下管线精确探测的电磁波CT方法。

背景技术

地下管线网是城市运行与发展中不可或缺的重要基础设施，地下管线不仅为城市中居民提供重要的生活物资，更承担着为城市的发展提供基础资源和能量的责任。完善、发达的地下管线系统及其安全、稳定的运行是现代城市运转的保障和基础。然而，部分地下管线的铺设年代久远，缺乏日常管理与维护，管线资料缺失的情况较为严重。在城市建设或者施工过程中，由于缺乏施工区域地下管线的实时管线图，且没有快速、精确的管线探测手段，所以无法获得实时的地下管线分布情况，导致施工过程中无法有效避开管线，进而导致管线被破坏，甚至造成一系列事故发生。

现有技术中对于管线的探测多为地质雷达地面他侧，对地下管线的深度及位置探测不够精准，甚至对埋深较大的管线根本无法探测。而现有的钻孔探测的管线仪，多为单孔探测，只能探测管线深度，不能精确定位其位置。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种快速、精确的地下管线精确探测的电磁波CT方法。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种地下管线精确探测的电磁波CT方法，包括：

S1、在一个钻孔内设置发射探管，在地下形成电磁场；

S2、在另一个钻孔内设置接收探管，收集剩余电磁波信息，进行数据处理；

S3、根据数据处理获得探测区域电磁波吸收系数的空间分布形态，据此推断出地下管线的位置。

根据本发明的一个方面，发射探管端电磁波电场强度为E0，接收探管端电磁波电场强度为E，满足：

其中，β表示介质对电磁波的吸收系数；r表示接收点与发射点距离；f(θ)表示天线方向因子；θ表示接收点处天线与电场方向夹角。

根据本发明的一个方面，介质对电磁波的吸收系数β满足：

其中，ω表示天线频率；μ表示介质的相对磁导率；σ表示介质的电导率；ε表示介质的相对介电常数。

根据本发明的一个方面，步骤S2中的数据处理包括对于数据进行预处理：剔除采集数据的突变点，并对可疑数据比较前后数据变化趋势，结合相邻测点数据、地层岩性进行平滑处理。

根据本发明的一个方面，步骤S2中数据处理的具体做法为：

利用采集到的数据回执频率曲线，抽出最佳频率曲线，建立相应频率的数据文件；

从频率曲线中找出异常分布规律，并对最佳频率曲线进行优化处理，消除个别畸变点。

根据本发明的一个方面，步骤S3包括:

数据处理通过反演计算钻孔剖面内各个网格的电磁波吸收系数β，根据采集数据重建吸收系数β的图像；

找出图像中高吸收系数异常处即为地下管线位置。

根据本发明的一个方面，采用SIRT方法进行吸收系数β图像的重建。