熱力管網(wǎng)水的漏失對(duì)管網(wǎng)本身、道路建筑物以及漏失水管道周?chē)笤O(shè)的其他設(shè)施均會(huì)帶來(lái)危害,輕則造成資源浪費(fèi),重則影響市民的正常生活或者造成不必要的傷害。及時(shí)尋找到漏水點(diǎn)的工作已經(jīng)伴隨著水運(yùn)輸管道的誕生而開(kāi)始了。聽(tīng)音棒是使用歷史較長(zhǎng)漏水檢測(cè)工具,俗稱“聽(tīng)漏器”。其構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方法簡(jiǎn)便。使用聽(tīng)音棒要求測(cè)漏人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)受外界環(huán)境影響較大。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展相關(guān)法檢漏儀的產(chǎn)生改變了測(cè)漏人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)。相關(guān)儀是通過(guò)裝設(shè)在泄漏管線兩端的傳感器接受漏水所產(chǎn)生的連續(xù)的不規(guī)則振動(dòng)音,根據(jù)兩傳感器間的距離、聲音到達(dá)的時(shí)間差、振動(dòng)音傳播速度等數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,求得漏水點(diǎn)的位置。自動(dòng)相關(guān)儀在漏水檢測(cè)中,不僅對(duì)管道是否漏水判斷迅速準(zhǔn)確,還具有漏點(diǎn)定位精度高等優(yōu)點(diǎn),在管道泄漏檢測(cè)中越來(lái)越廣泛應(yīng)用。
一、相關(guān)儀的工作原理
管道發(fā)生泄漏時(shí),泄漏發(fā)出的聲音信號(hào)就會(huì)沿著管壁向管道兩端傳播,管道的相關(guān)檢漏法是指利用兩個(gè)傳感器采集漏點(diǎn)發(fā)出的聲波,對(duì)這兩路聲波信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)分析,沒(méi)有泄漏時(shí),相關(guān)函數(shù)的值在零附近;發(fā)生泄漏后,相關(guān)函數(shù)的值將發(fā)生顯著變化;另外,當(dāng)管道泄漏點(diǎn)的位置不同時(shí),兩個(gè)信號(hào)的延遲時(shí)間就有區(qū)別,信號(hào)的相關(guān)函數(shù)的值就會(huì)改變。因此,根據(jù)信號(hào)的相關(guān)函數(shù)信息,就可以對(duì)管道的泄漏狀況進(jìn)行檢測(cè)。在預(yù)計(jì)漏點(diǎn)兩側(cè)各找到一個(gè)管線裸露點(diǎn),并在上面各放一個(gè)傳感器,接收由漏點(diǎn)處傳播過(guò)來(lái)的漏水聲波信號(hào)(如有泄漏發(fā)生,在泄漏處引起壓力降,產(chǎn)生一個(gè)以這一漏點(diǎn)為聲源的聲波信號(hào))并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào),通過(guò)無(wú)線或有線傳播到相關(guān)儀主機(jī)內(nèi),對(duì)其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波處理后,進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算,求出漏水聲波到達(dá)兩傳感器間的時(shí)差,再根據(jù)輸入的兩傳感器間的距離及管道速度,按公式L=(D-V×Td)/2(L為漏點(diǎn)到傳感器的距離,D為兩傳感器間的距離,V為漏水聲波在管道中的傳播速度,Td為時(shí)差)即可計(jì)算出漏點(diǎn)位置。
二、主要參數(shù)的選取
1、速度參數(shù)
根據(jù)漏點(diǎn)計(jì)算公式:L=(D-V×Td)/2可知,漏點(diǎn)位置與兩傳感器間的距離D、速度V及時(shí)差Td有關(guān)。在知道管線走向的情況下,一般距離D誤差不大,且距離差△D米,影響漏點(diǎn)位置的誤差為△D/2米,所以由于D引起的誤差可以控制在最小的范圍內(nèi);Td為相關(guān)儀計(jì)算出的時(shí)差,在濾波器設(shè)計(jì)合理的情況下,Td誤差可達(dá)到最小。理論和實(shí)踐證明,速度是影響定位精度的主要因素。通常根據(jù)材質(zhì)及管徑調(diào)用主機(jī)內(nèi)存中的速度參數(shù),往往與實(shí)際不符,原因是主機(jī)內(nèi)存中的速度,是依據(jù)管材測(cè)量得到的。我國(guó)許多城市鋪設(shè)的管道歷史悠久,管道內(nèi)壁沉積了許多垢,外壁腐蝕,降低了管道的彈性模量,因而速度降低。絕大部分管道的速度比相關(guān)儀內(nèi)存中的速度偏低,但也有個(gè)別管道速度比內(nèi)存中的速度偏高。獲得準(zhǔn)確速度的方法之一,是使用噪聲發(fā)生器或用消火栓放水對(duì)模擬管道漏水產(chǎn)生的噪聲信號(hào),
通過(guò)“速度測(cè)量”菜單即可測(cè)量出速度。不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中如管徑較大,對(duì)漏水聲波信號(hào)擴(kuò)散衰減較大的管道或?qū)β暡ㄐ盘?hào)吸收衰減較大的管道(如套筒所填充的密封材料),往往漏點(diǎn)一側(cè)的傳感器接收不到漏水聲波信號(hào),致使該種方法很難奏效。
2、濾波參數(shù)
大多數(shù)時(shí)間,默認(rèn)過(guò)濾器設(shè)定會(huì)獲得較好結(jié)果。有時(shí),需要改變?yōu)V波設(shè)置從而獲得更好的結(jié)果。雖然相關(guān)儀在進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算時(shí),對(duì)環(huán)境的隨機(jī)干擾信號(hào)具有一定的抑制作用,由于放大器一般采用浮點(diǎn)放大方式,放大器增益隨著信號(hào)強(qiáng)弱變化,信號(hào)強(qiáng)增益小,信號(hào)弱增益大。當(dāng)環(huán)境噪音較大,漏水聲波信號(hào)能量很低,放大器增益小,很難采集漏水聲波信號(hào),往往不能確定出漏點(diǎn)的位置。此時(shí)必須設(shè)置合理的濾波器,濾掉各種干擾信號(hào)。相關(guān)儀根據(jù)給定的材質(zhì)、管徑和距離參數(shù),可自動(dòng)給出濾波參數(shù)。當(dāng)老化或腐蝕嚴(yán)重時(shí),自動(dòng)給定的濾波不一定合理。原因是鋪設(shè)年代久遠(yuǎn)的管道腐蝕或老化嚴(yán)重時(shí),彈性模量降低,造成漏水聲波信號(hào)中的高頻成份衰減大,使信號(hào)頻帶向低頻方向移動(dòng)。所以在這些管段輸入的濾波頻帶應(yīng)比自動(dòng)給出的濾波頻帶低。條件允許時(shí),可利用相關(guān)儀中設(shè)置的頻譜分析功能,對(duì)兩個(gè)傳感器接收到的信號(hào)進(jìn)行富氏變換,根據(jù)振幅譜確定漏水聲波信號(hào)的主頻,而后設(shè)計(jì)濾波頻段。
一、相關(guān)儀的工作原理
管道發(fā)生泄漏時(shí),泄漏發(fā)出的聲音信號(hào)就會(huì)沿著管壁向管道兩端傳播,管道的相關(guān)檢漏法是指利用兩個(gè)傳感器采集漏點(diǎn)發(fā)出的聲波,對(duì)這兩路聲波信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)分析,沒(méi)有泄漏時(shí),相關(guān)函數(shù)的值在零附近;發(fā)生泄漏后,相關(guān)函數(shù)的值將發(fā)生顯著變化;另外,當(dāng)管道泄漏點(diǎn)的位置不同時(shí),兩個(gè)信號(hào)的延遲時(shí)間就有區(qū)別,信號(hào)的相關(guān)函數(shù)的值就會(huì)改變。因此,根據(jù)信號(hào)的相關(guān)函數(shù)信息,就可以對(duì)管道的泄漏狀況進(jìn)行檢測(cè)。在預(yù)計(jì)漏點(diǎn)兩側(cè)各找到一個(gè)管線裸露點(diǎn),并在上面各放一個(gè)傳感器,接收由漏點(diǎn)處傳播過(guò)來(lái)的漏水聲波信號(hào)(如有泄漏發(fā)生,在泄漏處引起壓力降,產(chǎn)生一個(gè)以這一漏點(diǎn)為聲源的聲波信號(hào))并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào),通過(guò)無(wú)線或有線傳播到相關(guān)儀主機(jī)內(nèi),對(duì)其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波處理后,進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算,求出漏水聲波到達(dá)兩傳感器間的時(shí)差,再根據(jù)輸入的兩傳感器間的距離及管道速度,按公式L=(D-V×Td)/2(L為漏點(diǎn)到傳感器的距離,D為兩傳感器間的距離,V為漏水聲波在管道中的傳播速度,Td為時(shí)差)即可計(jì)算出漏點(diǎn)位置。
二、主要參數(shù)的選取
1、速度參數(shù)
根據(jù)漏點(diǎn)計(jì)算公式:L=(D-V×Td)/2可知,漏點(diǎn)位置與兩傳感器間的距離D、速度V及時(shí)差Td有關(guān)。在知道管線走向的情況下,一般距離D誤差不大,且距離差△D米,影響漏點(diǎn)位置的誤差為△D/2米,所以由于D引起的誤差可以控制在最小的范圍內(nèi);Td為相關(guān)儀計(jì)算出的時(shí)差,在濾波器設(shè)計(jì)合理的情況下,Td誤差可達(dá)到最小。理論和實(shí)踐證明,速度是影響定位精度的主要因素。通常根據(jù)材質(zhì)及管徑調(diào)用主機(jī)內(nèi)存中的速度參數(shù),往往與實(shí)際不符,原因是主機(jī)內(nèi)存中的速度,是依據(jù)管材測(cè)量得到的。我國(guó)許多城市鋪設(shè)的管道歷史悠久,管道內(nèi)壁沉積了許多垢,外壁腐蝕,降低了管道的彈性模量,因而速度降低。絕大部分管道的速度比相關(guān)儀內(nèi)存中的速度偏低,但也有個(gè)別管道速度比內(nèi)存中的速度偏高。獲得準(zhǔn)確速度的方法之一,是使用噪聲發(fā)生器或用消火栓放水對(duì)模擬管道漏水產(chǎn)生的噪聲信號(hào),
通過(guò)“速度測(cè)量”菜單即可測(cè)量出速度。不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中如管徑較大,對(duì)漏水聲波信號(hào)擴(kuò)散衰減較大的管道或?qū)β暡ㄐ盘?hào)吸收衰減較大的管道(如套筒所填充的密封材料),往往漏點(diǎn)一側(cè)的傳感器接收不到漏水聲波信號(hào),致使該種方法很難奏效。
2、濾波參數(shù)
大多數(shù)時(shí)間,默認(rèn)過(guò)濾器設(shè)定會(huì)獲得較好結(jié)果。有時(shí),需要改變?yōu)V波設(shè)置從而獲得更好的結(jié)果。雖然相關(guān)儀在進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算時(shí),對(duì)環(huán)境的隨機(jī)干擾信號(hào)具有一定的抑制作用,由于放大器一般采用浮點(diǎn)放大方式,放大器增益隨著信號(hào)強(qiáng)弱變化,信號(hào)強(qiáng)增益小,信號(hào)弱增益大。當(dāng)環(huán)境噪音較大,漏水聲波信號(hào)能量很低,放大器增益小,很難采集漏水聲波信號(hào),往往不能確定出漏點(diǎn)的位置。此時(shí)必須設(shè)置合理的濾波器,濾掉各種干擾信號(hào)。相關(guān)儀根據(jù)給定的材質(zhì)、管徑和距離參數(shù),可自動(dòng)給出濾波參數(shù)。當(dāng)老化或腐蝕嚴(yán)重時(shí),自動(dòng)給定的濾波不一定合理。原因是鋪設(shè)年代久遠(yuǎn)的管道腐蝕或老化嚴(yán)重時(shí),彈性模量降低,造成漏水聲波信號(hào)中的高頻成份衰減大,使信號(hào)頻帶向低頻方向移動(dòng)。所以在這些管段輸入的濾波頻帶應(yīng)比自動(dòng)給出的濾波頻帶低。條件允許時(shí),可利用相關(guān)儀中設(shè)置的頻譜分析功能,對(duì)兩個(gè)傳感器接收到的信號(hào)進(jìn)行富氏變換,根據(jù)振幅譜確定漏水聲波信號(hào)的主頻,而后設(shè)計(jì)濾波頻段。








