相关仪在地下管网检漏中的应用

时间：2006-12-22 来源： 作者：

自动相关相关仪在漏水调查中，不仅对管道是否漏水判断迅速准确，还具有漏点定位精度高等优点，更重要的是在某些场所，它是漏水检测中必备的设备。如管道埋深较大，电子听漏仪捕捉不到漏水声波信号；管道上方有堆积物无法路面听音；管道穿越河流，漏点恰好位于河流段等等。所以用好相关仪就显得较为重要。

1、相关仪的工作原理

在预计漏点两侧各找到一个管线裸露点，并在上面各放一个传感器，接收由漏点处传播过来的漏水声波信号，并将其转换成电信号，通过无线或有线传播到相关仪主机内，对其进行模数转换，数字滤波处理后，进行互相关运算，求出漏水声波到达两传感器间的时差，再根据输入的两传感器间的距离及管道速度，按公式L＝D－VTD/2 (L为漏点到近传感器的距离，D为两传感器间的距离，V为漏水声波在管道中的传播速度，TD为时差)即可计算出漏点位置。

2、主要参数的选取

2．1  速度参数

根据漏点计算公式：L＝D－VTD/2可知，漏点位置与两传感器间的距离D、速度V及时差TD有关。在知道管线走向的情况下，一般距离D误差不大，且距离差△D米，影响漏点位置的误差为△D/2 米，所以由于D引起的误差可以控制在最小的范围内；ID为由相关仪计算出的时差，在滤波器设计合理的情况下，ID误差可达到最小。理论和实践证明，速度是影响定位精度的主要因素。通常根据材质及管径调用主机内存中的速度参数，往往与实际不符，原因是主机内存中的速度，依据国外管材测量得到的。我国许多城市铺设的管道历史悠久，且水硬度高，管道内壁沉积了许多水垢，降低了管道的弹性模量，因而速度降低。绝大部分管道的速度比相关仪内存中的速度偏低，但也有个别管道速度比内存中的速度偏高，如在保定供水管网中有一种白铸铁管比较坚硬，速度比普通铸铁管偏高。获得准确速度的方法之一，是使用白噪声发生器或用消火栓放水对模拟管道漏水产生的噪声信号，通过“速度测量”菜单即可测量出速度。在没有上述设备的情况下，当漏点一侧(左侧)有一裸露点，另一侧(右侧)有三个以上裸露点，且右侧裸露点与左侧裸露点间的距离依次至少相差20％时，可用麦克6相关仪中“计算存储”功能进行三次以上相关，可自动求出准确的速度，以及较准确的漏点位置。不过在实际应用中象管径较大，对漏水声波信号扩散衰减较大的管道或对声波信号吸收衰减较大的管道(如塑料管)，往往漏点一侧的第三个传感器接收不到漏水声波信号，致使该种方法很难奏效。我们经过研究，找出了一种对条件要求不太苛刻，简单实用的方法，仅在漏点两侧找到三个裸露点，只进行两次相关测量，再经过简单计算就可得到准确的速度值，具体方法见《地下管线管理》2001年第6期。在定位精度要求不太高的条件下，根据经验，可对内中的速度适当修正后，再输入相关仪进行相关。

2．2  滤波器参数

虽然相关仪在进行相关运算时，对环境的随机干扰信号具有一定的压制作用，由于放大器一般采用浮点放大方式，放大器增益随着信号强弱变化，信号强增益小，信号弱增益大。当环境噪音较大，漏水声波信号能量很低，放大器增益小，很难拾取漏水声波信号，往往不能确定出漏点的位置。此时必须设置合理的滤波器，滤掉各种干扰信号。相关仪根据给定的材质、管径和距离参数，可自动给出滤波参数。当老化或腐蚀严重时，自动给定的滤波器不一定合理。原因是铺设年代久远的管道腐蚀或老化严重时，弹性模量降低，造成漏水声波信号中的高频成份衰减大，使信号频带向低频方向移动。所以在这些管段输入的滤波器频带应比自动给出的滤波器的通频带低。条件允许时，可利用相关仪中设置的频谱分析功能，对两个传感器接收到的信号进行富氏变换，根据振幅谱确定漏水声波信号的主频，而后设计滤波器。

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