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供水管道漏点检测技术优化分析朱才基

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：朱才基

[导读] 摘要：供水管道泄漏是很常见的现象，供水管道一旦出现问题,不仅需要一定的维修费用和时间，也会造成水资源浪费，影响公共交通和市容，必须及时进行检测漏点，然后进行抢修。

        青岛胶州自来水有限公司山东胶州 266300
        摘要：供水管道泄漏是很常见的现象，供水管道一旦出现问题,不仅需要一定的维修费用和时间，也会造成水资源浪费，影响公共交通和市容，必须及时进行检测漏点，然后进行抢修。本文主要对管道泄漏检测设备和技术进行分析，以英国豪迈水管理产销差控DMA一体化系统为例，对供水管道泄漏检测技术进行了优化分析。在地下管道的地面发生泄漏前，利用检测设备在不开挖管线的情况下检测并准确定位泄漏点，有效解决集中供水工程管道泄漏检测难的问题，缩短泄漏修复时间，提高供水可靠性，确保城市供水安全。
        关键词：供水管道；漏点检测；优化
        引言
        我国供水工程的渗漏检测主要采用传统方法，不仅存在渗漏难以发现的问题，而且不能有效保障供水，影响人们的饮用水安全。如何经济有效地控制供水管网泄漏一直是供水研究的重点。有效进行供水管网的漏点检测，可以大大提高其供水能力。
        1供水管道漏点检测概述
        供水管网泄漏是我国供水行业长期存在的一大问题。由于一般技术方法的局限性和管理体制的缺陷，这一问题未从根本上解决。为提高成本约束力度，促进供水企业加强对管网的日常监测和维护，将管网泄漏率降至相应标准以下，国内外有关专家对泄漏检测方法提出了新的意见，并不断运用新的研究成果，在实际供水工程渗漏检测中取得了较好的效果。
        目前，美国、英国等发达国家的检漏方法主要包括相关检漏方法、音听检漏方法、区域检漏方法和漏水声自动监测法等方法。此外，常用的泄漏噪声检测技术，如远距离相关仪、车载分段测试仪等，也已经得到了广泛的应用。气体泄漏检测方法和车载闭路摄像头也已经被开发。
        随着通信、模式识别等技术的发展，管道泄漏定位与检测已成为多技术、多学科综合研究的课题，直接促进了该领域研究快速、准确的实现，以及管道泄漏检测和定位手段的现代化。在美国、德国、英国、日本等发达国家，多功能集成技术设备被用来检测和准确定位泄漏点。该技术无需挖掘管道，泄漏报警系统等相关仪器可快速查找区域泄漏点，快速进行定位检测，从而解决泄漏问题，降低了管道维修成本，缩短管道泄漏修复时间，提高供水可靠性。这些技术已经是控制管道泄漏的先进技术，也是管道泄漏检测的发展趋势。本文重点分析了DMA一体化系统在供水管道漏点检测的应用。
        2 DMA一体化系统
        DMA最早在“泄漏控制策略和实践”的报告中被提出，经过改进后，DMA被定义为District Metered Area的缩写，意思是“分区计量区域”。
        2.1 DMA一体化系统的组成
        DMA一体化系统主要包括：宏观检测DMA区域测量系统和数据远程传输系统，以及供水管网泄漏控制的泄漏预警系统。
        1）宏观检测DMA分区测量系统和数据远程传输系统。DMA区域计量系统实时监测管道中流体的流量和压力，并将其传输到控制中心的计算机上，根据测量数据进行泄漏评估。主要特点是可以系统地检测，进行管网状态分析，评估试验区用水情况，指导有关部门进行有针对性的检查。
        2）供水管网区域泄漏控制的泄漏预警系统。当管道发生泄漏时，泄漏口会产生一个泄漏的声波，并沿管道传播很远。我们可以通过供水管道阀门、水表、消防栓等辅助设备监测到该声波。预警系统正是基于噪声原理和噪声监测而建立的。泄漏监测预警管理系统最大的特点是能够实现对漏水区域的实时监控，自动采集供水管网漏水信息，无人值守的状态下，帮助建立科学有效的预警机制，为城市供水突发事件应急提供救援预案。
        2.2 DMA一体化系统的管道泄漏定位功能
        DMA一体化系统的功能：1）根据监测到的数据，自动确定供水系统的实际漏水量；2）提供多种监测方法，利用智能管理系统的水管理系统，快速确定泄漏区域；3）系统还具有设备故障在线报警功能。
        2.3 DMA一体化系统管道泄漏定位技术
        泄漏喷出的水与外界会产生不同的漏水声。漏水声的类型一般可分为三种：
        一是泄漏摩擦声，传播频率一般在300-2500HZ之间，沿管道向远方传播。在一定范围内，在闸门和管道等暴露点可以听到泄漏声。
        二是水头撞击声，在地面用检漏器可以听到。
        三是介质摩擦声，把听音杆插到地下漏点附近可以听到，为最终确定漏点提供了依据。

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        总之，漏水检测的基本原理是在管道破损处，漏水时声波会以正弦方式传播到管道两侧，引起管道振动。为了寻找供水管网中的漏点，通常采用漏水声法对漏点进行检测。
        2.4管道泄漏定位技术和方法
        DMA一体化系统采用的主要方法有：分区检漏法；区域定位法；泄漏点的精确定位法。
        1）分区检漏法
        把供水管道分为几个测量区域，对每个区域进行测量，找出夜间的最小流量，以确定是否存在漏水现象。泄漏检测技术主要是在测量区域的入口安装电磁式压力流量计进行监测。监测数据由红外读取，然后传输至控制中心计算机，并根据测量数据评估该区域的泄漏情况。该方法可用于长期监测或临时监测。
        2）供水管网区域定位法
        区域定位法采用噪音原理进行渗漏预警，又称泄漏报警系统。管道泄漏时，泄漏口会产生泄漏声波，并沿管道传播一定距离。该系统可对辅助结构上的声波进行监测，通过噪声记录方式进行处理和数据下载，确定是否有漏点
        3）管网漏点的精确定位
        泄漏点的精确定位法包括听音法和相关法。所使用的仪器主要包括听漏仪、相关器等精密定位仪器或设备。它主要用于泄漏点的预警，或在听到泄漏点信息后，利用这些装置准确确定泄漏点的位置，从而对管道进行挖掘和修复。
        听音法是通过听音确定泄漏点的位置。一般分为两种：听到阀栓听音和地面听音。阀栓听音是通过电子放大检漏仪听到阀门及暴露的管道等管道泄漏点的漏水声，以确定管道泄漏，缩小检漏范围。听音点离漏点越近，漏音越大；否则，漏音越小。地面听音法是通过预先定位的方法确定地下管线的泄漏管段后，在地面上利用电子放大听漏仪监听地下管线的泄漏点并准确定位。当地面听音器靠近漏点时，漏声越大。
        3管道检漏技术优化
        3.1 DMA面积测量系统的优化与改进
        宏观检测系统DMA分区计量系统的硬件主要是一个插电式电磁流量计，插入长度为1.5m，我国大多供水工程管道埋深为80-100cm，插入式电磁流量计干插入长度过长，安装在供水工程管道上，高于地面高度，给管理、运行、交通和设备安全带来不便。从各方面考虑，改进插入式电磁流量计的干管长度，并对设备的压力参数进行了校核，使其适合于浅埋管道的检测。
        3.2优化完善渗透预警系统
        渗透预警系统的数据传输是通过蓝牙传输接收终端。检查员需要定期检查管道。由于工作量大，很难及时判断管道是否泄漏；另外，接收信号的距离比较近，导致检测工作繁重。具体的改进是添加一个SMS中继器。中继器将数据转换成短消息格式，然后将短消息发送到终端接收端，最后通过计算机将数据转换成存储。提高数据的可靠性，提高工作效率。
        3.3泄漏点精确定位系统的应用
        供水管道泄漏时，泄漏处产生泄漏噪声。在管道两端安装两个加速度计检测信号，记录时差，根据时差计算出泄漏位置，实现较高的精度。
        其中，信号输出端与电荷放大器相连，对电荷进行适当放大输出；利用嵌入式开发板进行转换和信号预处理。最后，输出信号最终传输到LabVIEW。采用LabVIEW语言编写程序，对两个信号进行存储和互相关分析。根据分析结果，得到系统的时延，最终确定泄漏位置。
        4结论
        本文结合介绍了一种采用先进管道检漏设备和技术的DMA一体化系统，实现了对供水管道漏点检测技术的优化分析。在地下管线地面泄漏前，利用检测设备，查找地下管线泄漏，解决城市供水管线泄漏检测和维护中的难题，提高供水可靠性，切实保障供水工程的运行。
        参考文献
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