智能检测与监测技术-智能建造技术专35课件讲解

主讲人：石恩岭智能检测与监测技术智能建造技术专业资源库知识点水泄漏检测技术水泄漏检测技术地下输水管检漏技术1供水管网系统检漏技术2供水管道的电法测漏定位技术3基于模型算法的漏损检测及定位技术4课程目标思政目标培养学生严格、认真的态度，以及严谨的思维掌握水泄露检测技术知识目标能够对水泄露进行检测能力目标水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术（1）任意选择一段管道（或一个小区），根据现场情况安装3-5个水压表。在午夜，按该地段管网的管材及使用年限，结合平时水压情况，浮步升高该地暨的水压。1.升压检漏法水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术（2）安排6~8名有经验的调度员（或闸阀控制员）分散守候在进水闸门和管网浩线以及设置水压表的地方，手持对讲机，及时互通水压情况（防止水压过高将管网压爆），时间持续4~6h同时，慢慢提高该地区水压至承压极限60%~90%。1.升压检漏法水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术（3）开着汽车，亮着汽车大灯（车灯亮度要足够），沿管线慢慢行驶。观察人员左（或右）前方步行，并仔细查看灯光通道（最好选择阴天或无月光、无风的夏、秋季的日子），有暗漏点的附近地面会出现尘埃“布朗运动”现象。管网中巨大水压会使漏水点产生更强烈的振动，从而使地面尘土随之振动飞扬。现象非常明显、易观察。水压越高、漏孔越大，则“布朗运动”现象越明显，视力较好的一般人均能观察到。水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术（4）随着升压时间的持续，暗漏点附近的地面上会出现湿痕或場陷。做好标记后即可恢复正常供水。（5）将查出的漏点及时修复后重复实验数次，且水压一次比一次高，时间一次比一次长，直到查到最后一个漏点。水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术该方法的原理类似给水工程中的“打压试验”，目的是将地下暗漏点变为地面上明漏，开挖准确率100%。水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术首先，将漏水调查区域根据管网状况及需要，划分为几个小区域，然后，把划分出来的小区域内的管网除留出进水管外，与外部管网截断，然后在进水管上安装流量计，即可测量出流入该区域的水量。一般测定其最小流量。根据城市一般用水规律，凌晨0:00~4:00时段内出现当天最小流量，故除特殊要求外，区域流量测定只进行该时间段内的流量测定。2.区域流量测定检漏法水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术原理：一是漏水的同时产生声音，二是供水管道能远距离传播声音，三是压电换能器能将声能转化为电能。3.声波测漏法水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术方法：（1）地面听漏（间接式）：应用漏水探知机，通过间歇触地来提取漏水的声音。一般传感器触地停留的时间为几秒钟。3.声波测漏法水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术（2）接触听漏（直接方式）：以直接接触供水管道的方式提取漏水声波。现在主要应用的是相关式漏水检测仪，适用于寻找疑难点，处理用间接方式难以解决的问题。实践证明，虽然该方法有一定的局限性，但使用效果很好。3.声波测漏法水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术（3）打针式或开挖式听漏（确认工作）：它是通过钻机或插钎直接用听音器提取漏点的声音来判断漏点的一种简单、直观的方法。目前这种方法是我们检漏工作的一个重要环节，可以对前面的各部分工作作出结论。因为这种方式声音传播的距离最短，所以准确率最高。实践证明，确认准确率达90%以上。3.声波测漏法水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术在唐山市区南新道检测DN300mm管道时发现有漏水迹象，对此处的管道采用多探头相关仪进行了检测分析。应用实例：水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术此管道为东西走向，西边有1闸门井，放置探头1026号，东边有1闸门井放置探头1043号，中间距离为59m，距1026号探头33m处有另一管道为DN150mm，开口向南，在此管道距DN300mm主管道32m处有1座水表井，放置探头1042号，管网如图所示。南新道检测处管网位置（图）应用实例：水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术首先对1026号和1042号两探头进行相关分析，两次检测结果分别显示漏点距1026号探头为35.95m和36.56m，可信度为77.9%。之后对1043号，1042号两探头也进行了相关分析，3次结果显示漏点距1043号探头都是29m，可信度为78.7%。对1026号，1043号两探头进行了3次相关分析，结果显示漏点距1026号探头2次为32.35m，1次为32.59m，可信度为77.7%。水泄漏检测技术一、地下输水管道检漏技术从以上3个相关分析结果可以确认漏点就在DN150mm开口管道上，距DN300mm主管道3m处，将此处路面挖开后发现DN150mm管道断裂。水泄漏检测技术二、供水管网系统的检漏技术检测供水管网中的漏点一般是通过测听漏水点处产生的漏水噪声。当液体从漏点泄出时，由于摩擦会产生声波。这一声波将以正弦波的形式在水柱中向两个方向传播。在声波与管道接触会使管道材料振动，产生固体振动波，如图所示。离漏点越远，从漏点处传来的声波越弱。漏水噪声在管道中传播（图）检漏原理：水泄漏检测技术二、供水管网系统的检漏技术在漏点检测时，使用检漏仪器探测到的噪声可分为以下三种：（1）管道中传播的漏水噪声：这一噪声可以使用高灵敏度的拾音器在管道附件上探测，也就是拾音器对管材振动直接取样，相应的噪声振动频率在500~3000Hz之间。噪声种类：水泄漏检测技术二、供水管网系统的检漏技术（2）土壤中传播的漏水噪声：漏点处泄出的压力水会冲击与其接触土壤颗粒，并使之振动，从而产生振动波（声波）。通过拾音器可以检测到这一声波，其相应的频率范围在100~700Hz之间。由于土壤的低通滤波效应，波长小于管道埋深的频率部分会受到严重衰减，到达地面的漏水噪声主要是其低频部分。噪声种类：水泄漏检测技术二、供水管网系统的检漏技术（3）流体噪声：出现在管道变截面处，如部分关闭的阀门或者结垢严重的管道处，这时也形成了紊流。流体噪声在漏点检测时是一种干扰噪声。水泄漏检测技术二、供水管网系统的检漏技术（1）分区检漏，可以进行漏点的泄漏量分析。通过流量计测量管道中的流量，从而确定大漏点的范围。为了确定漏水管段，还要进行漏点预定位。（2）漏点预定位，确定漏水管段。通过使用灵敏的放大器和拾音器或相关仪在可触及的管道附件上探测。（3）漏点精准定位，可以保证修复漏点时开挖工作的精度要求。此时，使用高灵敏的地面放大器和地面拾音器，在预先定出的漏水管段上精确定出漏水点的位置。检漏方法：水泄漏检测技术二、供水管网系统的检漏技术（1）管道材料。一般情况下，刚性的金属管道可以振动，而非金属或软管材料传递声音的能力较弱。管材刚性越大，漏点噪声信号传递越远。（2）管道直径。管道壁厚随着管径的增大而增大，管道质量尺寸变大则难以振动起来，因此漏点噪声的传播距离受到限制。影响漏点检测的因素：水泄漏检测技术二、供水管网系统的检漏技术（3）土壤特性。一般来说，干燥密实的土质传音好。（4）漏点大小和管道压力。在压力大的状态下，泄露出的液体会使周围的土壤强烈振动，形成易于听到的声音。影响漏点检测的因素：水泄漏检测技术三、供水管道的电法测漏定位技术（1）检测深度大。常规5km之内，5m深度的漏点均能检到，最深处检测可达30m。可以有效解决那些超深管道的暗漏。电法测漏优势：水泄漏检测技术三、供水管道的电法测漏定位技术（2）测试速度快。随时施加信号随时检测，普查检测漏电点每天可达10~20km/台组。是听音法的10~20倍。当发现泄漏时，直接到漏电点听音，检测速度是常规方法的1000~10000倍。现行防腐层等级大幅提高，标准规定每10km管道，优等级为1~2处漏电点，只需在很少的位置摆放探头听音，良等级为3~4处漏电点，可、差、劣等级的管道可以通过修补防腐层漏电点达到优良等级。这样就大大缩短了漏点的泄漏时间。电法测漏优势：水泄漏检测技术三、供水管道的电法测漏定位技术（3）限制条件少。只要有三个条件即连续导电性、外绝缘、有水就可检测。（4）检测参数多。可检测电流、电压、电阻、电容、磁场等电磁参数。（5）调节范围广。小到毫伏为单位，大到上百伏的电压均可人为调节。电法测漏优势：水泄漏检测技术三、供水管道的电法测漏定位技术（6）全天候工作。检测漏电点可按正常白天上班时间，只有泄漏时才需夜里听音。（7）检测精度高。电信号具有矢量特征，检测出大小、方向与管位一致点即为泄漏点。以大地湿度、电位梯度中心、声振中心三位一体，三取两胜最终确认。电法测漏优势：水泄漏检测技术三、供水管道的电法测漏定位技术（8）可实现遥测及自动化控制。在长距离主干线上，只要对测段长度、安装方式进行归一化，对采集参数进行时空对比，即可在某一时点确定泄漏段及大致范围，从而使检测人员随即进入现场确定漏点，进行开挖修补。电法测漏优势：水泄漏检测技术主要有以下几种：（1）发射机。用于向示踪线或钢管上发射检测信号，以便形成单线-大地回路的地下管线检测场。三、供水管道的电法测漏定位技术电法测漏设备简介：水泄漏检测技术（2）探管仪。用于探测地下管道的位置、走向、深度。三、供水管道的电法测漏定位技术电法测漏设备简介：水泄漏检测技术（3）漏水检测仪。用于检测漏水土壤分布范围内管道上的电流泄漏点，初步定位漏水点的位置。三、供水管道的电法测漏定位技术电法测漏设备简介：水泄漏检测技术（4）漏水听音仪。在电流泄漏点的位置正中心放置拾音器，如有振动波被捕捉到，则判定为漏水点，如无，则只为漏电点。三、供水管道的电法测漏定位技术电法测漏设备简介：水泄漏检测技术在焊接连接的防腐钢管或非金属管道内的内置示踪线上施加检测信号，信号沿管壁或示综线导体与水进行传导，当管道完好时，信号电流会限制于管道内，当发生泄漏故障时，信号电流将通过水的传导，泄漏进入大地，形成漏水点周围的大地电位梯度场，通过定位漏电场中心点来确定漏水点的位置，通过测量电位的大小，来确定漏口的大小。三、供水管道的电法测漏定位技术检测原理：水泄漏检测技术定位漏点是通过以下三个步骤来实现的，首先通过探管仪检测，将管道漏点的范围由面缩小为线(管线位置)，其次通过检漏仪将管线上漏电点找出，范围由线缩小为点(漏电点)，再次通过听音仪听音，将范围由多个漏电点缩小为漏水点。三、供水管道的电法测漏定位技术施测技术：水泄漏检测技术具体过程：（1）发射机向地下管线(示踪线)发射一交变电流信号，通过除锈、增加接地数量、给接地极浇水等方式，使之阻抗匹配，信号电流沿单线-大地回路，构成地下管线检测场。三、供水管道的电法测漏定位技术施测技术：水泄漏检测技术（2）两名检测人员采用纵向法检测，前面的人持探管仪探管导向，后面的人持检漏仪检测漏电点，当后面的人检测到信号由小到大又由大到小时，放慢检测速度，观察锁定两人等距回零的中间位置，继续前进，后面的人走到这一位置时，数值响应又变得最大。三、供水管道的电法测漏定位技术水泄漏检测技术（3）在该最大点用听音仪在地表听音，若听到震动音，则为漏水位置，若听不到振动声音，则只漏电不漏水，如果漏电点太多，可喷漆记号，日后专门听漏。管道埋土太深时，可将检漏棒打入泥土中靠近管道听音。当检测范围内只有一处漏电点时，则漏电点同时也就是漏水点。三、供水管道的电法测漏定位技术水泄漏检测技术随着计算机软件的发展，国内外研究人员在不断强化检漏硬件仪器设备的同时，也建立了以模型算法为基础的漏损控制模型。四、基于模型算法的漏损检测及定位技术水泄漏检测技术（1）逆瞬态分析法瞬态现象是基于供水管网的有关泄露信息的压力及流量变化状态而表达。基于瞬态现象的逆瞬态分析方法的原理是根据变化的流量和在一些测试中，基于瞬态现象的监测技术可以收集高采样频率的压力数据，有助于漏失位置的监测及定位压力结合相关算法反推水力管网可能漏点位置。目前，基于瞬态现象的逆瞬态分析方法主要用于实验室条件下的单管道或简单的管网结构，很少直接