供水管道發(fā)生泄漏時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲,該噪聲會(huì)沿著管道向兩側(cè)傳播或沿介質(zhì)傳播到地面,地面拾音檢測(cè)是成都管道漏水檢測(cè)重要手段,就是通過(guò)儀器從地面拾取這種漏水聲音從而判斷漏水點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。在檢測(cè)過(guò)程中會(huì)遇到各種干擾噪聲,譬如:風(fēng)聲、車(chē)輛行人行駛噪聲、電器運(yùn)行噪聲、流水落差噪聲,空氣中傳播的環(huán)境噪聲。這些噪聲會(huì)嚴(yán)重干擾檢測(cè)工作,特別是在漏量較小、管道埋深較深的漏水情況,地面拾音檢測(cè)甚至無(wú)法進(jìn)行。
1供水管道猶如城市的血管,源源不斷的為成都的每個(gè)角落輸送著生命之源。供水管道長(zhǎng)期埋設(shè)于地下,由于管道老化,地質(zhì)變動(dòng),氣溫起伏,環(huán)境腐蝕,外界壓力等原因,會(huì)造成地下管線(xiàn)泄漏現(xiàn)象。由于管道深埋地下,多數(shù)情況漏水位置難以判斷,為了節(jié)約水資源,降低供水成本,成都管道漏水檢測(cè)便應(yīng)運(yùn)而生。
成都管道漏水檢測(cè)指通過(guò)各種檢測(cè)技術(shù)準(zhǔn)確判斷漏水位置,地面拾音檢測(cè)是最為常用的成都漏水檢測(cè)技術(shù)。主要儀器是探知機(jī),它的設(shè)計(jì)借鑒醫(yī)學(xué)儀器的原理,利用高靈敏聲電換能器——探頭,拾取經(jīng)由地下介質(zhì)傳播到地面的漏水時(shí),高壓水流摩擦管道、沖擊土壤所形成的流體動(dòng)力噪聲,轉(zhuǎn)換成電信號(hào)經(jīng)過(guò)主機(jī)的濾波電路、增益電路處理,最終耳機(jī)將處理后的信號(hào)以聲波的形式輸出給檢測(cè)人員,從而判斷漏水位置。這一技術(shù)以其簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、高效的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于成都漏水檢測(cè)工作中。
成都漏水檢測(cè)過(guò)程中常見(jiàn)的噪聲有以下幾類(lèi):非穩(wěn)態(tài)噪聲,發(fā)生隨機(jī),強(qiáng)度大,如交通噪聲、施工噪聲、風(fēng)聲等;穩(wěn)態(tài)噪聲,影響持續(xù),頻率固定,如機(jī)械噪聲、水流落差聲等;空氣傳播的噪聲,多發(fā)于鬧市、人流相對(duì)密集的區(qū)域;無(wú)線(xiàn)電信號(hào)干擾,強(qiáng)無(wú)線(xiàn)電發(fā)射設(shè)備附近容易受到影響。
2、非穩(wěn)態(tài)噪聲:非穩(wěn)態(tài)噪聲是最為常見(jiàn)的干擾噪聲類(lèi)型,它是指噪聲強(qiáng)度隨時(shí)間而有起伏波動(dòng)(聲壓變化大于3dB)。除上面影響較大的兩個(gè)例子外, 有的呈周期性噪聲,如錘擊, 施工噪聲;有的呈無(wú)規(guī)律的起伏噪聲,如交通噪聲、風(fēng)聲等均能對(duì)檢測(cè)帶來(lái)諸多不便。由于噪聲源不一,噪聲頻率多樣,傳統(tǒng)探知機(jī)濾波功能并不能過(guò)濾這種噪聲。
由于非穩(wěn)態(tài)噪聲發(fā)生是瞬時(shí)的,隨機(jī)的,聲強(qiáng)在很短時(shí)間迅速升高到很大的程度,而漏水噪聲是持續(xù)的,不具備聲強(qiáng)劇烈變化的特點(diǎn),本文利用它們的這些差異,探討使用限幅電路抑制這種噪聲。探知機(jī)的探頭為一個(gè)聲電換能器,以應(yīng)用廣泛的壓電陶瓷換能器為例,通過(guò)探頭接觸地面感應(yīng)振動(dòng),壓電陶瓷片將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,從而把地面震動(dòng)的振幅和頻率的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的電壓和頻率數(shù)值傳送給探知機(jī)主機(jī),振幅與電壓呈正相關(guān)。在探頭輸出端加上一個(gè)限幅電路,設(shè)定一個(gè)門(mén)限,使高于門(mén)限電壓的信號(hào)增益為零,低于門(mén)限電壓的信號(hào)增益正常,如果能把門(mén)限值控制在漏水噪聲引起地面震動(dòng)振幅的上限,就能有效濾除非穩(wěn)態(tài)噪聲。
3、穩(wěn)態(tài)噪聲:穩(wěn)態(tài)噪聲包括環(huán)境噪聲、水泵噪聲、空調(diào)噪聲、機(jī)房噪聲、附近管道噪聲等等。通常采取的降噪方式是改變?yōu)V波,把干擾噪聲所處的頻段過(guò)濾掉,對(duì)于固定濾波頻率的探知機(jī)這幾乎是不可能的。即使是對(duì)可管理濾波頻率的探知機(jī)來(lái)說(shuō),準(zhǔn)確找到需要過(guò)濾的干擾頻段也并不是一件容易的事。干擾噪聲來(lái)自工地上的不同機(jī)器,它們所發(fā)出的噪聲并不是同一頻率,要想把它們?nèi)窟^(guò)濾掉,傳統(tǒng)探知機(jī)就鞭長(zhǎng)莫及了。
傳統(tǒng)探知機(jī)濾波功能通常以漏水噪聲作為濾波考量對(duì)象,采用高通濾波、低通濾波、帶通濾波方式濾除干擾噪聲,本文探討將噪音源作為考量對(duì)象使用自適應(yīng)帶阻濾波器解決該類(lèi)問(wèn)題,帶阻濾波器(band stop filters, BSF)與帶通濾波器的概念相對(duì),是指能通過(guò)大多數(shù)頻率分量,但將阻帶范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器。通過(guò)探知機(jī)遠(yuǎn)離漏水區(qū)域,靠近噪音源來(lái)拾取干擾噪聲,通過(guò)頻率分析電路記錄噪聲頻率分布,作為帶阻濾波器的抑制帶寬參數(shù),從而將干擾噪聲濾除。如遇到多個(gè)噪聲源可采用多次拾取噪聲源頻率多重濾波的形式。
4、空氣傳播的噪聲:有些漏水發(fā)生在鬧市區(qū)、商業(yè)區(qū)、車(chē)站附近,這里行人車(chē)輛眾多,沿街?jǐn)傌溹须s,檢測(cè)過(guò)程中遇到的噪聲除了來(lái)自地面,還有很大部分來(lái)自空氣傳播的噪聲。降低這類(lèi)噪聲的傳統(tǒng)方法是借助全包圍式耳機(jī)的耳杯和隔音棉,通過(guò)聲波在疏松和空腔介質(zhì)中衰減嚴(yán)重的特性,經(jīng)過(guò)全包圍耳機(jī)的反射和吸收作用,可以降低部分噪聲,傳統(tǒng)降噪手段顯然有些力不從心,很多發(fā)生在這些地方的危害較小的漏水,只能將檢測(cè)工作的時(shí)間安排在深夜。
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