Акустический корреляционный течеискатель: принцип работы. Течеискатель воды
прибор для определения/поиска утечек под землей
Настоящая статья посвящена дополнительным расширенным функциям и методам поиска утечек на подземном трубопроводе водоснабжения при помощи современных корреляторов и сопутствующего оборудования. В статье рассматривается оборудование для поиска утечек воды, производства фирмы Palmer (группа компаний Halma Water Management, Великобритания), являющейся одной из старейших фирм, работающих в этой сфере и одним из мировых лидеров в производстве данного оборудования.
1. Расширенные функции корреляторов HWM.
Корреляционные течеискатели воды фирмы Palmer (HWM) имеют развитый аппарат программных математических фильтров для обработки сигналов звуковых датчиков. Настройка фильтров необходима для улучшения формы пика и выявления скрытых источников шума. Настройки автоматизированы и пользователю достаточно выбрать один из предлагаемых вариантов, хотя для специалистов остается возможность и более тщательной ручной настройки. Так, например, с учетом того, что пластиковым трубам присущи более низкие частоты, а металлическим – более высокие, течеискатель воды в диалоговом режиме предлагает пользователю выбрать для металлических труб фильтр, отсекающий шумы ниже 350 Гц, а для неметаллических труб – фильтр шумов ниже 20 Гц. При этом сохраняется возможность оставить все шумы для анализа или сделать настройки вручную.
При локализации мест разгерметизации водопроводных сетей возможно также использование фильтра подавления определенного, выбранного пользователем, диапазона частот и т.д.
В корреляционных приборах течеискателях воды Palmer предусмотрена функция работы в трубах, состоящих из ряда вставок из различных материалов. До 6 различных материалов могут быть запрограммированы в настройках прибора для поиска протечек при одном измерении.
Функция проверки скорости звука позволяет измерить фактическую скорость звука на данном участке трубопровода, которая может отличаться от теоретической по различным причинам, в том числе из-за наличия коррозии или отложений, или цементного покрытия на внутренних стенках трубы.
Для проверки скорости необходимо смоделировать утечку на трубопроводе (например, открыв пожарный гидрант и т.п.), провести корреляцию и, затем, активировать функцию «Расчет скорости».
 |  |
При использовании для проверки скорости схемы «вне пределов» возможно использование шума существующей утечки воды, даже если ее местоположение не определено. При этом время задержки будет соответствовать времени прохождения звуком расстояния между двумя датчиками.
Функция регрессионного анализа позволяет уточнить место утечки путем проведения нескольких (не менее трех) корреляций при перестановке одного из датчиков. Использование перечисленных выше математических фильтров и специальных функций позволяет получать хороший результат даже в самых сложных условиях, при высоком шумовом фоне и т.п.
Портативный течеискатель MicroCall+ фирмы HWM имеет уникальную возможность производить трех-станционную корреляцию. Данное устройство имеет три датчика и три рабочие станции, данные от которых обрабатываются на общем вычислителе.
Это позволяет проводить три корреляции за одну установку и получать более уверенный результат, автоматически проверять скорость «вне пределов» (что, в свою очередь, позволяет работать на трубах с неизвестным диаметром и т.д.).
Новейшая модель коррелятора фирмы Palmer (HWM) – TouchPro – отличается наличием сенсорного экрана, еще более наглядным и дружественным программным обеспечением, интуитивно понятным интерфейсом, новыми современными радиомодулями. При этом данный прибор сохраняет все основные возможности и преимущества MicroCall+, за исключением возможности выполнять трех-станционную корреляцию.
 |  |
Для трубопроводов сложной конфигурации используют масштабный коррелятор SoundSens, который позволяет устанавливать несколько датчиков (до 12 штук) на сеть трубопроводов и проводить корреляцию между ними. Для определения мест утечек воды под землей сенсоры программируются на запись в определенное (как правило, ночное) время. Если обычный прибор производит сравнение шумов от двух сенсоров в реальном времени, то масштабный сравнивает запись шумов, при этом за одну установку можно сделать несколько записей. После произведения записей сенсоры снимают с трубопровода и подключают к центральной станции, которая проводит корреляцию и определяет место утечки. Недостатком масштабного коррелятора по сравнению с обычным является небольшая дополнительная погрешность, связанная с погрешностью измерения времени в каждом датчике, несмотря на то, что перед установкой внутренние часы всех сенсоров точно «сверяются» при подключении к центральной станции. Преимуществом масштабных корреляторов, кроме возможности одновременных замеров в нескольких точках разветвленной сети, является возможность измерения ночью (при минимуме помех) без необходимости работы бригады в ночное время, так как установка и съем сенсоров происходят днем. Кроме того, такие приборы для поиска утечек воды незаменимы в местах с плохой радиосвязью (в подвалах и т.п.), он вообще не требует радиосвязи, тогда как обычному коррелятору радиосвязь между передающими станциями двух акустических датчиков и центральной станцией необходима.
Для обнаружения утечек теплосетей необходимо обеспечить защиту чувствительного элемента и электроники звукового датчика от перегрева. Поэтому в течеискателях тепловых сетей используют высокотемпературные сенсоры, либо сенсоры со специальными температурными проставками, обеспечивающими термозащиту при установках на теплотрассе.
2. Сопутствующее оборудование при локализации течей на подземном водопроводе
Для получения наиболее достоверной информации при локализации мест утечек рекомендуется использовать портативные акустические течеискатели типа DXmic в паре с коррелятором.
Все указанные в данной статье приборы дополняют друг друга, поэтому при решении вопроса, какой течеискатель выбрать для вашей службы диагностики, рекомендуется комплексный подход к данному вопросу – выберите оснащение данного подразделения несколькими типами приборов, а также переносными расходомерами с накладными датчиками. Лучший вариант – это оснащение службы диагностики сетей также и комплектом переносных датчиков давления, и системой телеинспекции трубопроводов, которая может помочь в особо сложных случаях пересечения трубопроводов разного типа в одном месте, либо при наличии вблизи места обследования постоянных источников шума, при которых ни один измеритель уровня шума не работает. При использовании в Москве течеискателей сотрудники службы диагностики не могли бы обнаружить до 15% утечек, если бы в их арсенале не было еще и телеинспекции. Кроме того, оборудование для телеинспекции трубопроводов позволяет выполнять поиск дефектов и на сетях наружной канализации.
vistaros.ru
Акустический течеискатель воды Xmic (снят с производства)
 | Отличительные особенности
|
Описание и состав стандартной поставки
Для транспортировки используется жесткий кейс или мягкая сумка.
Дополнительные принадлежности:
|  |
Дисплей
Модуль портативного усилителя имеет многофункциональный ЖК-дисплей с задней подсветкой для работы в условиях недостаточной освещености.
 | На дисплее обеспечивается:
|
Как происходит профилирование минимального уровня (ПМУ)
Функция ПМУ используется для определения области потенциальной утечки и помогает оператору точно определить местоположение утечки:
 |
Вся эта информация отображается на дисплее в графическом и цифровом виде для точного определения местоположения утечки |
Автоматические и ручные фильтры
При включении устройства предварительно выбираются фильтры для материала трубы: металл, пластик.
- Xmic автоматически устанавливает необходимые акустические фильтры в соответствии с выбранным материалом трубы
- Для снижения фоновых помех и установления утечки фильтры регулируются вручную, чтобы подавить помехи в любом диапазоне выбранного фильтра
- Выбранная полоса пропускания отображается графически
vistaros.ru
Корреляционный течеискатель для обнаружения мест утечек воды
Статья посвящена описанию принципов работы корреляторов, применяемых для обнаружения утечек воды, анализу основных проблем, возникающих при локализации протечек, и путей их решения.
Принцип действия течеискателей корреляционных основан на сравнении шумов, определяемых сенсорами звуковой частоты в двух точках трубопровода. Акустические датчики устанавливаются на трубе таким образом, чтобы предполагаемая течь находилась между ними. Датчики устанавливаются, как правило, в колодцах, на задвижках, на пожарных гидрантах и в других доступных местах, хотя иногда для установки датчиков приходится делать специальные раскопки.
Шум утечки перемещается по трубе в одном и в другом направлении от дефекта с равной скоростью. Если утечка расположена на одном расстоянии от обоих сенсоров, то шумовые картины от них будут идентичны. Однако, если сенсоры находятся на различных расстояниях от дефекта, тогда между шумовыми картинами появляется «задержка» (её порядок – доли секунды). Эту задержку, как разницу во времени, измеряет вычислительный блок, находящийся в центральной станции прибора, и на основе данной информации определяет место протечки по формуле L=(D-(VxTd))/2, где L – расстояние от сенсора до утечки, D – расстояние между сенсорами, V – скорость звука в данной трубе [м/мс], Td – время задержки [мс].
Чем меньше «задержка», тем точнее измерение. Поэтому если протечка предварительно обнаружена вблизи одного из датчиков, то для точной локализации рекомендуется перенести этот датчик в следующий доступный колодец, чтобы сделать расстояние от утечки до каждого из датчиков примерно одинаковым. При поиске течи никогда не следует приступать к раскопке, основываясь на результате, близком к датчику (не имея других доказательств нахождения дефекта в этом месте), так как при этом погрешность задаваемой скорости звука будет оказывать наибольшее значение на точность измерений. Даже малые ошибки по заданной скорости будут приводить к большим ошибкам по локализации дефекта.
Вообще, при точно заданных параметрах погрешность локализации мест утечек не превышает нескольких сантиметров. Однако точно определить и задать такие необходимые параметры, как скорость звука в данном типе трубопровода и расстояние между установленными датчиками в реальных условиях проблематично.
Поэтому на практике хороший корреляционный течеискатель определяет протечку с точностью +_ 1 метр, что вполне достаточно для проведения локальной раскопки и ремонта. Корреляторы хорошо работают на стальных трубах, несколько хуже на чугунных и ПНД. Если чугунные трубы соединены при помощи резиновых уплотнительных колец, то работа приборами такого типа невозможна, так как звук не проходит через резиновое кольцо. Проблемой является также обнаружение очень большой течи (например, пролома на чугунной трубе), так как шум от неё меньше, чем от маленькой. Сложности при работе создают также любые шумовые помехи, которых немало в большом городе (шум насосов компрессорных станций, транспорта и т.д.), несмотря на присутствие в современных коррелирующих течеискателях системы фильтров для подавления сторонних шумов.
| Факторы, дающие шум хорошего качества | Факторы, дающие шум плохого качества |
|
|
Для работы коррелятора ему необходимо задать точное расстояние между установленными сенсорами и скорость звука в обследуемой трубе. Как правило, вместо скорости звука оператор задает материал и диаметр трубы, на основе этих данных прибор сам определяет скорость звука. Однако такой способ задания скорости звука закладывает некоторую погрешность в расчеты расстояния от датчика до течи, так как свойства разных стальных сплавов также отличаются, кроме того, на фактическую скорость звука влияют и возраст трубы, и произведенные ремонты (неоднородные вставки) и т.п. Для решения этой проблемы фирма Palmer (HWM) предлагает корреляционные течеискатели с функцией проверки скорости.
Для выявления разгерметизации на чугунных трубах, соединенных при помощи резиновых уплотнений, и на пластиковых трубах, используют датчики-гидрофоны, которые устанавливаются на пожарных гидрантах и контактируют непосредственно с водой. При этом анализируется шум, который распространяется уже не по самой трубе, а по воде внутри трубы. При этом важно, чтобы не было протечек на самом пожарном гидранте, так как производимый ими шум будет являться сильной помехой.
Для измерения расстояние между двумя установленными на трубопроводе датчиками обычно применяют мерное колесо (курвиметр). Можно для этого использовать также длинную рулетку или лазерный дальномер, но курвиметр обычно бывает удобнее, так как специально предназначен для измерения непрямых расстояний – по фактической линии прокладки трубопровода, которая далеко не всегда представляет собой прямую линию.
Если трубопровод между двумя колодцами (в которых установлены датчики) проложен не по прямой, то для точного определения линии его укладки желательно использовать трассоискатель.
Правильно измеренное расстояние между датчиками по линии прокладки трубопровода имеет большое значение для точной локализации протечки. Кроме того, в некоторых случаях (на Т – образном ответвлении от трубопровода и т.п.) необходимо выполнить ряд перестановок датчиков для получения достоверной информации о местоположения дефекта.
Современные корреляционные течеискатели производства фирмы Palmer (группа компаний HWM, Великобритания) имеют также много дополнительных возможностей, таких как аппарат математических фильтров, функция работы на трубах из смешанных материалов, возможность проверки скорости звука, регрессионного анализа, трехстанционной корреляции и т.д. Подробнее с этими вопросами можно ознакомиться в статье «Течеискатели».
vistaros.ru
