智能檢測與監(jiān)測技術(shù)-智能建造技術(shù)專35課件講解

主講人：石恩嶺智能檢測與監(jiān)測技術(shù)智能建造技術(shù)專業(yè)資源庫知識點水泄漏檢測技術(shù)水泄漏檢測技術(shù)地下輸水管檢漏技術(shù)1供水管網(wǎng)系統(tǒng)檢漏技術(shù)2供水管道的電法測漏定位技術(shù)3基于模型算法的漏損檢測及定位技術(shù)4課程目標(biāo)思政目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格、認(rèn)真的態(tài)度，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S掌握水泄露檢測技術(shù)知識目標(biāo)能夠?qū)λ孤哆M(jìn)行檢測能力目標(biāo)水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)（1）任意選擇一段管道（或一個小區(qū)），根據(jù)現(xiàn)場情況安裝3-5個水壓表。在午夜，按該地段管網(wǎng)的管材及使用年限，結(jié)合平時水壓情況，浮步升高該地暨的水壓。1.升壓檢漏法水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)（2）安排6~8名有經(jīng)驗的調(diào)度員（或閘閥控制員）分散守候在進(jìn)水閘門和管網(wǎng)浩線以及設(shè)置水壓表的地方，手持對講機(jī)，及時互通水壓情況（防止水壓過高將管網(wǎng)壓爆），時間持續(xù)4~6h同時，慢慢提高該地區(qū)水壓至承壓極限60%~90%。1.升壓檢漏法水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)（3）開著汽車，亮著汽車大燈（車燈亮度要足夠），沿管線慢慢行駛。觀察人員左（或右）前方步行，并仔細(xì)查看燈光通道（最好選擇陰天或無月光、無風(fēng)的夏、秋季的日子），有暗漏點的附近地面會出現(xiàn)塵?！安祭蔬\動”現(xiàn)象。管網(wǎng)中巨大水壓會使漏水點產(chǎn)生更強(qiáng)烈的振動，從而使地面塵土隨之振動飛揚(yáng)。現(xiàn)象非常明顯、易觀察。水壓越高、漏孔越大，則“布朗運動”現(xiàn)象越明顯，視力較好的一般人均能觀察到。水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)（4）隨著升壓時間的持續(xù)，暗漏點附近的地面上會出現(xiàn)濕痕或場陷。做好標(biāo)記后即可恢復(fù)正常供水。（5）將查出的漏點及時修復(fù)后重復(fù)實驗數(shù)次，且水壓一次比一次高，時間一次比一次長，直到查到最后一個漏點。水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)該方法的原理類似給水工程中的“打壓試驗”，目的是將地下暗漏點變?yōu)榈孛嫔厦髀?，開挖準(zhǔn)確率100%。水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)首先，將漏水調(diào)查區(qū)域根據(jù)管網(wǎng)狀況及需要，劃分為幾個小區(qū)域，然后，把劃分出來的小區(qū)域內(nèi)的管網(wǎng)除留出進(jìn)水管外，與外部管網(wǎng)截斷，然后在進(jìn)水管上安裝流量計，即可測量出流入該區(qū)域的水量。一般測定其最小流量。根據(jù)城市一般用水規(guī)律，凌晨0:00~4:00時段內(nèi)出現(xiàn)當(dāng)天最小流量，故除特殊要求外，區(qū)域流量測定只進(jìn)行該時間段內(nèi)的流量測定。2.區(qū)域流量測定檢漏法水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)原理：一是漏水的同時產(chǎn)生聲音，二是供水管道能遠(yuǎn)距離傳播聲音，三是壓電換能器能將聲能轉(zhuǎn)化為電能。3.聲波測漏法水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)方法：（1）地面聽漏（間接式）：應(yīng)用漏水探知機(jī)，通過間歇觸地來提取漏水的聲音。一般傳感器觸地停留的時間為幾秒鐘。3.聲波測漏法水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)（2）接觸聽漏（直接方式）：以直接接觸供水管道的方式提取漏水聲波。現(xiàn)在主要應(yīng)用的是相關(guān)式漏水檢測儀，適用于尋找疑難點，處理用間接方式難以解決的問題。實踐證明，雖然該方法有一定的局限性，但使用效果很好。3.聲波測漏法水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)（3）打針式或開挖式聽漏（確認(rèn)工作）：它是通過鉆機(jī)或插釬直接用聽音器提取漏點的聲音來判斷漏點的一種簡單、直觀的方法。目前這種方法是我們檢漏工作的一個重要環(huán)節(jié)，可以對前面的各部分工作作出結(jié)論。因為這種方式聲音傳播的距離最短，所以準(zhǔn)確率最高。實踐證明，確認(rèn)準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。3.聲波測漏法水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)在唐山市區(qū)南新道檢測DN300mm管道時發(fā)現(xiàn)有漏水跡象，對此處的管道采用多探頭相關(guān)儀進(jìn)行了檢測分析。應(yīng)用實例：水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)此管道為東西走向，西邊有1閘門井，放置探頭1026號，東邊有1閘門井放置探頭1043號，中間距離為59m，距1026號探頭33m處有另一管道為DN150mm，開口向南，在此管道距DN300mm主管道32m處有1座水表井，放置探頭1042號，管網(wǎng)如圖所示。南新道檢測處管網(wǎng)位置（圖）應(yīng)用實例：水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)首先對1026號和1042號兩探頭進(jìn)行相關(guān)分析，兩次檢測結(jié)果分別顯示漏點距1026號探頭為35.95m和36.56m，可信度為77.9%。之后對1043號，1042號兩探頭也進(jìn)行了相關(guān)分析，3次結(jié)果顯示漏點距1043號探頭都是29m，可信度為78.7%。對1026號，1043號兩探頭進(jìn)行了3次相關(guān)分析，結(jié)果顯示漏點距1026號探頭2次為32.35m，1次為32.59m，可信度為77.7%。水泄漏檢測技術(shù)一、地下輸水管道檢漏技術(shù)從以上3個相關(guān)分析結(jié)果可以確認(rèn)漏點就在DN150mm開口管道上，距DN300mm主管道3m處，將此處路面挖開后發(fā)現(xiàn)DN150mm管道斷裂。水泄漏檢測技術(shù)二、供水管網(wǎng)系統(tǒng)的檢漏技術(shù)檢測供水管網(wǎng)中的漏點一般是通過測聽漏水點處產(chǎn)生的漏水噪聲。當(dāng)液體從漏點泄出時，由于摩擦?xí)a(chǎn)生聲波。這一聲波將以正弦波的形式在水柱中向兩個方向傳播。在聲波與管道接觸會使管道材料振動，產(chǎn)生固體振動波，如圖所示。離漏點越遠(yuǎn)，從漏點處傳來的聲波越弱。漏水噪聲在管道中傳播（圖）檢漏原理：水泄漏檢測技術(shù)二、供水管網(wǎng)系統(tǒng)的檢漏技術(shù)在漏點檢測時，使用檢漏儀器探測到的噪聲可分為以下三種：（1）管道中傳播的漏水噪聲：這一噪聲可以使用高靈敏度的拾音器在管道附件上探測，也就是拾音器對管材振動直接取樣，相應(yīng)的噪聲振動頻率在500~3000Hz之間。噪聲種類：水泄漏檢測技術(shù)二、供水管網(wǎng)系統(tǒng)的檢漏技術(shù)（2）土壤中傳播的漏水噪聲：漏點處泄出的壓力水會沖擊與其接觸土壤顆粒，并使之振動，從而產(chǎn)生振動波（聲波）。通過拾音器可以檢測到這一聲波，其相應(yīng)的頻率范圍在100~700Hz之間。由于土壤的低通濾波效應(yīng)，波長小于管道埋深的頻率部分會受到嚴(yán)重衰減，到達(dá)地面的漏水噪聲主要是其低頻部分。噪聲種類：水泄漏檢測技術(shù)二、供水管網(wǎng)系統(tǒng)的檢漏技術(shù)（3）流體噪聲：出現(xiàn)在管道變截面處，如部分關(guān)閉的閥門或者結(jié)垢嚴(yán)重的管道處，這時也形成了紊流。流體噪聲在漏點檢測時是一種干擾噪聲。水泄漏檢測技術(shù)二、供水管網(wǎng)系統(tǒng)的檢漏技術(shù)（1）分區(qū)檢漏，可以進(jìn)行漏點的泄漏量分析。通過流量計測量管道中的流量，從而確定大漏點的范圍。為了確定漏水管段，還要進(jìn)行漏點預(yù)定位。（2）漏點預(yù)定位，確定漏水管段。通過使用靈敏的放大器和拾音器或相關(guān)儀在可觸及的管道附件上探測。（3）漏點精準(zhǔn)定位，可以保證修復(fù)漏點時開挖工作的精度要求。此時，使用高靈敏的地面放大器和地面拾音器，在預(yù)先定出的漏水管段上精確定出漏水點的位置。檢漏方法：水泄漏檢測技術(shù)二、供水管網(wǎng)系統(tǒng)的檢漏技術(shù)（1）管道材料。一般情況下，剛性的金屬管道可以振動，而非金屬或軟管材料傳遞聲音的能力較弱。管材剛性越大，漏點噪聲信號傳遞越遠(yuǎn)。（2）管道直徑。管道壁厚隨著管徑的增大而增大，管道質(zhì)量尺寸變大則難以振動起來，因此漏點噪聲的傳播距離受到限制。影響漏點檢測的因素：水泄漏檢測技術(shù)二、供水管網(wǎng)系統(tǒng)的檢漏技術(shù)（3）土壤特性。一般來說，干燥密實的土質(zhì)傳音好。（4）漏點大小和管道壓力。在壓力大的狀態(tài)下，泄露出的液體會使周圍的土壤強(qiáng)烈振動，形成易于聽到的聲音。影響漏點檢測的因素：水泄漏檢測技術(shù)三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)（1）檢測深度大。常規(guī)5km之內(nèi)，5m深度的漏點均能檢到，最深處檢測可達(dá)30m?？梢杂行Ы鉀Q那些超深管道的暗漏。電法測漏優(yōu)勢：水泄漏檢測技術(shù)三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)（2）測試速度快。隨時施加信號隨時檢測，普查檢測漏電點每天可達(dá)10~20km/臺組。是聽音法的10~20倍。當(dāng)發(fā)現(xiàn)泄漏時，直接到漏電點聽音，檢測速度是常規(guī)方法的1000~10000倍?，F(xiàn)行防腐層等級大幅提高，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每10km管道，優(yōu)等級為1~2處漏電點，只需在很少的位置擺放探頭聽音，良等級為3~4處漏電點，可、差、劣等級的管道可以通過修補(bǔ)防腐層漏電點達(dá)到優(yōu)良等級。這樣就大大縮短了漏點的泄漏時間。電法測漏優(yōu)勢：水泄漏檢測技術(shù)三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)（3）限制條件少。只要有三個條件即連續(xù)導(dǎo)電性、外絕緣、有水就可檢測。（4）檢測參數(shù)多?？蓹z測電流、電壓、電阻、電容、磁場等電磁參數(shù)。（5）調(diào)節(jié)范圍廣。小到毫伏為單位，大到上百伏的電壓均可人為調(diào)節(jié)。電法測漏優(yōu)勢：水泄漏檢測技術(shù)三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)（6）全天候工作。檢測漏電點可按正常白天上班時間，只有泄漏時才需夜里聽音。（7）檢測精度高。電信號具有矢量特征，檢測出大小、方向與管位一致點即為泄漏點。以大地濕度、電位梯度中心、聲振中心三位一體，三取兩勝最終確認(rèn)。電法測漏優(yōu)勢：水泄漏檢測技術(shù)三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)（8）可實現(xiàn)遙測及自動化控制。在長距離主干線上，只要對測段長度、安裝方式進(jìn)行歸一化，對采集參數(shù)進(jìn)行時空對比，即可在某一時點確定泄漏段及大致范圍，從而使檢測人員隨即進(jìn)入現(xiàn)場確定漏點，進(jìn)行開挖修補(bǔ)。電法測漏優(yōu)勢：水泄漏檢測技術(shù)主要有以下幾種：（1）發(fā)射機(jī)。用于向示蹤線或鋼管上發(fā)射檢測信號，以便形成單線-大地回路的地下管線檢測場。三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)電法測漏設(shè)備簡介：水泄漏檢測技術(shù)（2）探管儀。用于探測地下管道的位置、走向、深度。三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)電法測漏設(shè)備簡介：水泄漏檢測技術(shù)（3）漏水檢測儀。用于檢測漏水土壤分布范圍內(nèi)管道上的電流泄漏點，初步定位漏水點的位置。三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)電法測漏設(shè)備簡介：水泄漏檢測技術(shù)（4）漏水聽音儀。在電流泄漏點的位置正中心放置拾音器，如有振動波被捕捉到，則判定為漏水點，如無，則只為漏電點。三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)電法測漏設(shè)備簡介：水泄漏檢測技術(shù)在焊接連接的防腐鋼管或非金屬管道內(nèi)的內(nèi)置示蹤線上施加檢測信號，信號沿管壁或示綜線導(dǎo)體與水進(jìn)行傳導(dǎo)，當(dāng)管道完好時，信號電流會限制于管道內(nèi)，當(dāng)發(fā)生泄漏故障時，信號電流將通過水的傳導(dǎo)，泄漏進(jìn)入大地，形成漏水點周圍的大地電位梯度場，通過定位漏電場中心點來確定漏水點的位置，通過測量電位的大小，來確定漏口的大小。三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)檢測原理：水泄漏檢測技術(shù)定位漏點是通過以下三個步驟來實現(xiàn)的，首先通過探管儀檢測，將管道漏點的范圍由面縮小為線(管線位置)，其次通過檢漏儀將管線上漏電點找出，范圍由線縮小為點(漏電點)，再次通過聽音儀聽音，將范圍由多個漏電點縮小為漏水點。三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)施測技術(shù)：水泄漏檢測技術(shù)具體過程：（1）發(fā)射機(jī)向地下管線(示蹤線)發(fā)射一交變電流信號，通過除銹、增加接地數(shù)量、給接地極澆水等方式，使之阻抗匹配，信號電流沿單線-大地回路，構(gòu)成地下管線檢測場。三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)施測技術(shù)：水泄漏檢測技術(shù)（2）兩名檢測人員采用縱向法檢測，前面的人持探管儀探管導(dǎo)向，后面的人持檢漏儀檢測漏電點，當(dāng)后面的人檢測到信號由小到大又由大到小時，放慢檢測速度，觀察鎖定兩人等距回零的中間位置，繼續(xù)前進(jìn)，后面的人走到這一位置時，數(shù)值響應(yīng)又變得最大。三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)水泄漏檢測技術(shù)（3）在該最大點用聽音儀在地表聽音，若聽到震動音，則為漏水位置，若聽不到振動聲音，則只漏電不漏水，如果漏電點太多，可噴漆記號，日后專門聽漏。管道埋土太深時，可將檢漏棒打入泥土中靠近管道聽音。當(dāng)檢測范圍內(nèi)只有一處漏電點時，則漏電點同時也就是漏水點。三、供水管道的電法測漏定位技術(shù)水泄漏檢測技術(shù)隨著計算機(jī)軟件的發(fā)展，國內(nèi)外研究人員在不斷強(qiáng)化檢漏硬件儀器設(shè)備的同時，也建立了以模型算法為基礎(chǔ)的漏損控制模型。四、基于模型算法的漏損檢測及定位技術(shù)水泄漏檢測技術(shù)（1）逆瞬態(tài)分析法瞬態(tài)現(xiàn)象是基于供水管網(wǎng)的有關(guān)泄露信息的壓力及流量變化狀態(tài)而表達(dá)?；谒矐B(tài)現(xiàn)象的逆瞬態(tài)分析方法的原理是根據(jù)變化的流量和在一些測試中，基于瞬態(tài)現(xiàn)象的監(jiān)測技術(shù)可以收集高采樣頻率的壓力數(shù)據(jù)，有助于漏失位置的監(jiān)測及定位壓力結(jié)合相關(guān)算法反推水力管網(wǎng)可能漏點位置。目前，基于瞬態(tài)現(xiàn)象的逆瞬態(tài)分析方法主要用于實驗室條件下的單管道或簡單的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，很少直接