管网漏损检测其他新型方法|管道带压力检测技术

城镇供水管网漏损检测是水务行业的重要课题，也是世界性难题。因此，必须综合运用多学科方法，结合先进前沿的技术理念，针对供水管网漏水异常点的特性，全方位开展高质高效的管网漏损检测工作。本文将重点介绍基于其他原理的管网漏损检测新型方法，内容包括：

(1)基于水量平衡原理的流量监测法；(2)基于压力变化原理的压力监测法；(3)基于气体浓度变化原理的气体示踪法；(4)基于闭路电视成像原理的管道内窥法；(5)基于电磁波探测原理的探地雷达法；(6)基于红外热成像原理的地表温度测量法；(7)基于电磁波探测原理的雷达卫星成像法；(8)基于声学、闭路电视成像、光缆通信、温感等原理的管道带压内检测技术；

希望通过本文系列的阐述，帮助读者树立对国际先进前沿的管网漏损检测方法和科学技术的认识，为管网漏损检测提供多元化的解决方案。

1.管道带压内检测技术

1.1基本机理

管道带压内检测技术是一种在带压管道中投入检测装置，通过检测分析漏水声波信号，确定漏水点位置的方法，按检测装置投放方式不同，分为无缆作业模式和有缆作业模式。

1.2适用范围

管道带压内检测技术适用于供水管网较大口径管道(DN300以上)的漏水异常点精确定位，同时还可以查视管道内部缺陷情况，评估管道健康度。

1.3应用设备

1.3.1系缆式内检测设备

(1)基本介绍

系缆式内检测设备的主要配置包含传感器（包括声学和视频元件以及LED照明装置)、传感器跟踪系统、传感器插入运营管道组件、光缆卷筒、音频/视频处理控制台、流速仪等组成部分。

检漏人员通过使用插入组件将带有牵引伞的传感器通过不小于DN100的套管、闸阀或球阀，将其插入带压的供水管道中，传感器通过光缆与地面上的光缆卷筒连接，传感器前置的牵引伞在水流的推动下，将推动传感器在供水管道中行进，控制台操作人员可通过声波信号处理设备，实时监测和分析供水管道中的声音信号，发现漏水异常点和气囊。同时，也可通过CCTV视频检查识别供水管道内特征物及结构缺陷，并通过传感器跟踪定位器确认具体位置。

(2)技术要点

1)管网压力

经实践证明，系缆式内检测设备适用于管网运行压力范围为0.1~1.7MPa的带压管道检测。

2)水流流速

由于传感器在管道内的行进是通过水流推动传感器前置的牵引伞实现的，因此为将传感器的行进速度控制在一个合理可控的范围，同时确保传感器的听测时间，待测管道内的水流流速不宜低于0.3m/s,宜在0 6?1.2m/s 的范围内，不宜大于3m/s_此外，因为传感器前置牵引伞的选型需参考待测供水管道内水流的流速，所以流速波动不宜过大。

3)传感器行进

待测管道内不应有影响检测设备通过的管道附件。由于传感器前置的牵引伞在回拉过程中通过蝶阀时可能出现缠绕、卡阻等异常现象，影响检测设备正常行进。经实践证明，传感器前置的牵引伞可通过全开的闸阀，因此在实际应用中，可以蝶阀为界，分成两段分别进行检测，并应在蝶阀的下游带压开孔安装闸阀，以确保传感器可顺利通行。

当传感器在直管段行进时，单次行进的最大距离可达2km。不过如果传感器在行进时，遇到变向管件，单次检测长度应适当减小。此外，传感器在行进时，需尽量避免过弯，检测区域范围内单个管道弯度应小于90°。若待测管道为金属管，弯管累加角度不应超过270°；若待测管道为混凝土管，弯管累加角度不应超过130。为避免供水管道内因水流形成的漩涡对传感器行进产生不利影响，当传感器经过管道支管时，需要短暂关闭支管阀门。

4)注意事项

为避免传感器定位仪无法追踪到待测管道内的检测设备，管顶覆土深度不应过大，应小于10m。为确保充足的作业空间，投放点外部作业高度不应小于2m。

(3)应用流程

现场踏勘，确定插入口位置，并打开盖进行通风，利用流速仪、压力仪表等计量仪表测定插人口的供水管道内流速及压力，若、压力不足探测要求，应及时进行预调节，然后在插入口安装套管，准备检测。

2)测试传感器状态，确保其工作性能良好，根据待测管道测定的管径、流速及压力，选择传感器前置牵引伞的型号规格，并将牵引伞及传感器进行装配、消毒，然后插入套管中，并安装线缆推送装置。

3)打开插入口阀门，将检测设备沿套管送入待测管道，并安装好液压绞盘。

4)按要求将光缆在待测管道内展开，进行检测。在进行检测时，控制台操作人员应严格按要求控制检测设备，开展检测工作。检漏人员应根据指示，利用定位仪追踪检测器，并在地面定位标记漏水异常点和管道异常情况。

5)将光缆定期回拉，当检测设备达到检测极限距离后，应及时回拉光缆，为避免对光缆造成机械性损伤，应在评估确定拉应力后进行缓慢回拉，并拆除检测装置。

6)根据检测情况，初步形成分析报告。

2.无缆式内检测设备——智能球(Smart Ball)

(1)基本介绍

智能球检测技术是一项基于声学原理，同时综合其他多种感知手段的新型检漏技术。智能球系统包括智能球、声接收器、GPS接收能量供应器。而智能球主要配置包含声波发射器、声音板式内存传感器、旋转传感器、温度传感器、微处理器、板式内存、能量供应等组成部分。

当采用智能球检测技术进行检测时，检漏人员首先将智能球放置于中空套球内部，套球一般为聚酯泡沫材质，具备一定的可压缩性，然后将智能球放入待测管道，智能球随水流带动，自行在供水管道内滚动行进。

若待测管道内存在漏水异常点，则漏水异话点将持线发出特征声音信号，智能球在行进过程中，通过高灵敏的声音传感器不断采集供水管道内的声波信息，当智能球经过漏水异常点的位置时，由于智能球与漏水点的空间关系是由远区近，在经过漏水点后，又逐步远离漏水点位置的，因此智能球收集到的声音信号将呈现波峰状。除了声学原理之外，智能球综合了其他多种类型传感器的感知数据，可综合分析供水管道是否存在漏水异常现象，并可初步估算漏失水量。 

(2)技术要点

1)管网压力

因为智能球的声音传感器灵敏度较高，所以相较于传统声音探测法而言，对于管网压力的要求可适当下降，但仍应不小于0.1MPa。

2)水流流速

由于智能球在待测管道内的行进是由水流推动的，因此水流流速应在一个合理范围内，水流流速过大，将导致智能球对管内探测点位的探测时间较短，影响探测精度，同时还可能导致智能球丢失等；水流流速过小，将导致智能球无法在管内通行，因此水流流速宜处于0.15?1.8m/s的范围内。

3)传感器行进

相较于系缆式内检测设备，智能球更为灵活，行进不受变向管件变截面的约束，可顺利通过开启的直通阀（包括蝶阀）、渐缩管等多种管件。但待测管道不宜有分支，以免无法追踪到智能球的走向，造成智能球丢失。

此外，在条件允许的情况下，可在待测管道上以 500?1000m 的间距加装跟踪器，以接收智能球发出的声波信号，避免智能球丢失。

4)注意事项

由于智能球在待测管道内的行进受水流影响，不具备可控性，因此智能球较适用于管道拓扑属性简单，支管较少的管网区域检测，如长距离无支管的输水管道检测。

为确保智能球在投入和回收时，均有充足的作业空间，投放点外部最小作业高度不应小于1.2m,回收点外部最小作业高度不应小于4.0m。

智能球中的微处理器可通过编程的方式，实现延迟记录功能，即智能球在行进一段时间后，才开始采集记录声音信号。可通过该技术手段，在多次对长距离管道检测后，将数据进行拼接。

(3)应用流程

1)现场勘察，制订检测方案。测定待测管道水流流速和管网压力，若压力和流速不满足探测要求，应在检测前进行预调节。

2)测试智能球状态，确保其性能良好，并做好消毒工作。

3)在检测管道上加装跟踪器，布置间距为 500?1000m 。

4)在插入口安装好插入装置，放入检测器，打开闸阀充水

5)在智能球完成预定长度的探测后，采用专用装置将智能球从待测管道内回收。

6)导出智能球存储的传感器数据，进行数据分析，确定漏水点位置，初步估算漏失水量。

7）根据检测情况，整理并出具检测报告。