管道漏水的听音法探测

2015-05-13

采用听音法使用的设备比较简单、成本低，自被应用于管道漏水检测以来已有百余年的历史。时至今日，听音法定位漏点仍广泛的应用于检漏的各个阶段，包括漏水管段的确定和漏点的定位。

泄漏产生后在漏口产生噪声，噪声沿管道以压力波的形式向两端传播，压力波传播过程中使管壁产生机械振动，发出连续的振动音，即为设施上听到的漏水噪声。漏水噪声因管材、管壁厚、管径、水压、漏孔大小、漏孔形状以及管道围土和管网结构的不同而不同，音质和音量都会有差 别，所以，听音法探测漏水看似简单，但需要具有对漏水噪声的认知和判别经验。

一、漏水噪声的类型和产生的原因

影响漏水噪声的因素很多，与检漏工作有关的有：

1．管内水压：充满水的管道在水压作用下，形成压力波，产生机械振动噪声（过水音），在漏孔内壁，水流发生附壁效应而产生超低频声音（1Hz～10Hz）。

2．压力梯度：水在管道破损处流出，形成压力差。压差大，水通过破损处快速流出，产生强且清晰的漏水声；压差小，则流速慢，产生的声音弱、模糊。

3．漏水漩涡噪声：管内漏点周围因压力变化产生许多漩涡，漩涡生成与流出速度成正比的周期性噪声，主要为高频成分（数千赫）。

4．管道周围介质类型：刚性介质，水流通畅，压差大时，产生强而清晰的漏水噪声。柔性介质，水流不畅，流出水被吸收，压差变小，漏水声音模糊。

5．破裂类型：大口径管道破裂，压力下降大，产生弱的模糊漏水声音；小口径管道破裂，压差变化小，漏水声音强而清晰。

6．管材类型：刚性材质管道，漏水产生的噪声多为高频，声音尖锐清晰。柔性材质管道破损，高频成分多被吸收，漏水声音以低频为主。

7．边缘音：锈蛀、腐蚀造成的漏孔，形状复杂，漏水喷出时形成的涡流产生压力波进而产生高频边缘音。

此外，因漏水喷出管道，水与管道周围的介质摩擦也会产生具有一定特色的与漏水有关的声音，通常频率较低，检漏时也可应用。

二、漏水噪音的传播

1．漏水噪声在管道内的传播

①管道传播：刚性材料对声能吸收小，声能大部分被发射，也有部分透射进周围介质中。管道表面光滑声音的散射较小，反射音清晰，表面粗糙则散射强，声音多被吸收。

②水的传播：噪声同时通过水向两端传播，相比于管道来讲传播的距离要远。

③管内的传播特性：漏水噪声的衰减率因管材不同而不同，与距离成反比；一般来说管材的弹性系数越大衰减越小；管径越大衰减率也越大；噪声通过四通后的衰减较之通过三通和90度弯管的衰减显著；噪声通过三通和90度弯管后和直管相比衰减不明显。

刚性管道，在距离5～10米的位置会有较宽的频谱分布，多为几千赫兹以内，柔性管道则很难采集到一千赫兹以上的噪声成分。

2．漏水噪声在介质（土壤）中的传播

漏水噪声在土壤中传播时，大多数信号将沿着管壁传播，很少部分以反射方式传播。围土多孔、疏松时，声音以散射方式传播。噪声通过土壤传播时，大部分高频及相当一部分低频成分被吸收。

三、漏水噪声频率高低的影响因素

目前机械听音杆和听漏仪所能拾取的声音频率范围多为0.07～5kHz之间，通常我们将漏水噪音分为三个部分：高频、中频、低频。在管道设施上听音相比于地面听音在频率成分

上还会有不同，地面听音高频成分很少，其噪声一般分布在几十到几百赫兹的范围，在管道设施上直接听音，高频成分会有一部分，实际工作中可参照上表注意选择地面和设施上听音的滤波。

四、干扰声音与辨别

听音法探测漏水，经常会听到和漏水声音相似的干扰声音，这些声音有管内的，也有周围环境中存在的与漏水类似的声音。正确区别这些声音，了解漏水声音的特点，排除干扰，才能找到真正的漏水点。

1．管内流水音

水流通过管内不平滑表面时产生摩擦（管内突起物、闸阀启闭不完全、气阀排气等），形成的流水音和漏水音非常相近。区别在于漏水声具有压力感、带有类似于呼啸的声音，流水声没有压力感。

2．电力电缆回音

地下电缆、高架线、路灯等电力设备产生的低频回路音，与漏水声具有较大音质差别。

3．用水音

用户用水时产生，与漏水非常相似，频率范围一般在600～3KHz之间。但用水声是不连续的，通过长时间监听可轻易识别用水声和漏水声。

4．下水音

下水流动的多种声音和管道漏水流入下水井中的声音，频率相对较低，75Hz～1200KHz之间。与漏水声的区别在于压力感。

5．汽车通过声音

较易辨别，短时即逝。与漏水声差别明显，易于区分，可在汽车通过以后再听音。

6．风声

地面传感器或信号线被风刮产生的低频噪音，多分布在500～800Hz之间。风声的频率与漏水声接近，可调节滤波范围滤除部分但不是全部风声，采用防风探头隔绝风声是最佳的办法。

7．其他噪声

其他各类机械、设备运行产生的振动，当其频率在几十～几千赫兹时，与漏水声音易混淆但音质有明显区别。

五、阀栓听音

阀栓听音利用机械听音杆、电子听音杆或听漏仪直接在阀栓等设施上听取漏水产生的噪声，听到的声音最为真实，是判断管道是否漏水的一种非常重要方法。其工作程序是在采用了区域测量方法确定了漏水区域后，再逐个管道设施上听音，确定漏水管段。一般来说，听到的漏水声音越大，则测量点离漏点位置越近（排除管材、管径变化影响），声音越小，离漏点越远。

六、地面听音

确定了漏水管段后即可采用“之”字形路线在管道正上方进行地面听音，测点点距的大小应考虑管道压力、管道的材质、管道围土条件等在0.3～0.7m间选择。一般来说，噪声最大的点即为漏水点的位置。

七、工作中注意事项

1．总结积累经验

管道漏水的听音检测，最基本的一点就是对漏水噪声的认识和辨别。只有充分了解各种情况下漏水噪声的特征，工作现场认真记录，在漏水点开挖时注意观察、了解漏点情况、管道情况、围土状况等等，不断收集总结，才能积累更多漏水点判别的经验。

2．注意发现漏水前兆

漏水前兆有：地面潮湿 泛水，高楼层突然无水，局部水压降低，路面塌陷，局部植物泛绿，窨井有异常清水，排水管道流淌清水，夜深人静有用水声，表前表后差额大……等现象。尤其应注意翻查下水道的清水异常现象，顺着下水道找出流水点，能够尽快发现漏点。

3．不同土壤类型的声音差异

       致密土壤产生的漏水噪声的振幅和主频高，漏声听起来较响亮、清晰、尖锐。松软土壤对漏水噪声的吸收较严重，声音高频成分损失多，漏水噪声不易传到地面，听起来声音微弱、沉闷。

4．土壤含水率的影响

       当漏水周围存在出口时，漏水声响亮、清晰，易于识别。漏点周围土壤的含水率高，例如漏点附近不存在水流出口或是地下水位较高，积水减小了管道内外压力差和漏水流速，同时对漏水噪声具有明显的吸收作用，使产生的漏水噪声音量很小、主频很低，听起来微弱、低沉，难于识别。

5．不同路面类型的声音差异

硬质路面可对传上来的漏水噪声产生共振，放大漏水噪声，听音效果好。多层路面的共振可能导致定位误差，声强最大点可能是共振最强点，并不一定是漏点位置，需要钻孔确认。松软路面（如草地）的传声效果最差，不宜用地面传感器，可采用电子听音杆方式插入土中听取漏水声。

6．根据现场条件合理设置滤波范围

一般情况下，滤波范围宜设置为100-2000Hz，金属管设置为200-1500Hz，非金属管设置为100-800Hz。然后再根据路面和环境条件微调滤波范围，抑制或消除干扰噪声。

7．利用辅助听音功能

一般来说电子听漏仪既有图形显示，也有数字显示，加上耳机听到的都是噪声强度大小的同步显示，但测点处与漏水相关的噪声的大小，应是仪器摆放平稳以后一段时间内显示的最小的数值，对这样的数值进行对比，找出最大值点的位置，进而做有无漏水的判定。

具有噪声数据存储功能的电子听漏仪，可以方便地对比各点数据。实际上只要了解漏水噪声和干扰噪音的特点，即便使用不具数据存储功能的电子听漏仪，只要拾音器和放大器性能不差，同样能很好地进行地面听音工作。

返回列表>>