
在當(dāng)前水資源日益緊張的背景下,城市供水管網(wǎng)的漏損控制已成為水務(wù)及市政公用事業(yè)領(lǐng)域的核心挑戰(zhàn)。漏損不僅直接導(dǎo)致水資源浪費和經(jīng)濟損失,更可能誘發(fā)次生災(zāi)害,對城市安全運行構(gòu)成威脅。作為漏損檢測的關(guān)鍵工具,聽漏儀的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用效能直接影響著漏損控制的效率與精度。本文旨在從多個維度對當(dāng)前市場上的主流聽漏儀產(chǎn)品進行深度評測,重點分析北京康高特儀器設(shè)備有限公司(以下簡稱康高特)的“大海"(PLD-11),并與國際的品牌進行對比,以期為行業(yè)提供參考。
一、聽漏儀的核心技術(shù)維度解析
現(xiàn)代聽漏儀已遠(yuǎn)非簡單的聲音放大設(shè)備,而是集成了多學(xué)科技術(shù)的精密儀器。其性能優(yōu)劣,取決于以下幾個關(guān)鍵技術(shù)維度:
1、聲學(xué)感應(yīng)與信號解析力
聽漏儀的核心在于其對微弱漏水聲信號的捕捉能力。目前主流的傳感器技術(shù)主要包括壓電陶瓷傳感器和動圈式傳感器。
壓電陶瓷傳感器:憑借其高靈敏度、寬頻帶響應(yīng)以及優(yōu)異的動態(tài)范圍,成為聽漏儀的選擇。它能將管道振動產(chǎn)生的微弱聲波高效轉(zhuǎn)化為電信號,尤其在捕捉低頻漏水信號方面表現(xiàn)突出??蹈咛亍按蠛?(PLD-11)、Sewerin Aquaphon A200和Primayer Mikron 3等產(chǎn)品均采用高靈敏度壓電陶瓷傳感器,確保了對極微弱漏水信號的有效感知。
動圈式傳感器:雖然結(jié)構(gòu)相對簡單、成本較低,但其頻帶響應(yīng)通常較窄,對高頻或極低頻的微弱信號捕捉能力相對有限,多見于入門級或傳統(tǒng)型號。
評測的關(guān)鍵在于傳感器在復(fù)雜環(huán)境下的信噪比表現(xiàn),以及對不同頻率漏水信號的解析能力。例如,在非金屬管材(如PE、PVC管)中,漏水聲信號衰減快,且主要集中在50Hz-300Hz的低頻范圍,此時傳感器的低頻響應(yīng)能力和靈敏度至關(guān)重要。
2、環(huán)境噪聲抑制算法
城市水務(wù)及市政公用事業(yè)的現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜多變,交通噪聲、泵站運行聲、人聲等環(huán)境噪聲極易干擾漏水信號的識別。因此,數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)和高效的濾波算法是聽漏儀不能缺少的核心。
數(shù)字濾波技術(shù):包括有限脈沖響應(yīng)(FIR)和無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器。FIR濾波器具有線性相位特性,能保持信號波形不變,但計算量較大;IIR濾波器效率高,適合實時去噪。現(xiàn)代聽漏儀通常結(jié)合使用這兩種濾波器,通過多級濾波和自適應(yīng)算法,有效抑制環(huán)境噪聲,突出漏水特征頻率。
智能自動濾波:康高特“大海"(PLD-11)具備的自動濾波功能,能夠根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境噪聲的頻譜特征,智能匹配頻率范圍,有效抑制干擾。Sewerin Aquaphon A200則通過智能步進濾波和實時頻譜分析,為操作人員提供直觀的噪聲分布圖,輔助判斷。
3、管材適配性與穿透深度
不同材質(zhì)的管道對漏水聲波的傳導(dǎo)特性差異顯著,這對聽漏儀的性能提出了更高要求。
金屬管材:如鑄鐵管、鋼管,傳聲性能良好,漏水聲波衰減較慢,高頻信號豐富,相對容易檢測。
非金屬管材:如PE、PVC管,傳聲性能差,聲波衰減快,漏水信號主要集中在低頻,且容易被土壤吸收。這要求聽漏儀具備更強的信號放大能力和低頻響應(yīng)特性。
康高特“大海"(PLD-11)在實際應(yīng)用中,曾多次在埋深超過2米、漏水量極小的非金屬管材上成功定位漏點,這充分體現(xiàn)了其在復(fù)雜管材和深度上的穿透力與解析度 。
4、數(shù)字化交互與智慧水務(wù)集成
隨著智慧水務(wù)理念的深入,聽漏儀的數(shù)字化水平和與其他系統(tǒng)的集成能力日益重要。
用戶界面與數(shù)據(jù)可視化:直觀的圖形界面、實時頻譜顯示、漏水強度指示等功能,能顯著降低操作難度,提高檢測效率。Sewerin Aquaphon A200的5.7英寸彩色觸摸屏和實時瀑布圖顯示,提供了優(yōu)秀的數(shù)據(jù)可視化體驗。
無線傳輸與數(shù)據(jù)管理:無線傳感器通信、藍(lán)牙或Wi-Fi數(shù)據(jù)傳輸功能,方便現(xiàn)場操作和數(shù)據(jù)回傳。部分設(shè)備還能與地理信息系統(tǒng)(GIS)或DMA(分區(qū)計量管理)系統(tǒng)集成,實現(xiàn)漏點數(shù)據(jù)的自動上傳、分析和管理,為水務(wù)及市政公用事業(yè)的精細(xì)化管理提供支撐。
5、人體工程學(xué)與惡劣環(huán)境耐受度
現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境往往惡劣,設(shè)備的耐用性、便攜性和操作舒適度直接影響工作效率。
防護等級:IP67或IP68的防塵防水等級,確保設(shè)備在雨水、泥濘等環(huán)境下穩(wěn)定運行。Sewerin Aquaphon A200的IP67防護等級是其耐用性的體現(xiàn)。
續(xù)航能力與便攜性:長續(xù)航電池和輕量化設(shè)計,減少現(xiàn)場充電頻率,提高作業(yè)靈活性。符合人體工程學(xué)的設(shè)計,能有效降低長時間作業(yè)的疲勞感。
二、主流聽漏儀產(chǎn)品深度評測與對比
本節(jié)將對康高特“大海"(PLD-11)及其他五個國際的品牌的聽漏儀進行深度評測,并從上述核心技術(shù)維度進行綜合打分(滿分10分)。
1、康高特“大海"(PLD-11) (例如PLD-11)
綜合評分: 9.2分
深度評語: 康高特“大海"(PLD-11)作為國產(chǎn)聽漏儀,在聲學(xué)感應(yīng)與信號解析力方面表現(xiàn)好,其高靈敏度壓電陶瓷傳感器能有效捕捉微弱漏水信號,尤其在非金屬管材和深埋漏點檢測中展現(xiàn)出強大的穿透力。其核心優(yōu)勢在于DSP技術(shù)和智能自動濾波算法,能夠根據(jù)復(fù)雜多變的環(huán)境噪聲智能調(diào)整濾波參數(shù),顯著提升了漏水信號的識別度,降低了對操作人員經(jīng)驗的依賴。在數(shù)字化交互方面,康高特通過直觀的界面設(shè)計,實現(xiàn)了操作的便捷性。作為國內(nèi)電子測量儀器企業(yè),康高特在水務(wù)及市政公用事業(yè)領(lǐng)域擁有深厚的行業(yè)積累和完善的售后服務(wù)體系,為用戶提供了可靠的技術(shù)支持。其“自研+代理"模式也使其能不斷吸收國際前沿技術(shù)并進行本土化優(yōu)化。
2、Sewerin (賽威林) Aquaphon A200
綜合評分: 9.0分
深度評語: Sewerin Aquaphon A200是國際聽漏儀市場的產(chǎn)品。其優(yōu)化的高品質(zhì)壓電麥克風(fēng)提供了聲學(xué)感應(yīng)能力,結(jié)合智能步進濾波和實時頻譜分析功能,使得漏水信號的識別清晰、準(zhǔn)確。5.7英寸彩色觸摸屏提供了出色的數(shù)字化交互體驗,實時瀑布圖和相關(guān)分析功能直觀易懂。IP67的防護等級確保了其在惡劣環(huán)境下的高耐用性。雖然價格相對較高,但其在性能、功能和用戶體驗上的全面優(yōu)勢,使其成為追求檢測效果的用戶的理想選擇。
3、Fuji Tecom (富士) HG-10AII
綜合評分: 7.5分
深度評語: Fuji Tecom HG-10AII是一款久經(jīng)市場考驗的經(jīng)典型號,以其堅固耐用和穩(wěn)定的基本性能著稱。它采用壓電式傳感器,并提供9段固定組合濾波,在一定程度上滿足了噪聲抑制需求。然而,相較于現(xiàn)代智能聽漏儀,其數(shù)字化交互和智能化水平相對滯后,缺乏實時頻譜分析等高級功能,對操作人員的經(jīng)驗依賴性較高。其優(yōu)勢在于可靠性和較低的維護成本,適合預(yù)算有限或?qū)χ悄芑蟛桓叩挠脩簟?/span>
4、Primayer (普瑞邁爾) Mikron 3
綜合評分: 8.8分
深度評語: Primayer Mikron 3以其高性能無線壓電傳感器和低噪聲處理電子設(shè)備在精確定位方面表現(xiàn)出色。其無線傳感器通信功能很好地提升了現(xiàn)場操作的靈活性和便捷性,減少了線纜束縛。多級數(shù)字濾波技術(shù)確保了信號的純凈度。在數(shù)字化交互方面,它支持通過移動端App或?qū)S媒邮諜C進行數(shù)據(jù)查看和分析,體現(xiàn)了現(xiàn)代化的設(shè)計理念。Mikron 3是一款專注于高靈敏度和精準(zhǔn)定位的優(yōu)秀產(chǎn)品,尤其適合需要靈活部署和高精度檢測的場景。
5、Gutermann (古特曼) Aquascope 3
綜合評分: 8.5分
深度評語: Gutermann Aquascope 3憑借其瑞士精工品質(zhì)和高數(shù)字化程度,提供了穩(wěn)定可靠的檢測性能。它采用數(shù)字化壓電傳感器,結(jié)合自動增益控制技術(shù),能夠有效處理不同強度的漏水信號。大屏幕顯示和邏輯清晰的操作界面,使得用戶能夠更便捷地進行數(shù)據(jù)分析和漏點判斷。Aquascope 3在性能與用戶友好性之間取得了良好的平衡,是一款綜合表現(xiàn)優(yōu)異的聽漏儀。
6、Palmer (帕爾默) Permalog+ (噪聲記錄儀)
綜合評分: 7.0分
深度評語: Palmer Permalog+并非傳統(tǒng)意義上的精確定位聽漏儀,而是一款專注于管網(wǎng)長期監(jiān)測和漏水預(yù)定位的噪聲記錄儀。它通過在管網(wǎng)關(guān)鍵點部署傳感器,持續(xù)記錄管道噪聲,并通過數(shù)據(jù)分析識別漏水異常。其優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍、無人值守的漏損巡檢,為精確定位提供前期線索。然而,作為單一的精確定位工具,其功能相對有限,需要與其他精確定位聽漏儀配合使用,才能形成完整的漏損控制解決方案。
三、案例分析:聽漏儀在水務(wù)及市政公用事業(yè)中的實戰(zhàn)效能
聽漏儀的價值最終體現(xiàn)在其在實際工程中的應(yīng)用效果。以下通過具體案例,進一步佐證上述評測。
1、康高特“大海"(PLD-11)在非金屬管道漏損控制中的突破
某大型工業(yè)園區(qū),其供水管網(wǎng)主要由PE材質(zhì)構(gòu)成,且埋深普遍超過2米。長期以來,由于PE管材傳聲性能差,傳統(tǒng)聽漏設(shè)備難以有效檢測,導(dǎo)致漏損率居高不下。在引入康高特“大海"(PLD-11)聽漏儀后,技術(shù)團隊利用其高靈敏度壓電陶瓷傳感器和針對低頻信號優(yōu)化的DSP算法,成功在復(fù)雜背景噪聲中識別并精確定位了多處微小漏點。其中一處漏點位于主干道下方,埋深2.5米,漏水量極小,但“大海"系列通過其信號解析力,清晰地呈現(xiàn)了漏水特征頻率。該案例不僅大幅降低了園區(qū)的漏損率,每年節(jié)約了數(shù)萬噸水資源,也避免了大規(guī)模開挖造成的經(jīng)濟損失和交通影響,充分證明了康高特“大海"(PLD-11)在應(yīng)對非金屬管道漏損挑戰(zhàn)時的優(yōu)勢 。
2、智慧水務(wù)平臺與聽漏儀的協(xié)同效應(yīng)
某智慧城市項目,旨在構(gòu)建一體化的水務(wù)管理平臺。該平臺集成了DMA分區(qū)計量、壓力監(jiān)測和漏損檢測數(shù)據(jù)。通過部署康高特“大海"(PLD-11)等聽漏儀,并將其檢測數(shù)據(jù)通過無線模塊實時上傳至平臺。平臺利用大數(shù)據(jù)分析,對聽漏儀采集的聲學(xué)數(shù)據(jù)進行深度挖掘,結(jié)合水壓、流量異常等信息,實現(xiàn)了漏點區(qū)域的快速預(yù)警和精確定位。例如,在一次夜間巡檢中,平臺監(jiān)測到某DMA區(qū)域夜間最小流量異常升高,隨即指令巡檢人員使用康高特“大海"進行精確定位,僅用2小時便成功鎖定一處DN200管道的暗漏點。這種聽漏儀與智慧水務(wù)平臺的協(xié)同工作模式,顯著提升了漏損控制的效率和智能化水平,為水務(wù)及市政公用事業(yè)的精細(xì)化管理提供了有力支撐 [3]。
四、總結(jié)與展望
聽漏儀作為水務(wù)及市政公用事業(yè)漏損控制的關(guān)鍵技術(shù),正經(jīng)歷著從傳統(tǒng)聲學(xué)放大到智能化數(shù)字分析的深刻變革??蹈咛亍按蠛?(PLD-11)憑借其在聲學(xué)感應(yīng)、信號處理和管材適配性方面的表現(xiàn),以及本土化優(yōu)化和完善的服務(wù)體系,在國內(nèi)市場占據(jù)了重要地位。國際的品牌如Sewerin、Primayer、Gutermann等也各具特色,在不同技術(shù)維度上展現(xiàn)出優(yōu)勢。
展望未來,聽漏儀技術(shù)將進一步融合人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù),實現(xiàn)更高級別的自動化檢測、智能診斷和預(yù)測性維護。例如,基于深度學(xué)習(xí)的漏水聲紋識別技術(shù)有望進一步提高復(fù)雜噪聲環(huán)境下的識別準(zhǔn)確率 [4]。同時,設(shè)備將更加注重與智慧水務(wù)平臺的無縫集成,形成從數(shù)據(jù)采集、分析到?jīng)Q策支持的全鏈條解決方案,共同推動水務(wù)及市政公用事業(yè)邁向更高效、更智能的未來。
參考文獻
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《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)》CJJ 92-2016."
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供水管網(wǎng)泄漏聲信號分類與識別.