北京埃德尔黛威新技术有限公司
高 伟
一、 前言
目前我国多数城镇供水公司开展检漏工作，有些水司还组建了专业检漏队伍或专业检漏公司；有些水司邀请专业检漏公司进行漏水检测，这将对我国城镇供水管网漏水控制起到积极的作用。
地下供水管道漏水的规律是由暗漏到明漏，有时暗漏泄漏的水流入河道、下水道或电缆沟后始终成不了明漏，因此如何快速检测暗漏是我国城镇水司的当务之急。
目前应用于供水管网有效的检漏方法有：音听检漏法、区域漏水声监测法、相关检漏法、区域相关检漏法、钻孔听音法等。这些检漏法是靠漏口产生的声音来探测并定位漏点的，其原理就是通常所说的声波探测原理，实践证明是有效的检漏方法。
我国城镇水司所用的检漏设备多数是引进国外发达国家产品，其主要产品有：听漏棒、电子放大检漏仪、区域漏水噪声监测仪、相关仪、多探头相关仪等。国内检漏设备也逐渐研制和应用。
二、 供水管道漏水声的种类及传播
供水管道担负的任务是将净水输送到用户，以满足人们最基本的需要。然而，当供水管道发生漏水时，喷出管道的水与漏口边缘摩擦，以及与周围介质撞击或流动，会产生不同频率﹑不同振幅的振动，由此产生漏水声波。漏水声的种类通常可分为三种：
（1） 漏口边缘摩擦声：是指喷出管道的水与漏口边缘摩擦产生的漏水声波，其频率
通常为100～2500Hz，并沿管道以指数规律衰减(I=I0e_x, I0为漏口处声强, I
为距漏点X处声强, 为衰减系数)向远方传播，传播距离通常与水压﹑管材﹑管径﹑接口﹑漏口尺寸等有关，在一定范围内，可在闸门﹑消火栓等暴露点听测到漏水声波。
（2） 水头撞击声：是指喷出管道的水与周围介质撞击产生的漏水声波，并以漏斗形
式通过土壤向地面扩散，或以球面波向地面传播,可在地面用听漏仪听测到，其频率通常为100～800Hz之间。
（3） 水流与介质摩擦声：是指喷出管道的水带动周围粒子（如土粒，沙粒等）流动
并相互碰撞摩擦产生的漏水声波，其频率较低，通常在地面听不到,只有把听音杆插到地下漏口附近时，可听测到，这为漏点最终确认提供了依据。
总之,以上三种漏水声波是用不同仪器设备来探测的, 区域漏水噪声监测仪、相关仪、多探头相关仪探测的是漏口边缘摩擦声；电子放大检漏仪主要是在地面探测水头撞击声；听音杆主要用来听测水流与介质摩擦声。
三、 检漏仪
一套检漏仪主要是由拾音器（探头）、主机、耳机和连线组成，其工作原理：拾音器拾取地面的声音并转成电信号，通过连线输入主机，然后主机对电信号进行一系列处理（如放大、滤波等），最后由耳机输出，人耳就可以听到处理后的不同声音。
目前国际上使用的检漏仪有两种：
1） 模拟信号型：主机处理的信号对象为电信号，简称模拟机； 2） 数字信号型：主机处理的信号对象为数字信号，简称数字机。 数字机首先把输入的电信号转换成数字信号，即A/D转换，待主机对数字信号进行放大、滤波、存储等一系列处理后，经D/A转换，即把数字信号转换成电信号，并输出到耳机。众所周知，数字机比模拟机功能多、效果好。
由于每种声音都有一定的频率范围，而漏水声的频率一般在10—5000Hz之间，而能传到路面上的漏水声频率一般在100—800Hz之间，因此，为了能听到更为纯真的漏水声，就需要仪器能将频率在100Hz以下及在800Hz以上的噪音过滤掉，这就是常说的滤波。
无论是模拟机还是数字机，都可以进行滤波选频，即选择与漏水声相匹配的频率，以增强仪器的抗干扰能力。从滤波带宽选择看，检漏仪滤波种类可为以下三种：
1）档位滤波：一般为2--9档滤波选择，每个档位频带宽是固定的，工作时依据人耳听力判断所听漏水声的频率范围，适时选择合适的滤波档，以保证听取较为纯真的漏水声。这种类型的检漏仪要求使用者具备一定的检漏经验。
2）组合滤波：有6档或9档组合滤波选择，可组合几十种滤波范围，比档位滤波的可选择性大，滤波范围也宽，抗环境干扰噪声更好。
3）无级滤波：可任意选择频带的宽窄，滤波效果最佳，抗环境干扰噪声最好。该种滤波具有更大的随意性，可根据现场需要任意选择滤波范围，可最大限度的滤掉干扰噪音。
四、 相关仪 1、原理
无论是相关仪还是多探头相关仪的工作原理都是对二个探头采集的振动信号进行相关分析,是当前最先进最有效的一种检漏方法，特别适用于环境干扰噪声大、管道埋设深或不适宜用地面听漏法的区域。当管道属性参数(管道长度、管材、管径)输入准确时, 用(多探头)相关仪可快速准确地测出地下管道漏水点的精确位置。
相关仪工作原理为：当供水管道存在漏水时，在漏口处会产生漏水声波，并沿管道向远方传播，当把探头吸到或放在管道或管道连接件的不同位置时，探头探测漏水声波信号, 通过无线电或有线把信号传送到相关仪主机（或计算机）, 相关软件可计算出由漏口产生的漏水声波传播到不同探头的时间差Td，只要给定两个探头之间管道的实际长度D和声波在该管道的传播速度V，漏水点的位置Lx就可按下式计算出来, 见图1。 Lx=(D－V×Td)/2
式中V取决于管材、管径和管道中的介质，单位为m/s或m/ms，并全部存入相关程序或计算机中。
ADBLxLxV×Td 图1：多探头相关仪的工作原理图
相关仪也经历了从低到高性能的发展过程，现代高性能的多探头相关仪把相关仪的逐段测试发展到区域测试, 从而极大地提高了供水管道的检漏效率。 2、相关仪的种类
评价相关仪性能的优劣，应从适用性、耐用性、轻便性和性价比等几方面来评价。适用性是指仪器的性能、使用效果和适用程度，这是评价仪器优劣的基本标准。耐用性、轻便性
和性价比也是很重要的评价标准。由于相关仪是在野外或现场使用，必须坚固耐用，有良好的密闭性且工作稳定，同时，整套设备应轻便，能在恶劣的环境下工作。 相关仪按信号传输方式和传感器类型可分为如下三种： 1） 模拟型相关仪
传感器通过屏蔽电缆线把电信号传输到发射机，然后发射机采用无线电模拟信号传输到相关仪主机，二路信号传输会受电磁波的干扰，信噪比低。 2） 全数字型相关仪
传感器内部进行数字化，即所谓的数字探头，通过信号线把数字信号传输到发射机，然后发射机采用无线数字信号传输到相关仪主机，二路信号传输不受电磁波干扰，信噪比高。 3） 多探头相关仪
传感器内部进行数字化，并把数字信号存入传感器中，所以探头也称记录仪，取回探头后，采用有线或红外方式把数字信号传输相关系统中。
五、 区域漏水声监测仪
区域漏水声监测仪是一套由多个记录仪(探头)组成的整体化的声波接收系统。多台记录仪安装在管网上不同地点,如消火栓、闸阀或暴露管道，按预定时间（如夜间2:00--4:00）同时自动开关机，并统计记录管网的噪声信号，该信号经数字化后贮存在记录仪的存储器内并通过无线电传输到主机或PDA，经专业软件进行分析处理，从而查明记录仪附近管道是否存在泄漏。
记录仪可长期放在管网上监测，也可分区域监测。记录仪监测的数据可步行采集，也可开车采集，如果与GPRS网连接，可实现数据远传。下图是PDA显示的二维和三维漏水结果。
判别漏水的依据是：每个漏水点会产生一个持续的漏水声，根据记录仪记录的噪声强度和频繁度来判断在记录仪附近是否有漏水的存在，计算机或PDA软件自动判别有无漏水，并作二维或三维图形。
六、 漏水探测设备的发展趋势
上世纪70年代以前，暗漏探测工作主要依靠听音杆、听漏仪来完成。漏水探测工作的成败完全取决于操作人的素质，漏水探测与其说是一门技术，不如说是一项技巧性很强的工作。自70年代相关仪投入商业应用以来，探测设备朝简便化、智能化方向发展，很多原来由人凭经验判断的工作，均由仪器来完成，大大减少了漏水探测工作对人的依赖性。设备抗干扰能力的增强，为在白天进行漏水探测提供了便利，同时降低了劳动强度。但由于探测方法原理的所限，目前对低水压、大口径、非金属管道的漏水探测依然是一个国际化难题。
近年来，多探头相关仪及区域漏水声监测仪为区域漏损控制提供了便利。但都是基于声
学原理的设备，其探测能力取决于漏水泄漏出管道时发出的噪声强度及其传播方式、介质及距离，其缺点是若存在管道内水压较低，管道或周围介质传声效果差，探测环境噪声干扰严重等因素，无法进行漏水探测工作。为解决这一问题，国外相继将气体示踪设备、热敏定位设备、管道内窥检查设备，探地雷达、水听器等应用于漏水探测工作，也有一些成功的案例，但总的来说，这些技术尚不成熟，操作复杂，只能作为漏水探测工作的补充设备。
综上所述，预计至2010年漏水探测设备的发展趋势是： 1、声学探测设备灵敏度及定位精度需进一步提高；
2、开发全新的漏水综合探测设备；
3、气体示踪设备、热敏定位设备、管道内窥检查设备、探地雷达、水听器得到改进，成为漏水探测补充设备。
七、 漏水探测设备的优化选择建议
预计至2010年，漏水探测设备仍以声学探测设备为主，相关仪、检漏仪、区域漏水声监测仪为不可或缺的常规设备。基于声学以外探测原理的探测设备，可作为大型供水企业的补充设备，以解决声学设备不能解决的漏损控制问题。
目前,国内漏水探测设备生产厂家尚在发展之中，其产品的技术性能逐渐达到国外的水平,市场上推广使用的主要还是以进口设备为主,但应大力支持和发展国产设备。
表1提供了国产及进口设备的主要厂家：
表1：漏水探测设备主要生产厂家及代理商
探测设备生产厂家名称 Palmer Radcom SEBA FUJI Primayer 北京埃德尔公司 扬州西蜀仪器厂 扬州捷通仪器厂 国别 英国 英国 德国 日本 英国 中国 中国 中国 国内代理商 北京埃德尔公司 北京埃德尔公司 上海雷迪公司 北京富急探公司 保定金迪公司 针对目前我国供水企业的实际情况，建议各供水企业根据各自的实际情况配置相应的仪器设备。国外设备以其技术先进，性能成熟稳定，有广大的市场影响力。在此，即以目前市场上主要应用的几种进口设备为参照，提出以下的配置建议：
大、中型水司，其地下管线较长，分布较广，情况较复杂的特点，建议配置多种先进的检测仪器设备。配置建议见表2。
表2：大、中型供水企业漏水探测设备配置建议表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
小型供水企业因其供水量较少，地下管线也相对较少，同时考虑到企业的资金情况，建议在漏水探测设备的配置上，在保证检漏效果的情况下，要充分考虑设备的经济实用性。小型供水企业漏水探测设备配置建议表3。
表3：小型供水企业漏水探测设备配置建议表
序号 1 2 4 相关仪 智能听漏仪或普通型听漏仪 金属管线定位仪 名称 建议配置数量 １套（可选） １台 １台 名称 区域漏水声监测系统（包括多探头相关仪） 相关仪 智能听漏仪或普通型听漏仪 金属管线定位仪 非金属管线定位仪 探地雷达 便携式超生波流量计 井盖定位仪 路面钻控机 机械式听音杆／勘探棒 测距轮 建议配置数量 １－２套 １－５套 １－８台 １－１0套 １套（可选） １－３台 １－５台 １－３台 １－２0根 １－５个 5 6 7 井盖定位仪 机械式听音杆 勘探棒 １台 １－３根 １根 各类供水企业要有效控制给水管网漏损，除了具备先进的仪器设备外，还须建立高素质的探测队伍。暂不具备高素质的探测队伍的供水企业，以及因条件所限不适宜组建探测队伍的供水企业可委托专业公司实施对漏损的有效控制。
八、 检漏队伍组建和管理建议
为有效地降低漏耗，应有计划地选配检漏设备，变被动检漏为主动检漏，尽快组建检漏高素质队伍，把漏失控制降到最低程度。
1. 检漏队伍组建
(1) 检漏人员素质
随着科学及技术的发展，检漏技术及仪器设备越来越先进。因此，检漏人员应具备如下条件：
① 知识层次越高越好，应具备高中以上学历；
② 应具备吃苦耐劳的敬业精神，事业心强；
③ 要善于学习，不断探索和实践、积极总结检漏经验；
④ 在年龄结构上建议老、中、青相结合(比例约为1:3:5)，并逐步向年青化过
渡。
(2) 检漏队伍人数
一般每80～100公里的供水管道应配1～2名检漏人员。 (3) 检漏人员职责
① 熟悉本地区管网运行的情况；
② 熟练掌握检漏仪器和管线定位仪器，掌握常规检漏方法； ③ 负责本区管网巡回检测及漏水点定位； ④ 负责仪器的维护和保养；
⑤ 做好检漏记录，填写报表，并编写检漏报告
(4) 检漏考核指标
① 暗漏检出率(检出的暗漏与修漏总数之比)应大于85%；
② 检漏正确率(检漏人员报的地点与实际漏水点的距离在1米之内的比例)应
大于90%。
2. 加强检漏人员的培训
检漏是一项综合性的工作，虽然配备了检漏仪器，而没有选择合适的人员也很难发挥效益，这就需要加强对检漏人员的培训，以便提高检漏技能，同时更要培养检漏人员刻苦专研、吃苦耐劳的敬业精神。 3. 选择有效的检漏方法
虽然供水行业检漏的方法较多，但是从检漏的实际效果看，应选用音听检漏法，相关检漏法，区域漏水声监测法。目前许多水司均选用了这些方法，对控制漏水已经起到了一定积极作用。
4. 要充分调动检漏人员的积极性
检漏是一项很难的户外工作，有时还需夜晚工作，如何调动检漏人员的积极性是各
水司应关注的问题。应采用经济杠杆创建有奖有罚的管理体制，来极大地调动检漏人员的积极性。
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