【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】自1960年世界上臺(tái)泄漏噪聲相關(guān)儀問世以來，泄漏噪聲檢測系統(tǒng)有了很大改進(jìn)，目前，噪聲相關(guān)儀已成為管網(wǎng)監(jiān)測中必備的檢測設(shè)備。其中基于泄漏噪聲信號(hào)的相關(guān)檢漏法在供水管道泄漏檢測中應(yīng)用得為普遍。為維護(hù)管網(wǎng)安全運(yùn)營，管道泄漏檢測與定位新技術(shù)、新產(chǎn)品一直是國內(nèi)外研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。
 

　　多數(shù)泄漏噪聲相關(guān)儀研發(fā)商認(rèn)為泄漏噪聲信號(hào)的感知性能是決定漏點(diǎn)定位精度的關(guān)鍵因素之一。為揭示檢測信號(hào)的振幅信息對(duì)漏點(diǎn)定位的影響規(guī)律，中國科學(xué)院聲學(xué)研究所噪聲與振動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員高艷以及巴西圣保羅州立大學(xué)教授Mike Brennan等科研人員共同開展了管道泄漏噪聲信號(hào)振幅失真(削波或量化)對(duì)相關(guān)檢漏法性能影響的理論、數(shù)值和實(shí)驗(yàn)研究。
 

　　相關(guān)研究成果近期在線發(fā)表于期刊Journal of Sound and Vibration。
 

　　基于埋地供水管線泄漏所激發(fā)的管內(nèi)聲壓和管壁振動(dòng)的理論模型，研究人員引入SIGNUM函數(shù)對(duì)這兩類檢測信號(hào)進(jìn)行削波/極性化處理，同時(shí)有效保留了信號(hào)中的過零點(diǎn)信息(圖1)；結(jié)合Van Vleck早期提出的削波信號(hào)理論和隨機(jī)電報(bào)信號(hào)理論，建立理論模型并推導(dǎo)出削波信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)(CCF)和互譜密度(CPSD)的解析解和近似解；闡明了振幅失真對(duì)相關(guān)檢漏法性能的影響規(guī)律。
 

　　研究結(jié)果表明，當(dāng)保留噪聲信號(hào)的過零點(diǎn)信息時(shí)，即使發(fā)生嚴(yán)重振幅失真，也能得到準(zhǔn)確的時(shí)延估計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)漏點(diǎn)定位。如圖2所示，分析PVC管道漏水檢測的聲壓和加速度信號(hào)可見，削波對(duì)互相關(guān)系數(shù)影響微乎其微。
 

　　該研究成果對(duì)泄漏噪聲相關(guān)儀的研制具有重要指導(dǎo)意義，即自動(dòng)增益控制電路以及多位AD轉(zhuǎn)換器并非設(shè)計(jì)關(guān)鍵；當(dāng)泄漏噪聲不小于AD轉(zhuǎn)換器的小分辨電壓時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的時(shí)延估計(jì)。
 

　　該研究受國家自然基金(No. 11774378)以及FAPESP, SABESP資助。