您的位置: 网站首页 >新闻资讯 >行业新闻

新闻资讯

咨询热线

13961195679

研究人员利用PVDF线圈实现充液管道泄漏定位

作者:大搜客服部点击:231 发布时间:2023-07-19

塑料管广泛应用于城市地下管网。由于水资源短缺和管道老化加剧,管道泄漏检测和维护技术成为保证管网安全运行的关键,对管网实时监测设备中泄漏噪声传感器的灵敏度和性价比提出了更高的要求。

现有泄漏噪声传感器的原理是压电效应,其结构包括加速度计和水听器。基于聚偏氟乙烯(PolyvinylideneFluoride,PVDF)PVDF薄膜具有强压电效应,已广泛应用于传感器制造技术。结合泄漏声波的传播特性,中国科学院声学研究所提出了应用PVDF线圈进行管道泄漏定位的方案,如噪声和振动重点实验室研究员高艳。它具有安装方便、成本低、灵敏度可调的优点,为塑料水管泄漏的检测和定位提供了新的传感器设计方案。

国际学术期刊Sensors于1月27日在线发表了相关研究成果。

线圈传感器采用自屏蔽同轴电缆设计,适用于高电磁干扰环境,其结构如图1所示。通过将线圈缠绕并固定在管道外壁,可以监测管道内的声压。理论上,研究人员推断了传感器的声压灵敏度,发现其灵敏度与线圈缠绕形式和圆数有关。

为了验证线圈传感器的声压感知灵敏度和泄漏检测性能,研究人员进一步开展了充水管道泄漏检测实验。图2显示,当管道安装在同一位置时,缠绕圈数为2。、4、6圈线圈传感器采集时域图和频域图的声波信号。从图中可以看出,缠绕圈越多,传感器的声压灵敏度越高,与理论研究结果基本一致。

线圈传感器和B&K8103水听器分别安装在管道泄漏点的左右两侧,采集泄漏声信号并进行频域分析,其相关系数和相位谱如图3所示。相比之下,线圈传感器信号在低频域(1kHz内)具有良好的相关性和相位线性关系,与水听器结果基本一致。漏点定位误差在2%以内,通过分析线圈传感器和水听器结果的相位谱。