Zcorr多探头相关仪-全天候漏水定位   【字体:
Zcorr多探头相关仪-全天候漏水定位
作者:富士地探    文章来源:富士地探    点击数:5832    更新时间:2005/5/10

(北京富急探仪器设备有限公司)

摘 要:Zcorr是全新的系统的管线检测设备,探头(Logger)是一种低噪音,压电陶瓷加速传感器。在探头内部是一个超低能耗的,温度补偿式实时钟。简称(RTC)。与传统的听音型漏水探测器相比,Zcorr数字相关探头有着十分突出的优势,它可以在一个地区全天候地检测并定位出多个漏水位置。并采用“自动漏点频率分析”简称(ALFA)处理,识别出漏水音信号并设计出最佳的相关效果。由于Zcorr的高科技使得漏水调查所投入的人力与资金的成本降低。

关键词:低噪音  超低能耗  压电陶瓷  实时钟  全天候  自动漏点频率分析  相关效果

 

前言

Zcorr是由记录传感器和分析软件组成,一次可同时对多个漏水点进行探测,进行多点同时相关处理。因此可一次进行大范围的管路调查,提高工作效率。此外分析软件的自动分析功能和对漏水噪音的记录和重放功能可使调查工作的后期管理更加容易和便捷。

 

一、Zcorr概念:

Zcorr是一个软件系统为核心,在办公室内可以直接有效地通过设置与指导来对分散的各个漏点进行检测,同时合并有监测数据、地图、数据库的工具模块。

n          设置检测与打印设置记录

n          点位漏点与打印维修记录

n          追踪监测过程与演示

 

Zcorr检测有三步:设置、回收数据、分析。每一步既可以在室内完成也可以在室外进行。

 

1.     设置:

 

Zcorr八个探头被固定在便携式的船坞(数据站)中,探头与船坞之间以电子方式而不用数据线相连,但船坞与计算机通过专用数据线相连。

l          设置同步的记录时间(缺省情况下为3AM、3:30AM、4AM)

l          在地图上将探头定位

l          可选择性地打印出设置工作情况表

 

这时探头就已经准备进行夜间的记录检测了。探头主要放置在地下阀门室,消防栓和其他管线装置上。

 

 

 

2.     回收数据:

 

在用户定义好的夜间记录时间段中,同步设置的Zcorr探头将会记录其振动的情况,之后进入一种低能耗状态,直到它们与数据站再次相连而被激活。

 

 

3.     分析:

 

数据通过计算机软件,经由数据站被下载。8个探头产生出28组独特的相关分析结果,Zcorr会自动地找出所有的明显有漏声噪音的相关点。其结果是由0~100的相关分数值来划分,分数是根据应用情况,针对漏点的决断、相关信号的质量和对漏点定位的最小评估错误三种情形下分析得出的。

 

 

二、Zcorr 高科技性能

 

Zcorr系统包含有多项专利,包括“地区性的时间同步”、“处理过程”和“PC软件分析”。

美国专利号:6,567,006 

 

1.实时钟

在探头内部是一个超低能耗的,温度补偿式实时钟。简称(RTC)。它是经由数据站来用于调整探头的时间同步性。在每次18个小时的夜间记录过程中(这里指在设置与回收之间的时间间隔),普通的手表计时会产生大约3秒的时间误差,这样就在相关分析中导致漏点的定位精度偏差10,000英尺。而通过实时钟系统与探头和数据站的时间较准,误差会减少2500倍。这种时间补偿的专利方法会把误差限制在3英尺范围内。

 

2.数据记录:

探头是一种低噪音,压电陶瓷加速传感器。就是我们熟知的加速计。它会将感知的振动转变成为微小的电信号。敏感而有条件地电子放大或过滤掉这些微小的电信号。要提高记录的质量,对于声音和其他放大指标来说,对正确性、精确度和放大器固有噪声水平的要求高于对增益和音级的要求。一个加速计内部的固有噪音通常被定义为“分辨率”,而增益看作是“ 灵敏度”。Zcorr在电子增益的情况下,分辨率为0.025μg/HZ灵敏度为1v/g。

 

在地球的重力场中有1g的保持不变的加速情况,对照而言,漏点的信号在被感知之前有了微小的变化,这种不为人类所觉察的震动就要求非常低噪音,高精度的电子放大和过滤器来保留漏点信号。另外由于探头之间彼此靠近会有一定的潜在干扰问题,Zcorr探头利用了一种传统设计型离散放大器和过滤电路,来结合彼此靠近的探头。

 

在数字化相似信号过程中是通过23-bit的ADC来完成。而传统的声音探头只有8和12bits,从而使分辨率也只为1/256和1/4096。而在管线有用的震动信号范围高达80dB(分),也就是1/10000。一个23bit的ADC其分辨率为1/500000,这完全满足保留管线细微震动的漏水信号需要。

 

3.数据处理:

数字化后,管线的震动信号将被编译并保存在低能耗记忆器中,数据处理过程是特殊的编译技术在不同情况下完成,例如,不同的管材,直径和两探头之间的距离。

 

4.数据下载:

 

数据通过数据站下载到计算机上,探头、数据站、计算机三者之间由高速数据传输的防水装置相连,一切分析处理过程都由这条数据链完成。

 

 

5.数据分析:

ALFA最佳相关性:Flow Metrix研发出高级漏水相关方法叫ALFA(Automatic Leak Frequency Analysis),即“自动漏点频率分析”。ALFA处理过程识别出漏水音信号并设计出最佳的相关效果,ALFA过滤器集中有用的漏水音,而丢弃掉其他别的噪声,如:水的正常流动,短时间利用,周围环境噪声还有交通口噪声。

 

ALFA特别对于大口径,多漏点和嘈杂环境有效。Zcorr在530英尺的跨度内以6个相关峰值区分出6个漏点。

 

ALFA的另外优点是高产率,针对一个地区有一个或多个漏点它可以非常轻易地产生出共28组相关数据,每个数据对应每2个可能的探头组。28个理想数据以分数等级的形式标出,无需费时进行人工设定。

 

 

三、增强的听音分析:

传统探头只有统计数据的储存,而Zcorr可储存达到了真正CD效果夜间噪音记录。

 

上述漏水指标(0-100分级)显示了每个探头在夜间最安静时刻的音量水平。每个探头由竖条显示(红色的为异常漏水指标,绿色的为正常)。对于音量的分析作为附加,补充了相关数据的信息。

 

四、数据管理:

1. 由GIS地图向电子地图的转换,并且作为Zcorr应用,用户的界面。

2. 结合数据管理包括:   

·在数据库中存储无限个Zcorr编号。

·提供典型的数据库功能,如搜索与分类。

·可以将记录信息和结果输出到其它数据库或GIS系统中。

 

 

五、漏水调查的财政收效:

下述财政收效的分析来自于典型的小城镇(人口20000-5000)或是一个区域。这一区域包括:

l          100哩主管线

l          10000个连接点

l          日供水4000000加仑

l          不计费水量占总水量的15%

 

使用FMI漏水计算软件分析程序,将近半数的不计费水量可能为漏水(剩下的可能是水表计量错误、无水表或者非授权用水)。可捕获的漏水估算为每日312000加仑,即4条主管线每分钟30加仑漏水及15条支管每分钟6.5加仑漏水。

 

8个Zcorr探头整夜分布在2.5哩管线范围内相距约1000英尺。这个哩数范围内的管线涵盖横向的主管支管,以便漏音传递到各个探头。一个工作队探测一个漏点需时3个小时,每小时的费用为100美元,整个区域进行了44个夜间调查,漏水价值的估算为伪每千加仑1.5美元。

 

下列图表显示每年170000美元的经济收效,工作队的费用为13200美元,Zcorr设备五年的折旧投入费用4500美元。不管zcorr实际意义上来说比其他探测方法更为有效,但其探测工作的费用超过了资产费用。漏水调查的财政收效是为整个漏水区域的探测并且产生的剩余可以用于其他工作和维修活动。

 

 

六、Zcorr与另外Logor的比较:

1.经过一夜三次相关记录,几乎完全消除了错误的人为主观探测带来的杂音。

2.    2.传统的探头只能记录与周围环境噪音接近或者高于周围噪音的漏水音,对照而言,Zcorr可以探测出定位出人们无法听到的和比周围环境噪音低100倍的声音。

3.   Zcorr可以同时在2个探头之间探测出并定位出多个漏点,(而传统只能有一个)。

 

上图是ZCORR(绿色)与传统听音测漏设备(蓝色)在资金投入与操作费用的比较

 

4.   Zcorr每个探测点一夜测三次,其花费是人力的三分之一。

5.   有三分之二的漏点是正确的,而在长期运行的安静的服务管线上有三分之一的可重新形成漏点处是被系统所忽略的。

 

 

Zcorr

听音探头

备注

表面空间设定

800~1500英尺

最高500英尺

Zcorr覆盖面更广

设定时间

一夜

1—7夜

Zcorr可全夜间工作

漏水的错误率

少于5%

67—90%

传统的听探头有很高的人为主观错误因素

敏感度

非常高

适中

Zcorr可以听到人们听不到的振动声音

操作程度

共大约每20分钟一个探头

20分钟每个探头

+

漏水确认时间

+

漏点定位时间

Zcorr消除了人为的主观操作用时

 

结语

Zcorr多探头相关仪可以对2000个水管线的节点进行探测工作,与其它探测方法来比,Zcorr多探头相关仪有着较高的性能价格比。

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