王朝陽  李劉濤

西安捷通智創(chuàng)儀器設(shè)備有限公司

隨著材料學(xué)發(fā)展， PE材質(zhì)越來越多的應(yīng)用于燃氣管道。但由于 P E材質(zhì)具有不導(dǎo)電不導(dǎo)磁的特性，怎樣對燃氣PE管道進行有效探測成為一大技術(shù)難題。

1 常規(guī)非金屬探測技術(shù)

（1）電磁波反射技術(shù)

探地雷達電磁波探測技術(shù)主要用于非金屬管線探測，也可以探測金屬管線（圖 1）。探地雷達主要是橫切管線探測，因此難以對復(fù)雜環(huán)境下的單一管線追蹤探測，其在一般城市管線探測深度約為2 m左右，管徑要求至少100 mm以上。探地雷達技術(shù)只能探測出一部分非金屬管線，因此無法完全滿足非金屬管線的探測要求。

（2）聲波振動技術(shù)

非金屬管線雖然不導(dǎo)電不導(dǎo)磁但是可以傳導(dǎo)振動，利用振動信號傳導(dǎo)來探測非金屬管道的技術(shù)即是基于此。振動信號的傳導(dǎo)有兩種途徑，第一種是通過管道管壁傳導(dǎo)，第二種是在管道介質(zhì)中傳導(dǎo)。振動信號在非金屬管道中傳導(dǎo)距離最遠100 m左右，這一傳導(dǎo)距離滿足不了大部分客戶的要求，因此這種通過管道管壁傳導(dǎo)振動信號的方式?jīng)]有普及也不算成功。

2 智能燃氣PE管道定位儀GL20

天然氣是一種壓縮氣體，對振動信號傳導(dǎo)效果非常好，單向最遠可達1 500 m。正是基于壓縮天然氣對振動信號較遠的傳導(dǎo)距離，西安捷通智創(chuàng)儀器設(shè)備有限公司采用多頻振動信號量化分析技術(shù)研發(fā)智能燃氣PE管道定位儀GL20，為行業(yè)首創(chuàng)，已成功實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用（圖 2）。

智能燃氣PE管道定位儀GL20分為測聽接收機和多頻智能型數(shù)字量化接收機。測聽接收機是通過人耳用電子聽漏儀測聽發(fā)射振動信號，以人工判別管道位置，當人耳接收到最像加載到管道上的聲音且音量最大處即是管道位置。這種技術(shù)對人的要求較高，聽力敏感的人探測效果較好（圖 3）。

多頻智能型數(shù)字量化接收機是通過發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射 自然界沒有的復(fù)合頻率振動信號，在地面上用拾音器接收并計算該信號，將測算的結(jié)果以柱狀圖和數(shù)值形式顯示在控制手簿上，數(shù)值最大處即為管道位置。所用技術(shù)即多頻振動信號量化分析技術(shù)。

3 多頻振動信號量化分析技術(shù)

多頻振動信號量化分析技術(shù)，消除人為因素對探測結(jié)果的影響，無需經(jīng)驗，不會測偏測錯。同時還可以選配純音頻的測聽接收機，在智能接收識別基礎(chǔ)上增加人為判斷，相互印證，即保證精確性又兼顧效率。

GL20通過發(fā)射系統(tǒng)給管道燃氣施加一個多頻振動信號，即形成聲源。聲波在管道燃氣中向前方傳播，并帶動燃氣管道產(chǎn)生相同頻率振動，進而帶動周圍土壤等介質(zhì)振動（圖 4）。我們將拾音系統(tǒng)放置于地表，會接收到相同頻率但強度不同的振動信號，經(jīng)量化分析后，所接收信號將以柱狀圖形式顯示于控制手簿。因信號強度的差異性，柱狀圖會以不同數(shù)值體現(xiàn)，指導(dǎo)探測人員找尋管道位置（圖 5）。該項技術(shù)將需要人耳識別的聲音信號還原為其本質(zhì)振動信號，通過特定接收裝置和特殊算法后，以數(shù)值和柱狀圖形式體現(xiàn)，直觀表示管道位置。

4 應(yīng)用實例

（1）大荔逸華天然氣有限公司公司經(jīng)常遇到埋地燃氣PE管道位置不明的情況，嚴重影響施工進程，并且時常引發(fā)事故。經(jīng)使用GL20現(xiàn)場實測，取得滿意的效果，認為GL20定位準確，操作簡單，不依賴人工經(jīng)驗，智能化程度高，是目前埋地燃氣PE管道探測的先進技術(shù)。

（2）新疆克拉瑪依燃氣公司克拉瑪依冬季平均溫度﹣13°～﹣6°，天氣寒冷，燃氣公司對于儀器在低溫狀態(tài)下能否正常工作非常關(guān)注。經(jīng)實際應(yīng)用， GL20不受低溫環(huán)境影響，始終保持高性能，贏得燃氣公司認可。

（3）聊城金捷燃氣有限公司采購項目公司位于文化古城山東省聊城，出于保護古城地形地貌的考慮，燃氣管道施工亟需采用先進技術(shù)，提高探測的精度和效率。公司經(jīng)過反復(fù)比選，最終選定GL20產(chǎn)品。

作者：王朝陽 ，西安捷通智創(chuàng)儀器設(shè)備有限公司總經(jīng)理。