Jak dobrać urządzenie do lokalizacji wycieków wody na sieciach dystrybucyjnych?

Wykrywanie nieszczelności geofonem czy korelatorem? Wycieki wody można lokalizować za pomocą różnych metod, wykorzystując doświadczenie i znakomity słuch, lub najnowsze technologie ułatwiające pracę. Jeśli zastanawiasz się jakie urządzenie wybrać, ten artykuł jest dla Ciebie.

Zacznijmy najpierw od omówienia zasady działania urządzeń opierających swoją pracę na akustyce. Wyciek generuje szum w konkretnym przedziale częstotliwości. Geofony oraz korelatory rejestrują dźwięki z otoczenia wykorzystując do tego czułe mikrofony, a następnie je wzmacniają i przesyłają do jednostki rejestrującej. W zależności od urządzenia użytkownik ma możliwość zastosowania filtracji częstotliwości „wycinając” zakłócenia generowane przez otoczenie i odtwarzając jedynie dźwięk szumu wycieku, po kilkukrotne pomiary składające się w jeden wynik zapisując jedynie dźwięki występujące na wszystkich pomiarach.

Geofon

Praca geofonu opiera się na przesyłaniu dźwięku do słuchawek operatora w czasie rzeczywistym. Większość urządzeń pozwala pracować w trybie osłuchiwania armatury, oraz pracując z gruntu, czyli przykładając mikrofon gruntowy (czujnik z mikrofonem osłoniętym od wiatru) do ziemi bezpośrednio, lub w pobliżu położenia rurociągu.

Wykrywanie wycieków przy użyciu samego geofonu zaczynamy od zawężenia prawdopodobnego miejsca wycieku do możliwie najmniejszej odległości. Osłuchując wystające elementy rurociągu, np. zasuwy, lub hydranty możemy ograniczyć odcinek do minimum. Do precyzyjnego zlokalizowania miejsca wycieku służy wspomniany wcześniej mikrofon gruntowy. Czujnik przykładamy do ziemi w odstępach co kilka kroków. W przypadku podstawowych i starszych typów geofonów użytkownik bazuje jedynie na swoim doświadczeniu i słuchu. W miejscu o najwyższym poziomie szumu powinien znajdować się wyciek. Obecnie dostępne detektory, np. Mikron3 Alpha&Gamma (odnośnik) w wersji z jednostką centralną Pro, lub PrimeTouchwyświetla wykresy zarejestrowanych szumów dzięki czemu łatwiej znaleźć miejsce o najwyższym poziomie. Urządzenia posiadają również funkcje filtracji dźwięku, a w przypadku modelu PrimeTouch nawet funkcje filtrów adaptacyjnych, które w czasie rzeczywistym dostosowują się tak, aby usunąć zakłócenia z dźwięku wycieku.

Praca z geofonem przy wykrywaniu wycieków na sieciach zewnętrznych może być nie lada problemem, dla osoby, która nie miała wcześniej do czynienia z lokalizacją nieszczelności. Przez specyfikę pracy geofony urządzenie wymaga wiedzy użytkownika o położeniu sieci pod ziemią, a w przypadku długich odcinków rur, bez elementów pionowych po drodze może być mało efektywnym sposobem na zlokalizowanie miejsca nieszczelności.

Korelator

Do lokalizacji wycieku wykorzystuje co najmniej dwa czujniki, które po precyzyjnej synchronizacji czasów są w stanie wskazać miejsce wycieku bazując na przesunięciu czasowym z jakim szum wody dociera do jednego i drugiego urządzenia. Do określenia miejsca wycieku potrzebne są trzy wartości, które użytkownik korelatora musi dokładnie znać:

  • Długość rury między miejscami ustawienia czujników
  • Średnica rury
  • Materiał z jakiego wodociąg jest wykonany

Materiał rurociągu odpowiada za prędkość rozchodzenia się dźwięku w rurze. Dla rur żeliwnych jest to 1280m/s, ale w przypadku rur wykonanych z PE jest to już tylko 300m/s. Na tym przykładzie widać różnicę w stopniu trudności lokalizacji wycieków. Wodociągi wykonane z PE znacząco wyciszają dźwięk wycieku i często do zlokalizowania wycieku potrzebne jest użycie hydrofonów.

Dzięki powyższym informacjom program ma możliwość obliczenia w jakiej odległości od czujników znajduje się wyciek, dlatego ważnym jest, aby dane były aktualne i zgodne z rzeczywistością.

Na rynku dostępne są różne rodzaje korelatorów. W większości wypadków wybierane są urządzenia dwupunktowe z komunikacją radiową, np. korelator Eureka3+ firmy Primayer. Zaletą takiego rozwiązania jest szybkość użycia. Czujniki ustawia się w punktach infrastruktury, a łączność radiowa umożliwia lokalizacje wycieku w czasie rzeczywistym. Niestety minusem takiego rozwiązania jest ograniczenie spowodowane typem komunikacji. W takich sytuacjach korzystniejszym wyborem może okazać się multikorelator Egnima oferujący możliwość zastosowania do 8 czujników jednocześnie.

System multikorelacji wykrywa wycieki na zasadzie krzyżowej używając wszystkich sensorów jednocześnie. Komunikacja odbywa się za pomocą przewodu USB z oprogramowaniem sterującym i komunikacją optyczną czujników z walizką. Dzięki temu urządzenie jest wysoce odporne na wodę, oraz kurz, a także umożliwia pracę na duże odległości i w miejscach bez zasięgu radiowego.

Multokorelator Enigma do obsługi wymaga komputera, lub jednostki centralnej PrimeTouch. Urządzenie programuje się ustalając odstępy czasowe, lub godziny pomiarów. Dzięki temu system może monitorować sieć wodną w nocy, w godzinach o niskich poborach wody, które zakłócają lokalizację nieszczelności, a także w dzień ustalając krótkie interwały. System może wykonywać jeden, dwa lub trzy odczyty, które następnie są scalane w jeden pomiar. W trakcie scalania oprogramowanie automatycznie usuwa z pomiaru wszystkie dźwięki, które nie odpowiadają specyfice wycieku.