王朝陽  李劉濤

西安捷通智創儀器設備有限公司

隨著材料學發展， PE材質越來越多的應用于燃氣管道。但由于 P E材質具有不導電不導磁的特性，怎樣對燃氣PE管道進行有效探測成為一大技術難題。

1 常規非金屬探測技術

（1）電磁波反射技術

探地雷達電磁波探測技術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，因此難以對復雜環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

非金屬管線雖然不導電不導磁但是可以傳導振動，利用振動信號傳導來探測非金屬管道的技術即是基于此。振動信號的傳導有兩種途徑，第一種是通過管道管壁傳導，第二種是在管道介質中傳導。振動信號在非金屬管道中傳導距離最遠100 m左右，這一傳導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振動信號的方式沒有普及也不算成功。

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距離，西安捷通智創儀器設備有限公司采用多頻振動信號量化分析技術研發智能燃氣PE管道定位儀GL20，為行業首創，已成功實現商業應用（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）。

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

3 多頻振動信號量化分析技術

多頻振動信號量化分析技術，消除人為因素對探測結果的影響，無需經驗，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通過發射系統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，并帶動燃氣管道產生相同頻率振動，進而帶動周圍土壤等介質振動（圖 4）。我們將拾音系統放置于地表，會接收到相同頻率但強度不同的振動信號，經量化分析后，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，柱狀圖會以不同數值體現，指導探測人員找尋管道位置（圖 5）。該項技術將需要人耳識別的聲音信號還原為其本質振動信號，通過特定接收裝置和特殊算法后，以數值和柱狀圖形式體現，直觀表示管道位置。

4 應用實例

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

（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下能否正常工作非常關注。經實際應用， GL20不受低溫環境影響，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，提高探測的精度和效率。公司經過反復比選，最終選定GL20產品。

作者：王朝陽 ，西安捷通智創儀器設備有限公司總經理。