相关仪及其在水平衡测试中的应用

　　1问题的提出

　　水是自然界的重要组成物质，地球上水的储量虽然很大，但陆地上可供人类使用的淡水仅为总水量的 0.007%;而中国的水资源总量只占全世界的7%，人均更少，只有全世界的 1/4，属于水资源紧缺的国家。不仅如此，中国的水资源具有时间上分布不均匀、年际年内变化幅度大、地区分布不均、水土之间的矛盾突出、河流天然水质差异明显、含沙量大等特点。

　　同时，还存在水资源紧缺与用水浪费并存、水质污染迅速发展等问题。根据《中国可持续发展水资源战略研究综合报告》预测，我国用水高峰将在2030 年出现，如果现在还不采取措施节约用水，届时我国人均可用水量将达到国际公认警戒线1700m3。

　　目前，我国的水资源问题已经成为国民经济和社会发展的重要制约因素。开源节流、坚持把节约用水放在首位，建立节水型社会是水资源可持续发展的最重要、最根本的对策。

　　江苏油田虽然地处江南水乡，但仍然积极响应国家号召，加强节约用水工作，自 2003 年以来，先后对油田的机械厂、运输公司、石化厂等单位进行了水平衡测试，对存在的不合理用水、跑、冒、滴、漏等问题，提出了整改意见并且督促实施，从而实现了合理用水、节约用水。据统计，开展水平衡测试后，这些单位的用水量下降了 20%~40%。这其中，测试仪器是关键。除了常用的水表、压力表，流量计等，我们还运用了相关仪，找出有水漏失的管线、探测漏点的具体位置就可以挖出管线、找到有问题的漏点和阀门进行改造。

　　2 工作原理

　　2.1 检漏

　　根据漏水声沿管道传播到达分置的探头的时间差来确定漏点。供水管道存在漏水时，漏水声音会沿管道传播，在两端放置的探头会收到漏水信号。如果漏水点正好在中间，漏水信号同时到达。如果不是在中间，会有先后而得到时间差 Td。设总距离为L、声音传播速度为 V，则可以求得漏水点到 A 探头的距离 N，如图 1 所示。

　　MC7 相关仪由 3 个探头(传感器)、3 个发射机和主机组成。探头将漏水声音转换成电信号送往发射机，发射机将漏水信号放大后用高频无线电发射出去，主机能够接收 3 路无线电信号供机内电脑的相关处理程序做两两相关分析，分析结果在主机的显示屏上显示。通常一个发射机连上探头和耳机就是一套可以独立使用的听音仪，在主机插上耳机也可以监听来自各发射机的漏水声音。

　　启动主机，会收到来自发射机的漏水信号，输入管道材质、口径、长度等数据，进入相关处理程序，查看处理结果。如果有漏水，显示器显示出漏水位置。输入管道材质和口径是为了从相关仪内部数据库中选用对应的声音速度，也可以直接输入被测管道的声速。声速选择的正确与否，有时会对检测定位误差有很大影响。漏水信号显示为一个尖波峰，如图 2 所示，相应的延迟时间为 td，根据 td和管道长度可计算出漏水点距离。