نقش سنسورهای صوتی در کاهش هدررفت آب در شبکه‌های شهری

(A Technical Review of Acoustic Sensors in Urban Water Loss Reduction)

هدررفت آب یکی از جدی‌ترین چالش‌های مدیریت شهری در ایران و جهان است. بخش قابل توجهی از این هدررفت ناشی از نشت‌های پنهان در لوله‌های مدفون شبکه توزیع است؛ نشتی‌هایی که غالباً تا ماه‌ها دیده نمی‌شوند و تنها زمانی آشکار می‌شوند که شکست بزرگتری رخ دهد یا مقدار هدررفت واقعی در شاخص‌های آب بدون درآمد (NRW) Non-Revenue Water افزایش یابد. یکی از مؤثرترین فناوری‌های جهان برای شناسایی این نشت‌های نامرئی، سنسورهای صوتی (Acoustic Sensors / Geophone Sensors)  هستند؛ ابزارهایی که با شنیدن امواج و ارتعاشات ناشی از خروج آب، امکان تشخیص دقیق نشت را فراهم می‌کنند.

در این مقاله نقش سنسورهای صوتی در کاهش هدررفت آب، پارامترهای کلیدی عملکرد آن‌ها، کاربرد در نشت‌یاب‌های آکوستیک و همچنین استفاده از این سنسورها در سامانه‌های پایش پیوسته (Monitoring Systems) بررسی می‌شود.برای مطالعه بیشتر در مورد دستگاه نشت یاب کلیک کنید.

نقش اساسی سنسورهای صوتی در تشخیص نشت

وقتی آب از یک ترک یا سوراخ کوچک در لوله فلزی، پلی‌اتیلن یا چدنی خارج می‌شود، ارتعاشاتی ایجاد می‌کند که در طیف فرکانسی بین 80 تا 2500 هرتز قابل شناسایی است. سنسورهای صوتی با دریافت این ارتعاشات، آن‌ها را به سیگنال الکتریکی تبدیل کرده و امکان تحلیل دقیق‌تر نشت را فراهم می‌کنند.

این سنسورها در موارد زیر نقش کلیدی دارند:

• تشخیص نشت‌های ریز (Micro Leakage)
• تشخیص نشت در اعماق بالا
• تشخیص نشت در خطوط انتقال و توزیع
• نقطه‌ زنی دقیق (Pinpointing)
• تشخیص مکان شکست‌های پنهان

بدون سنسورهای صوتی پیشرفته و حساس، تشخیص نشت در شبکه‌های شهری تقریباً غیرممکن است. برای مطالعه بیشتر در مورد دستگاه نشت یاب کلیک کنید.

پارامترهای کلیدی در سنسورهای آکوستیک

سنسورهای آکوستیک حرفه‌ای پارامترهای مهمی دارند که کیفیت تشخیص نشت را تعیین می‌کند:

• حساسیت (Sensitivity – V/g یا  V/µBar)

سنسورهای حرفه‌ای باید نسبت به کوچک‌ترین ارتعاش حساس باشند. حساسیت بالاتر یعنی:

• تشخیص نشت‌های کوچک
• عملکرد بهتر در محیط‌های پر نویز
• افزایش دقت نقطه‌زنی

• بازه فرکانسی (Frequency Bandwidth)

نشت‌های مختلف در لوله‌های مختلف فرکانس‌های متفاوت ایجاد می‌کنند. بهترین سنسورها بازه 80 تا 2500Hz  را پوشش می‌دهند. برای مطالعه بیشتر در مورد دستگاه نشت یاب کلیک کنید.

 

• نسبت سیگنال به نویز (SNR)

سنسور باید در نویز محیطی شهری عملکرد قابل اعتمادی داشته باشد.

• جنس بدنه و طراحی مکانیکی

بدنه باید: ضد ضربه، مقاوم در برابر رطوبت، دارای کوپلینگ مؤثر با سطح، سبک باشد.

• دقت تقویت‌کننده (Low Noise Pre-Amp)

تقویت‌کننده کم‌نویز برای جلوگیری از ایجاد سیگنال‌های ناخواسته ضروری است. برای مطالعه بیشتر در مورد دستگاه نشت یاب کلیک کنید.

تنها شرکت ایرانی سازنده سنسورهای آکوستیک حرفه‌ای: شرکت دانش بنیان فرآیند ارقام پرداز

یکی از نکات مهم صنعت نشت‌یابی در ایران این است که تنها شرکت داخلی دارای تکنولوژی تولید سنسورهای آکوستیک ژئوفون (Acoustic Geophone Sensors)  شرکت فرآیند ارقام پرداز (FAP) است. این شرکت با بیش از 25 سال سابقه و تجربه گسترده در طراحی تجهیزات آشکارسازی زیرسطحی، توانسته:

• سنسورهای آکوستیک با حساسیت بالا
• تقویت‌کننده کم‌نویز
• کوپلینگ دقیق
• و پایداری مناسب در محیط‌های شهری

طراحی و تولید کند، امری که در ایران کاملاً منحصر به ‌فرد است. برای مطالعه بیشتر در مورد دستگاه نشت یاب کلیک کنید.

کاربرد سنسورهای صوتی در نشت‌یاب‌های آکوستیک

نشت‌یاب‌های آکوستیک که ابزار اصلی کشف نشت هستند، تمام عملکرد خود را مدیون سنسورهای صوتی‌اند.

این دستگاه‌ها با استفاده از سنسور آکوستیک، فیلترینگ هوشمند، آنالیز فرکانس، حذف نویز و الگوریتم‌های تشخیص نشت ، به تشخیص نشت و نقطه‌زنی کمک می‌کنند. در ایران این سنسورها در دستگاه‌های پریجا پلاس PERIJA PLUS و پریجا مینی PERIJA MINI و مدل‌های جدید شرکت به‌صورت گسترده استفاده شده‌اند و در پروژه‌های شهری، روستایی و خطوط انتقال عملکرد بسیار موفقی داشته‌اند.

سنسورهای صوتی در سامانه‌های پایش پیوسته  (Permanent Leak Monitoring Systems)

نقش کلیدی در کاهش هدررفت واقعی آب

در دنیا یکی از پیشرفته‌ترین روش‌های مدیریت هدررفت آب، نصب سنسورهای صوتی ثابت در نقاط مختلف شبکه است. این سنسورها در:

• شیرخط‌ها
• هیدرانت‌ها
• دریچه‌ها
• نقاط بالادست شبکه
• خطوط حساس انتقال

نصب شده و صدای شبکه را 24 ساعته پایش می‌کنند. برای مطالعه بیشتر در مورد دستگاه نشت یاب کلیک کنید.

این سامانه‌ها:

• داده‌ها را به ‌صورت آنلاین (Cloud-Based) جمع‌آوری می‌کنند
• با هوش مصنوعی، الگوهای نشت را تحلیل می‌کنند
• مکان تقریبی نشت را روی نرم افزارهایGIS مشخص می‌کنند
• نشت‌های پنهان را قبل از بزرگ شدن شناسایی می‌کنند

این کار می‌تواند ده‌ها درصد هدررفت واقعی (Real Loss) را کاهش دهد و زمان کشف نشت و هدررفت را بشدن کاهش دهد. برای مطالعه بیشتر در مورد دستگاه نشت یاب کلیک کنید.

پروژه ملی مونیتورینگ نشت آب – گام بزرگ شرکت فرآیند ارقام پرداز

شرکت فرآیند ارقام پرداز که پیشتر پروژه بزرگ مونیتورینگ ولتاژ حفاظت کاتدیک شرکت گاز استان تهران را با موفقیت اجرا کرده بود، اکنون وارد فاز توسعه یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های ملی مدیریت هوشمند نشت آب شده است.

این پروژه شامل:

• طراحی سنسورهای صوتی صنعتی
• ایجاد شبکه هوشمند پایش نشت
• پردازش ابری  (Cloud Processing)
• تحلیل هوشمند داده‌ها
• و اتصال سیستم به GIS شهرداری‌ها و شرکت‌های آب و فاضلاب

است و می‌تواند طیف وسیعی از نیازهای مدیریت نوین آب را پوشش دهد. برای مطالعه بیشتر در مورد دستگاه نشت یاب کلیک کنید.

مزایای کلیدی استفاده از سنسورهای صوتی در شبکه‌های شهری

• تشخیص نشت‌های بسیار کوچک قبل از رسیدن به مرحله شکست
• کاهش محسوس هدررفت واقعی آب
• کاهش هزینه حفاری، تعمیرات و خسارت
• افزایش عمر لوله‌ها
• افزایش تاب ‌آوری شبکه در برابر فشارهای هیدرولیکی
• ایجاد بانک داده برای مدیریت هوشمند شبکه
• امکان استفاده در پروژه‌های DMA / LCZ
• بهبود شاخص NRW برای مطالعه بیشتر در مورد دستگاه نشت یاب کلیک کنید.

جمع‌بندی

سنسورهای صوتی یکی از ستون‌های اصلی نشت‌یابی مدرن و مدیریت هدررفت آب در جهان هستند. این سنسورها از نشت‌یاب‌های آکوستیک دستی تا سامانه‌های پیشرفته پایش پیوسته نقشی حیاتی در کاهش هدررفت واقعی و افزایش بهره‌وری شبکه‌های شهری ایفا می‌کنند.

در ایران، شرکت فرآیند ارقام پرداز به‌عنوان تنها تولیدکننده سنسورهای آکوستیک ژئوفون داخلی و از پیشگامان طراحی سیستم‌های هوشمند مدیریت نشت، سهم مهمی در توسعه فناوری‌های بومی این حوزه دارد.

شرکت فرآیند ارقام پرداز (دانش بنیان)

تولید کننده آشکارسازهای زیرسطحی و ابزار دقیق تاسیسات

پیشرو و رهبر صنعت آشکارسازی زیرسطحی ایران

برای مطالعه بیشتر در مورد دستگاه نشت یاب کلیک کنید.

www.fap-company.com

sales@fap-company.com

021-57812

021-88909577