بررسی تخصصی فناوری آکوستیک متمرکز و نقش آن در تشخیص دقیق نشتی

سنسورهای پیزوالکتریک چیست؟

سنسورهای پیزوالکتریک (Piezoelectric Sensors) المان‌هایی هستند که با اعمال لرزش یا فشار مکانیکی، بار الکتریکی تولید می‌کنند. این ویژگی آن‌ها را برای تشخیص صداهای بسیار ضعیف ناشی از نشت آب در زیرسطح ایده‌آل می‌کند.

 حساسیت سنسور  V/G (Voltage per G)

حساسیت سنسورهای آکوستیک معمولاً بر حسب:  V/G = Voltage per Acceleration  (m/s² یا G) تعریف می‌شود.

این فاکتور مشخص می‌کند سنسور برای هر مقدار لرزش، چه مقدار ولتاژ تولید می‌کند.
هرچه مقدار V/G  بالاتر باشد، سنسور توانایی بیشتری در تشخیص صداهای ضعیف نشت آب دارد.

 اهمیت حذف نویز (Noise Reduction)

در محیط‌های شهری و ساختمانی، نویزهای زیر وجود دارند: صدای خودرو، ارتعاش کولر گازی، صدای سیستم برق، جریان آب‌های مجاور، نویز الکترومغناطیسی بنابراین نشت‌یاب‌های حرفه‌ای باید:

• صدای اصلی نشت را تقویت (Amplification)
• نویزها را حذف (Noise Filtering)
• فرکانس‌های غیرمرتبط را فیلتر (Band-pass Filtering)
• تحلیل فرکانسی دقیق انجام دهند (FFT Analysis)

این فرایند باعث ایجاد یک صدای واضح، شفاف و قابل تشخیص برای تکنسین می‌شود.

بررسی تخصصی فناوری آکوستیک متمرکز و نقش آن در تشخیص دقیق نشتی**

فناوری آکوستیک متمرکز یکی از پیشرفته‌ترین روش‌های تشخیص نشت آب در شبکه‌های آب‌رسانی شهری و تاسیسات ساختمانی است. این فناوری با استفاده از سنسورهای پیزوالکتریک بسیار حساس، تقویت سیگنال، فیلترینگ پیشرفته و تحلیل فرکانسی، امکان تشخیص نشت‌های ریز تا عمق چندمتری را فراهم می‌کند.
در این مقاله، ساختار فناوری آکوستیک، فرایند حذف نویز، اهمیت تحلیل فرکانسی و نقش آن در افزایش دقت نشت‌یابی بررسی می‌شود.

۱. مقدمه

نشت آب یکی از مهم‌ترین عوامل هدررفت واقعی در شبکه‌های آب‌رسانی است. بسیاری از شکستگی‌های ریز در لوله‌های پلی‌اتیلن، فلزی یا PVC به‌صورت پنهان و بدون علائم ظاهری رخ می‌دهند و تنها با فناوری آکوستیک متمرکز قابل تشخیص هستند.
این روش امروزه هسته اصلی عملکرد نشت‌یاب‌های آکوستیک حرفه‌ای است و در شرکت‌هایی مانند فرآیند ارقام پرداز (FAP) در قالب محصولاتی چون PERIJA توسعه یافته است.

۲. فناوری آکوستیک متمرکز چیست؟

فناوری آکوستیک متمرکز (Focused Acoustic Detection) بر این اساس عمل می‌کند:

• نشت آب از لوله باعث ایجاد ارتعاشات و امواج صوتی می‌شود
• این صداها از طریق خاک، آسفالت یا بتن منتشر می‌شوند
• سنسورهای دقیق آن‌ها را دریافت و تقویت می‌کنند
• نویز محیطی حذف شده و امواج اصلی تحلیل می‌شوند

این روش قابلیت تشخیص نشت در عمق ۱ تا ۵ متر و حتی نشت‌های بسیار کوچک را دارد.

۳. نقش سنسورهای پیزوالکتریک پرحساسیت

سنسورهای پیزوالکتریک قلب دستگاه نشت‌یاب هستند. مزایای آن‌ها عبارتند از: پاسخ‌دهی سریع به لرزش‌های کوچک، سختی مکانیکی بالا، حساسیت بسیار زیاد (نرخ V/G بالا)، پایداری در دماهای مختلف. نشت‌یاب‌های پیشرفته از سنسورهایی استفاده می‌کنند که قادرند صداهای زیر ۱۰ میکرو ولت در فرکانس‌های ۳۰ تا ۳۰۰۰ هرتز را قابل شنود کنند.

۴. حذف نویز و فیلترینگ پیشرفته

حذف نویز مهم‌ترین بخش فناوری آکوستیک است. در محیط عملیاتی، صدای نشت با نویزهای محیطی مخلوط می‌شود.

نشت‌یاب‌های حرفه‌ای از ترکیبی از موارد زیر استفاده می‌کنند:

• فیلتر پایین‌گذر (Low pass) حذف صداهای با فرکانس بالا مثل کشش سیم یا ترافیک.
• فیلتر بالاگذر (High-pass)حذف فرکانس‌های پایین مثل لرزش کولر یا جریان آب همسایه.
• فیلتر باندپَس (Band-pass)انتخاب بازه فرکانسی دقیق نشت (معمولاً 100–1500 Hz).
• تقویت سیگنال (Ultra Low-noise Amplifier) تقویت نویز کمتر از ۱ میکرو ولت.
• تحلیل فرکانسی (FFT – Fast Fourier Transform)
• نمایش دقیق امواج نشت و جداسازی آن‌ها از نویز.

فناوری فیلترینگ پیشرفته باعث می‌شود سیگنال نشت کاملاً واضح و قابل تشخیص شود.

۵. اهمیت فناوری آکوستیک متمرکز در تشخیص دقیق نشتی

این فناوری باعث:

• افزایش دقت تشخیص نشت
• کاهش حفاری غیرضروری
• کاهش هزینه تعمیرات
• کاهش هدررفت واقعی شبکه
• تسریع فرآیند پیمایش خطوط
• افزایش کیفیت پروژه‌های DMA و SCADA

می‌شود. استفاده از دستگاه‌های حرفه‌ای با سنسورهای پیزوالکتریک دقیق در کاهش خطای نقطه‌زنی بسیار موثر است.

۶. کاربرد در پروژه‌های شهری و ساختمانی

این فناوری در موارد زیر بیشترین کارایی را دارد: نشت‌یابی لوله‌های مدفون خطوط اصلی ، فرعی ، خطوط انتقال، انشعابات مشترکین، شیرخط‌ها و مفصل‌ها، شبکه‌های پلی‌اتیلن، ساختمان‌های مسکونی، گرمایش از کف

۷. نقش شرکت فرآیند ارقام پرداز (FAP)

شرکت دانش‌بنیان فرآیند ارقام پرداز یکی از پیشگامان توسعه فناوری آکوستیک در ایران است و با طراحی نشت‌یاب‌های: پریجا پلاس PERIJA PLUS، پریجا مینی PERIJA MINI VPRO و PERIJA MINI VPICK-UP توانسته کیفیت و دقت نشت‌یابی را به استانداردهای بین‌المللی نزدیک کند و با نوآوری و خلاقیت در برخی مشخصات یکی از بهترین نشت یاب های آکوستیک ژءوفون جهان باشند.

ویژگی‌های مهم نشت‌یاب‌های FAP:

• سنسورهای آکوستیک فوق‌حساس
• فیلترینگ چند مرحله‌ای
• صدای شفاف و Clear
• تحلیل هوشمند نشت (ALJ Mode) – سیستم تشخیص اتوماتیک وجود و شدت نشت
• سازگار با GIS
• کیفیت ساخت صنعتی و صادراتی

۸. جمع‌بندی

فناوری آکوستیک متمرکز، یکی از دقیق‌ترین و مهم‌ترین روش‌های تشخیص نشت آب است.
ترکیب سنسورهای پیزوالکتریک با فیلترینگ پیشرفته و تحلیل فرکانسی، این امکان را می‌دهد که حتی کوچک‌ترین نشت‌ها در عمق چندمتری شناسایی شوند. استفاده از نشت‌یاب‌های استاندارد و معتبر مانند سری  PERIJA، کیفیت پروژه‌های نشت‌یابی را به‌صورت چشمگیری افزایش می‌دهد.

منابع (References)

• ISO/IEC 17025:2017 – Calibration and Testing Laboratories Requirements
• ASTM F3220-17 – Standard Guide for Leak Detection in Water Networks
• IWA Water Loss Specialist Group – Acoustic Leak Detection Best Practices
• Radio detection Ltd. – Acoustic Detection Principles
• AWWA Manual M36 – Water Audits and Loss Control

شرکت فرآیند ارقام پرداز (دانش بنیان)

تولید کننده آشکارسازهای زیرسطحی و ابزار دقیق تاسیسات

پیشرو و رهبر صنعت آشکارسازی زیرسطحی ایران

 

www.fap-company.com

sales@fap-company.com

021-57812

021-88909577