PE（聚乙烯）材質(zhì)的管道越來越多的應(yīng)用于燃氣、供水、消防等城市地下管網(wǎng)中。供水的PE管道材質(zhì)和燃氣PE管道一樣，埋地后同樣面臨著探測的難題。

       在我們使用主動聲源PE探管儀探測PE燃氣管道的過程中，很多管線探測同行馬上就聯(lián)想到既然燃氣PE管道可以準(zhǔn)確測了，那供水的PE管道能不能測呢？

       2021年5月，應(yīng)業(yè)主方的邀請我們來到武漢某工地，采用主動聲源PE探管儀進行供水PE管道的探測試驗。

       我們通過改進聲波驅(qū)動器，順利地和消防管道的入口（消防栓）連接起來，令我們非常驚喜的探測結(jié)果，通過這個方法在信號源的兩邊單向各自探測到了100多米，難道我們供水PE管道真的就這樣成功了？

       經(jīng)過微弱的信號搜索，我們成功解決了業(yè)主在這一處供水PE管道的探測，這也是我們第一次在供水PE管道上成功測試。

       但是總體來說，和燃氣PE管道探測相比，燃氣PE管道單向探測最長距離可以到達1公里以上，探測信號很強、很明顯。為什么供水PE管道必須要通過微弱信號才能探測得到呢？

       主動聲源PE探管儀是通過向管道中的介質(zhì)施加一個特定頻率聲波信號，聲波再沿著管道傳播到達地面，在地面通過聲波信號分析從而到達探測的目的。

       其中管道中的介質(zhì)是信號傳播的關(guān)鍵，也是使用主動聲源PE探管儀的地球物理應(yīng)用條件。

       聲波在各類介質(zhì)傳播特性差別很大。這與管內(nèi)介質(zhì)的物理屬性-----聲阻抗關(guān)系密切，聲阻抗的物理含義就是聲波傳導(dǎo)時介質(zhì)位移需要克服的阻力，聲阻抗值越大表明介質(zhì)對聲波傳播的阻礙就越大。

      注：圖片來源《聲學(xué)基礎(chǔ)》（第三版），杜功煥等人著

       從上圖中我們看出，PE燃氣管中介質(zhì)----甲烷的特性阻抗值為294N·s/m3,空氣的特性阻抗值為415N·s/m3。

       我們在探測過程中也遇到有很多朋友問：沒有使用的燃氣PE管道能不能探測呢？

       當(dāng)然也是可以的，沒有通氣的PE燃氣管也是可以探測，只要有空氣，也可以探測。只是因為聲阻抗的原因，效果沒有比探測通氣了的PE燃氣管好。

       我們再看看水的聲阻抗值1.480×103·103N·s/m3，這約是甲烷氣體阻抗值的5000倍，約是空氣的3500倍，水的聲阻抗非常大，所以聲波在水中傳播時能量衰減的太快。

       這也是我們在供水PE管道探測中信號很弱的原因。同時也有人疑問到，聲波在氣體、液體、固體中的傳播速度是：

固體>液體>氣體

       那么，聲波不是在水（液體）中傳播的速度不是比空氣中傳播更快嗎？

       這里有個理解的誤區(qū)，探測傳感器所測的是聲波在空間中傳播時的振動幅度，可以理解為信號強度，而不是探測聲波的速度。信號的強度和介質(zhì)的聲阻抗有很大的關(guān)系。

       所以根據(jù)目前的PE探管儀音頻驅(qū)動器的功率有限，即不可能再將功率提高幾千倍來達到增加遠距離聲波信號的問題。這就是目前供水PE管道和燃氣PE管道探測效果存在差異的主要原因。

       盡管信號比較弱，但是我們在供水PE管道或者消防管道中有個有利的條件：

       不管是供水PE管道還是市政的消防管道，具有多的閥門和消防栓作為信號接口。

       按照 《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014要求第7.2.5條：市政消火栓的保護半徑不應(yīng)超過150m，間距不應(yīng)大于120m。

       在不大于120m的消防栓接入口中完全可以采用主動聲源PE探管儀進行探測。

       我們在實際探測過程中，如果遇到供水PE管道的探測問題，可以采用主動源PE探管儀試試。任何物探方法都具有應(yīng)用的條件，通過現(xiàn)場主動的施加探測方法有利條件，也能解決我們的探測問題。

       全文結(jié)束，對供水PE管道探測感興趣的同行可以加王工微信討論，或者關(guān)注公眾號，回復(fù)“2”獲取PE管道探測應(yīng)用案例。