超声波传感器可以保护住宅燃气管道

UBCOkanagan的一组研究人员正在研究一种使用高科技传感器监测地下天然气管道的新方法，这种方法可以更容易地发现住宅天然气管道中的薄弱环节、差异甚至改道。

虽然对射线照相、超声波检测、目视检查和探地雷达等钢管诊断方法进行了大量研究，但应用科学硕士学生AbdullahZayat表示，对常用的高密度聚乙烯(HDPE)管进行的研究很少，将天然气输送到家庭。

“及早发现结构退化对于保持安全性和完整性至关重要。它可以降低发生灾难性故障的风险，”他解释道。

Zayat和他的导师、电气工程助理教授AnasChaaban博士测试了一种技术，该技术允许使用超声波传感器检查HDPE管道——超声波传感器通过管道传输超声波信号。

新的监测方法限制了天然气转移的可能性——天然气被虹吸到一个未计量的地点以进行未计量的消耗。

“这种篡改管道会带来很多风险，因为它没有记录，违反了管道质量标准，并可能导致潜在的泄漏和爆炸。这可能对改造后的输气管道附近的公共安全、财产和环境构成重大风险”Chaaban博士说。“过去曾通过口口相传、泄漏或在建筑工地意外遇到未记录的天然气管道发现此类改道。”

先前的研究已经研究了使用超声波导波(UGW)检测金属结构。但是这种类型的测试尚未用于检查非金属结构，例如HDPE管道。

“鉴于地下管道的隐蔽性，对其进行检查非常具有挑战性。现有的解决方案包括探地雷达和内窥镜摄像头，这些都是侵入性的，并且使检查人员面临嫌疑人的潜在风险。因此，最好使用检查管道的非侵入性方法。”

这种方法可以使用超声波传感器检查埋地、绝缘和水下管道。Zayat解释说，它还提供了比传统超声波检测更大范围的检查，因为它使用管道本身的结构作为波导。

“UGW传感因其单一测试位置的远程检测能力而受到业界的广泛关注。他们可以从单一位置检测超过100米的管道，”他补充道。

这种类型的检测系统是独一无二的，因为传感器夹在管道的裸露部分，并连接到地面上方与仪表相连的管道部分。

虽然这项技术仍处于早期阶段，但Chaaban博士指出，目前的大部分研究都涉及开发和评估用于检测管道改道的深度学习算法。结果表明，当使用一个接收传感器时，该方法具有90%的准确度，而当使用两个接收传感器时，准确度接近97%。

传感器的未来用途可能包括检查埋地、绝缘和水下管道。

Chaaban博士补充说：“通过将经典信号处理与机器学习相结合，我们可以更高效、更准确地确定是否存在问题。”

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