Шохойн шугамын шалгалтанд ашиглагдаж буй усанд дүрэх илрүүлэлтийн тоног төхөөрөмжийн хөгжил

Дүрслэх шалгалтаас эхлэн дүрслэгдэхгүй шохойн шугамын шалгалтын технологийн хөгжил

Өмнө үед шороо угаах системийг шалгах гэдэг нь хүмүүсийг гарааны гэрэлтэй л илгээх байсан бөгөөд энэ нь тэднийг бодит аюулын дор оруулж, хязгаарлагдмал үр дүн өгдөг байв. Гэсэн хэдий ч одоо үед энэ бүхэн бүрэн өөрчлөгдсөн бөгөөд цацрагт дохиоллын тоног төхөөрөмжүүдийн тусламжтай болсон. Робот мэлхийнүүд хоолойнуудаар гулсаж, маш тод камерууд дэлгэрэнгүй зургийг авч, лазер нь бараг бүх хоолойн гадаргууг хамарсан нарийвчилсан зураглалыг бий болгоно. Ингэхдээ хэн ч дотор нь орох шаардлагагүй (2023 оны тайлангийн дагуу U.S. Water Alliance-ийн олж мэдсэнээр). Ердийн нүдэнд харагдахгүй байгаа хэцүү байршлыг шалгахад инженерүүд хоолой доторх даралтын долгион, хуучин бетон хоолой дахь нууц трещиныг илрүүлэх вибрацийг мэдрэх жижигхэн IMU гэх мэт сенсоруудад тулгардаг. Энэ технологийн тусламжтайгаар шалгалт нь зөвхөн харахаас хамаагүй илүү сайн болсон.

Орчин үеийн шороо угаах системийн шалгалтанд бодит цагт мэдээлэл цуглуулахын үүрэг

Орчин үеийн шалгалтын системүүд нь хоолойн хэлбэр, усны хурд болон гэмтлийн хэмжээний талаарх мэдээллийг утасгүйгээр илгээдэг тул тайланг хүлээхийн оронд шууд шийдвэр гаргаж болдог. Эдгээр шинэ технологийг хэрэгжүүлсэн хотууд нь өмнөх арга барилаас бараг хагас өдрийн дотор хуралт байсан хэсгүүдийг цэвэрлэж чаддаг. Ашиглагдаж буй мэдээллийн сан ч маш ухаалаг бөгөөд одоогийн шалгалтын үр дүнг өмнөх засварын түүхтэй холбодог. Энэ нь дараа нь ямар асуудал гарч болох тухай илүү нарийн таамаглал хийхэд тусалдаг. Үр дүнд нь Чикаго зэрэг байгууд жаргалтай засварын дуудлагаа зөвхөн таван жилийн дотор ойролцоогоор гуравны нэгээр бууруулсан байна.

Акустик хуралтын детекторууд далд гэмтлийг илрүүлэхэд хэрхэн сайжруулах вэ

Пьезоэлектрик хувиргуур бүхий дууны детекторууд 2-оос 15 кГц хүртэлх давтамжийн утгыг цацруулдаг. Энэ нь бага давтамжийн эргэлт үүсгэдэг ундарга, мөн өндөр давтамжийн хэлбэлзэл үүсгэдэг модны язруудыг хооронд нь ялгахад тусалдаг. Чикагогийн нэгдсэн шугамын сүлжээнд хийсэн талбайн шалгалтанд илүүтэй үр дүн гарсан байна. Систем нь диаметр нь 10 см эсвэл бага хэмжээтэй ус доорх саатлыг олох үед ойролцоогоор 88% нарийвчлалтай ажиллаж чадсан байна. Энэ нь цэвэршүүлэх усны нөхцөл байдал муу үед харах боломж муутай традицион CCTV шалгалтаас ойролцоогоор гурван дахин илүү сайн үр дүнтэй гэсэн үг юм. Эдгээр системийг онцгойлж буй зүйл бол тэдгээрийн эвлэхгүй байдаг. Харах боломжгүй үед ч гэсэн насосыг гэмтлээс хамгаалж, тодорхой уншилтыг авах боломжийг олгодог.

Ус доорх илрүүлэлтийн тоног төхөөрөмжийн үндсэн технологи: Сонар ба дууны мэдрэгч

Дэлгэрэнгүй сонорын зондыг усанд дүрээд байгаа гэмтлийг илрүүлэхэд

Энэ үед цэвэр усны шугамын шалгалтын багууд нь 50 фут орчим усан дорх гүнийхөөс хиймэлгүй овоорлогдсон хоолойнууд дахь ойролцоогоор 0.08 инч өргөнтэй маш жижигхэн трещинуудыг илрүүлэхийн тулд 800 кГц-ээс 1.2 МГц хүртэлх давтамжид ажилладаг дууны долгионы зондыг ашиглаж байна. Эдгээр төхөөрөмжүүдийг ялгагч нь харагдац муу үед ч 0.2 инч хүртэл нарийн дэлгэрэнгийг харах чадвар юм. Тэдгээрууд модны язгуур хоолой руу нэвтрэх, эсвэл хоолойн дотор минераллаг туун үүсэх зэрэг асуудлыг 97% нарийвчлалтайгаар илрүүлдэг бөгөөд энэ нь 2024 онд Нийслэлийн Дотоод Байгуулалтын Сэтгүүлд нийтэлсэн саяхны судалгаагаар үзүүлснээр ердийн камерууд хийж чаддаггүй зүйл юм. Ус доорх хоолойн сүлжээтэй ажилладаг хэн бүхэнд энэ төрлийн технологи одоогоор бараг үнэлгээгүй болсон.

Пульс-эхо vs. Хажуу зураг авах дууны долгион: Нарийн цэвэр усны хоолойд хэрэглэх

Цэвэр усны хоолойд зай хязгаарлагдмал байдлыг шийдвэрлэх хоёр үндсэн төрлийн дууны долгион байдаг:

• Пульс-эхо системүүд гэмтлийн гүнийг үнэлэхэд коллапс болсон хэсгүүдийг үнэлэхэд тохиромжтой байдаг буцах сигналын цагийг хэмждэг
• Хажуу зураг авах дууны долгион татагддаг массивыг ашиглан 210° хүрэх нөхцөл байдлын зураглал үүсгэх нь 12–36 дюйм диаметртэй хоолойд тусгайлан үр дүнтэй байдаг. 147 хотын 2023 оны судалгаанд талбайн гэрлийн соноргийг ашигласнаар цахилгаан хяналтын камер (CCTV) -тэй харьцуулахад жижиг бетонон шугамын ухалтын алдаа 62%-иар буурсан бөгөөд ийнхүү шаардлагагүй ухалтын зардлыг хэмнэхэд түүний ач холбогдол батлагдсан.

Дууны болон даралтын мэдрэгчийн гаралтыг нэгтгэсэн өгөгдлийн нэгтгэлтийн аргачлал

Хөгжилд чиглэгдсэн системүүд нь сонорыг даралтны хувиргагууртай нэгтгэж, байршил болон гидравлик нөлөөллийг харуулсан 3D саатлын загвар үүсгэдэг. Энэхүү нэгдэл нь дууны сүүдрийг урсгалын эсэргүүцлийн загваруудтай харьцуулах замаар насосны станцын шалгалтанд буруу эерэг хариу 41%-иар бууруулдаг (Усны нөөцийн технологийн хяналт 2024) бөгөөд нарийн нөхцөл байдлын усан доорх орчинд оношлогоог сайжруулдаг.

Насосны станц дахь саатлын байршлыг нарийвчлалтай мэдрэгчээр яг тодорхойлох

Олон мэдрэгчийн массивыг ашиглан усанд дүрэгдсэн насосны татамыг холоос илрүүлэх

Өнөөгийн доороос нь шахах насосны илрүүлэгч системүүд нь ихэвчлэн акустик, даралт, хэлбийлийн мэдрэгчдийг хамтатган ашиглан саатлыг илрүүлдэг. Эдгээр дэвшилтэт системүүд нь хоёр километр хүртэлх хоолойд 12% хүртэл багасах урсгалын хурдны жижиг өөрчлөлтийг ч барих бөгөөд энэ нь засварын багийг асуудлыг нарийвчлалтайгаар хагас метрийн нарийвчлалтайгаар тодорхойлоход тусалдаг. Америкийн усны аж ахуйн нийгэмлэгийн 2023 оны тайлангийн мэдээгээр энэ олон мэдрэгчийн байгууламж нь хуучин цорын ганц мэдрэгчийн арга замаас 41% илүү насосны зогсолтыг бууруулсан бөгөөд учир нь томоохон асуудал болохоос өмнө л асуудлыг илрүүлдэг.

Талбайн баталгаажуулалт: Шахах станц дахь саатлын байршлыг тодорхойлох нарийвчлалын хувь

18-н ялгаатай хотын усны газарт хийсэн туршилтууд нь эдгээр системүүд сенсорын уншлага болон машин зохицуулах технологийг хослуулах үед ойролцоогоор 92% нарийвчлалтай бөгтлөлтийг илрүүлж чаддаг болохыг харуулсан. Операторууд одоогийн даралтын өөрчлөлт болон өмнөх урсгалын загварыг хамт аднах үед нарийвчлал нь бараг 30%-иар сайжирсан. Хамгийн гайхалтай зүйл бол эдгээр системүүд орчин үеийн таван тохиолдлоос дөрөнд нь 15 см-ийн диаметртэй бөгтлөлтийг илрүүлж чаддаг. Энэ үзүүлэлт нь бохир усны хяналтын ISO 24516-2 шаардлагыг хангаж, мэргэжлийн стандартын дагуу бодит ертөнцөд ашиглахад бэлэн болохыг харуулж байна.

Харьцуулах үзүүлэлт: Акустик vs. Цахилгаан дохионы шинжилгээ (ESA) аргууд

Эрт үеийн саатлыг илрүүлэх гэдэг нь цахилгаан дохионы шинжилгээ (ESA) - тай харьцуулахад дууны системүүд маш сайн ажилладаг. Тестийн дагуу ESA нь хөдөлгүүрийн ачааллын өөрчлөлтийг 79% тохиолдолд илрүүлдэг бол өнгөрсөн жилийн Усны орчны нэгдлийн харьцуулах судалгаанд дууны массивууд нь хэсэгчилсэн бөглөрлийг олох 97% амжилтанд хүрсэн. Энэ нь их системийн гэмтлийг урьдчилан сэргийлэхийн тулд томоохон ялгааг үзүүлдэг. Харин эсрэгээр нь ESA-д дурдах ёстой нэг давуу тал байдаг. Суурилуулахад шаардагдах хугацаа ойролцоогоор 30%-иар бага байдаг нь эдгээр засвар үйлчилгээ шаарддаггүй гүйдлийн сенсоруудыг хяналтын кабинет дотор суурилуулахад хангалттай байдаг бол, шууд усны системд орох шаардлагатай бохир усанд дүрэгдэх техник хангамжийн цэвэрлэлттэй тэмцэх шаардлагагүй.

Гарцаарх шинжилгээ: Цахилгаан дамжуулагч чанарт өндөр бохир усны орчин дахь ESA-ийн хязгаарлалт

ЭЗА-ийн үр дүнтэй ажиллах чадвар нь дамжуулалтын чадал 2,500 µS/см-ээс дээш байх үед буурдаг бөгөөд энэ нь таван жилийн өмнөх 45 ашиглалтын компаниудыг судалсан судалгаанд дүгнэснээр 2023 онд далайн эрэг орчимд ихэвчлэн тохиолддог. Судалгаа нь давстай усны нөхцөлд ЭЗА системээс худал алдааны сигнал гаргасан компанийн долоон боов нь хүрсэн бол дууны технологийг ашигласан компанийн зөвхөн наймд нь нэг харьцаанд ийм алдаа гарсан гэж заажээ. Энд үйлчлэж буй зүйл бол цахилгаан дохионд саад учруулах зүйл байх эсэхээс үл хамааран дамжуулалтын чадал өөрчлөгдөх нь найдвартай унших үзүүлэлт гаргахыг хэцүү болгодог. Аз болоход, 20-200 кГц давтамжийн хүрээг хамарсан өргөн зурвасын дууны сенсорууд сүүлийн үед сайн үр дүн үзүүлж байгаа бөгөөд хэцүү орчинд ч бэлхүүрийн саатлыг олж танихад ойролцоогоор 89% нарийвчлалтай ажилласан. Бодит дэлхийн бохирдсон усны өөрчлөгдөх боломжгүй нөхцөл байдлыг тулгаруулах үед эдгээр дууны шийдэл нь илүү найдвартай гэдгийг шилжин ашиглаж буй ихэнх үйлчлэгчид олж мэдсэн.

Урьдчилан таамаглаж засвар үйлчилгээ үзүүлэх, үйл ажиллагааны үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд цаг хугацааны бодит өгөгдлийг нэгтгэх

Хөрөнгийн байдлыг бодит цагт мониторинг хийсэн өгөгдөл дээр суурилсан урьдчилан таамаглалын загварууд

IoT сенсорууд машин сургалттай хамтран ажиллах үед энэ нь инженерүүдэд үнэнчээр ашигтай болгохын тулд шинжилгээний цэвэр өгөгдлийг боловсруулдаг. Эдгээр системүүд хоолойнуудаар ус яаж урсаж байгаа, даралтын хэмжилтийн өөрчлөлт, мөн асуудал гарч болзошгүй юм уу гэдгийг харуулах ер бусын чимээ зэрэг зүйлсийг судалдаг. Өнгөрсөн жилийн NIST-ийн судалгаагаар ийм системүүд усан хангамжийн хоолойд үндэс нь өсөж орох, хоолойн дотор тоос эвдэрч хуримтлагдах зэрэг асуудлыг ойролцоогоор 87% нарийн үр дүнтэйгээр илрүүлж чаддаг. Хотууд энэ технологийг маш ихээр ашигтай гэж үздэг, учир нь насосууд бүрэн гэмтэхээс хамаагүй өмнө л анхааруулах боломжийг олгодог. Цөмжүүдийн зарим нь ийм урьдчилан таамаглалын аргыг нөхцөл байдлаас үл хамааран тогтмол засвар үйлчилгээ хийхийн оронд ашигласнаар аварга том ав экстренный засварын зардлаа дөнгөж дөрөвний нэгээр бууруулсан гэж тайлагнаж байна.

Реактивийн дараа урьдчилан сэргийлэх засварын арга барилууд руу шилжихийн өртөг-ашиг шинжилгээ

Асуудал гарахыг хүлээхийн оронд урьдчилан сэргийлэх арга замыг сонгох нь хүлээгдээгүй зогсонги түр зогсолтыг ойролцоогоор 40%-иар бууруулдаг бөгөөд зөв засвар үйлчилгээтэй байвал насосуудын амьдрал 3-5 жилийн хооронд уртсана. Өнгөрсөн жил гаргасан зарим судалгаагаар илэрсэнээр компаниуд эвдрэл гэмтэл гарсны дараа засварлахтай харьцуулахад шугаман фут тус бүрээр 18 ам.доллар хэмнэдэг байна. Энэ нь жилдээ дунджаар 22% зардлыг бууруулдаг гэсэн үг юм. Орчин үеийн арга барилуудыг ашиглах нь экологийн хувьд ч ач холбогдолтой. Хамгийн ихэвчлэн цэвэрлэгээгүй нохор усны урсгал нь саатал илрэхгүй байхад л ихэвчлэн гардаг. Ponemon Institute-ийн судалгаагаар бүх урсаж гарах явдлуудын бараг гурван хувь нь ийм далд саатлаас үүдэлтэй байдаг бөгөөд энэ нь ямар алдаа гарч, хаана болсноос хамааран 120 мянган бараг 750 мянган ам.долларын хооронд торгууль ногдуулахад хүргэдэг.

Саатал илрүүлснээс хамааран урьдчилан сэргийлэх засварын арга замаар бохирдлыг бууруулах

Хяналтын системүүд нь бодит цагт ажиллах замаар зууралтын 10-өөс 9-ийг нь урьдчилан сэргийлж, ихэсэхийг урьдчилан сэргийлдэг. Акустик датчик нь хоолойд ердийн урсгалын ойролцоогоор хагас ус орж ирэх үед мэдээллийг авч, техникийн үйлчилгээний баг нь төвлөрсөн шахмал усны тоноглолоор дунджаар зөвхөн дөрвөн цагийн дотор ажиллаж эхэлдэг. Энэ нь хариу үйлдэлд хугацаа их шаарддаг хуучин арга замаас хамаагүй илүү сайн юм. Илүү хурдан засвар хийснээр жилдөө 100 миль шугамын хувьд ойролцоогоор 1.2 сая галлоны бохирдлын бодис бидний усны замд орохоос сэргийлдэг. Үүний дүнд загасны тоо толгой эрүүл байдлаараа хадгалагдах бөгөөд системийн ойролцоо амьдардаг хүмүүсийн эрүүл мэндэд аюул учрах эрсдэл багасдаг байна. Энэ талаар 2023 оны ҮНБ-ийн судалгаанд дурдсан.

Түгээмэл асуулт

Шохойн шугамын шалгалтанд ус доорхи илрүүлэгч тоноглолыг ашигласнаар ямар давуу талтай вэ?

Ус доорх илрүүлэгч тоног төхөөрөмж нь аюулгүй байдлыг хангаж, нарийвчлалыг сайжруулж, шалгалтын хугацааг эрс бууруулдаг. Робот шувуу, өндөр нарийвчлалтай камер, лазерийн газрын зураг зэрэг технологиуд нь харагдах цэгийн шалгалтаас хэтэрсэн дэлгэрэнгүй үнэлгээг санал болгодог.

Бодит цагт мэдээлэл цуглуулах нь усан хангилах системийн шалгалтыг хэрхэн сайжруулах вэ?

Бодит цагт мэдээлэл авах нь усан хангилах системийн байдал, шаардлагатай засварын талаар шууд шийдвэр гаргах боломжийг олгоно. Мэдээлэлд шууд хандах нь саатлыг арилгах хугацааг бууруулж, урьдчилан цоошилтын засварыг сайжруулж, яаралтай засварын дуудлагыг бууруулдаг.

Дууны долгион ашигласан саатлын илрүүлэгч туяарсан усанд ажиллах чадалтай юу?

Тийм ээ, дууны долгион ашигласан илрүүлэгчид туяарсан усанд үр дүнтэй ажиллаж чадна. Эдгээр нь эвгүйцэлгүй шийдэл санал болгох бөгөөд традицийн харагдах арга замууд амжилтгүй болсон үед ч өндөр нарийвчлалыг хадгалж чаддаг.

Дууны долгион ашигладаг зондын тусламжтайгаар ус доорх дутагдалтой хэсгийг хэрхэн илрүүлэх вэ?

Сонарын зондыг 800 кГц-с 1.2 МГц хүртэлх давтамж ашиглан усанд дүрэгдсэн хоолойд бага гэмтэл, трещинийг илрүүлэхэд ашигладаг. Тус загвар нь ялангуяа харагдац муу үед асуудлыг маш нарийн тодорхойлж чаддаг.

Хатахуйн системд урьдчилан сэргийлэхийн ямар давуу талууд байдаг вэ?

Урьдчилан сэргийлэх нь зогсонги болох хугацааг багасгаж, тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацааг уртасгаж, анхааралгүй хийгдсэн бөглөөний улмаас гарч буй хүлээгдэж байгаагүй бохир усны хаялтын холбогдолтой зардал, орчин үеийн нөлөөг бууруулдаг.