超声波传感器可以保护住宅燃气管道

管道样品：右侧的管道有导流（三通配件），而左侧的管道没有（控制管道）

UBC奥肯那根分校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，该方法可以更容易地发现住宅天然气管道中的弱点，差异甚至转移。

虽然对钢管的诊断方法进行了大量研究，如射线照相，超声波检测，视觉检查和探地雷达，但应用科学硕士学生Abdullah Zayat表示，对常用的高密度聚乙烯（HDPE）管道几乎没有做任何工作，这种管道将天然气输送到家庭。

“早期发现结构退化对于保持安全性和完整性至关重要。它降低了灾难性故障的风险，“他解释道。

Zayat和他的导师，电气工程助理教授Anas Chaaban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气体转移的可能性，即天然气被抽吸到未计量的位置进行未测量的消耗。

“这种对管道的篡改会带来许多风险，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可能的爆炸。这可能会对改变的天然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，这种转移是通过口口相传、泄漏或与建筑工地中未记录的天然气管道的意外遭遇而发现的。

以前的研究已经研究了使用超声波导波（UGW）检查金属结构。但是这种类型的测试还没有用于检查HDPE管道等非金属结构。

“鉴于地下管道的隐蔽性，检查它们非常具有挑战性。现有的解决方案包括探地雷达和内窥镜摄像机，它们都是侵入性的，并使检查人员面临嫌疑人的潜在风险。因此，最好使用非侵入性方法来检查管道。

这种方法可以使用超声波传感器检测埋地、绝缘和水下管道。Zayat解释说，与传统的超声波检测相比，它还提供了更大的检测范围，因为它使用管道本身的结构作为波导。

“UGW传感因其从单个测试位置进行远程检测的能力而受到业界的广泛关注。他们可以从一个位置检查超过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暴露部分，并连接到地面上出现的管道部分，在那里它连接到仪表。

虽然该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，该方法的精度为90%，当使用两个接收传感器时，其精度接近97%。

传感器的未来用途可能包括检查埋地、绝缘和水下管道。

“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，”Chaaban博士补充道。