一、引言

在石油、天然气、化工、供热等工业系统中，管道泄漏不仅造成资源浪费，还可能引发火灾、爆炸等重大事故。通过声学计量手段捕捉泄漏产生的声发射信号（AE），实现早期、远程、非侵入式检测，是提升工业安全水平的重要技术路径。

二、声发射检测的基本原理

当流体从管道破损处高速喷出时，会产生宽频声波（1–100 kHz），沿管壁传播。在管道外壁布置压电传感器阵列，采集声信号，通过到达时间差（TDOA）定位泄漏点，结合信号能量、频率特征判断泄漏 severity。

三、核心技术与系统组成

高灵敏度声发射传感器
谐振式或宽带型，频率响应匹配泄漏信号特征。

多通道同步采集系统
支持μs级时间同步，用于精确定位。

噪声抑制与特征提取算法
使用小波变换、STFT、盲源分离去除机械振动干扰。

泄漏定位与风险评估平台
结合管道拓扑图显示泄漏位置，估算泄漏率。

四、典型应用场景

长输油气管道在线监测
数十公里布设传感器，实现全天候监控。

化工厂反应釜连接管微漏检测
识别早期裂纹或密封失效。

城市供热管网热损失排查
定位地下热水泄漏点，减少能源浪费。

压缩空气系统节能审计
发现工厂内隐蔽漏气点，降低空压机能耗。

五、挑战与未来发展趋势

挑战：

背景噪声（泵、阀、流量）干扰严重；

塑料/复合管道声传播衰减大；

定位精度受传感器间距影响。

未来方向：

发展光纤分布式声传感（DAS）系统，实现连续监测；

推进AI驱动的泄漏模式识别与自学习模型；

建立工业管道声学监测标准与分级报警机制；

实现与SCADA系统联动的自动关阀保护功能。