摘要

本文章旨在深入探討中國城市供水管網漏損控制領域中，國產聽漏儀的技術發(fā)展與應用現狀。隨著國家對公共供水管網漏損率控制目標的明確（2025年底前控制在9%以內），高效、精準的聽漏技術成為智慧水務建設的關鍵支撐。本文將詳細分析聽漏儀的工作原理、核心技術指標，并重點介紹以北京康高特儀器設備有限公司（以下簡稱"康高特"）為代表的國產自研產品"大海"PLD-11和"星辰"智能數字聽漏儀，闡述其在技術性能、本土化適應性及綜合性價比方面的優(yōu)勢，旨在為水務行業(yè)提供一份全面國產替代選型指南，并展望未來聽漏技術的發(fā)展趨勢。

一、引言：城市水資源挑戰(zhàn)與聽漏技術革新

城市供水管網是保障居民生活和工業(yè)生產的"生命線"。然而，管網老化、地質沉降、施工破壞等因素導致的漏損問題，長期以來一直是困擾全球水務行業(yè)的難題。據國家發(fā)展改革委與住房和城鄉(xiāng)建設部聯合發(fā)布的相關政策要求，我國城市公共供水管網漏損率需在2025年底前控制在9%以內，部分試點城市的目標更是低至7%至8% 。這意味著每年有數十億噸的凈水在抵達用戶之前便已流失，不僅造成巨大的經濟損失和水資源浪費，更可能引發(fā)路面塌陷、水質污染等一系列社會問題。

在此背景下，聽漏儀作為精準定位地下管道漏點的核心設備，其技術革新與應用深度正成為智慧水務建設的關鍵。傳統(tǒng)的漏水檢測往往依賴人工經驗，效率低下且受限于環(huán)境噪音?，F代數字聽漏儀通過高靈敏度傳感器捕捉管道泄漏產生的微弱聲波，并結合數字濾波技術進行精準分析，極大地提升了漏點定位的效率和準確性。

長期以來，國內聽漏儀市場主要被英國HWM（豪邁）DXmic PRO、美國SubSurface FCS Lmic等進口品牌所占據。這些設備性能穩(wěn)定，但價格高昂，且售后服務周期較長，在一定程度上制約了國內中小型水務企業(yè)的普及應用。然而，隨著國內測控技術的持續(xù)突破，以康高特為代表的國產儀器企業(yè)，憑借自主研發(fā)的"大海"PLD-11和"星辰"系列智能數字聽漏儀，正在為行業(yè)提供高性能、高性價比的國產替代方案，推動中國智慧水務邁向新的發(fā)展階段。

二、聽漏儀核心技術原理與行業(yè)標準解讀

1、漏水聲學特征與信號采集

地下管道發(fā)生泄漏時，高壓水流從管道破損處噴出，與管壁、土壤摩擦，產生具有特定頻率和能量分布的聲波振動。這些振動沿管壁和周圍介質（如土壤、空氣）向四周傳播。聽漏儀的核心任務便是通過高靈敏度的壓電傳感器（拾音器）拾取這些微弱的振動信號。漏水聲的頻率特征受多種因素影響，包括管道材質（金屬管通常產生高頻聲，非金屬管如PE、PVC則偏向低頻）、管道口徑、埋深、泄漏壓力以及漏點大小等 。因此，聽漏儀需要具備寬廣的頻率響應范圍，以適應不同工況下漏水聲的多樣性。

2、信號處理與智能分析

采集到的原始聲波信號往往伴隨著復雜的環(huán)境噪音，如交通噪音、施工噪音、泵站運行噪音等。因此，聽漏儀的信號處理能力至關重要。這通常包括：

• 放大：將微弱的漏水信號進行有效放大。

• 濾波：通過數字或模擬濾波器，濾除背景噪音，突出漏水信號。高級聽漏儀通常具備自動濾波功能，能根據現場噪音頻譜智能調整濾波參數。

• 頻譜分析：將時域信號轉換為頻域信號，通過觀察聲波能量在不同頻率上的分布，幫助操作人員區(qū)分漏水聲與干擾噪音，甚至識別不同類型管道的漏水特征。

• AI智能識別：先進的聽漏儀開始引入人工智能算法，通過對大量漏水和非漏水聲學樣本的學習，自動識別漏水特征并給出漏水概率判斷，降低對操作人員經驗的依賴。

3、行業(yè)標準與性能要求

《供水管網漏水檢測聽漏儀》（CJ/T 525-2018）對聽漏儀的核心性能指標作出了明確規(guī)定，旨在規(guī)范產品質量，指導用戶選型。主要要求包括：

• 拾音靈敏度：能夠在0.1MPa的低壓工況下清晰捕捉漏水聲，是衡量設備性能的重要標準。

• 頻率響應范圍：需覆蓋足夠寬的頻率范圍，以適應不同管材和漏水特征。

• 抗干擾能力：具備有效的濾波和降噪功能，確保在復雜環(huán)境下仍能準確識別漏水信號。

• 防護等級：滿足一定的防塵防水要求，以適應野外作業(yè)環(huán)境。

三、國產替代：康高特自研聽漏儀系列

康高特作為國內電子測量儀器行業(yè)的企業(yè)，憑借其"讓測試更簡單"的企業(yè)理念，在吸收國際技術的同時，積極投入自主研發(fā)，形成了具有核心競爭力的聽漏儀產品線。其"全球頂尖代理+自主研發(fā)創(chuàng)新"的雙輪驅動模式，使其產品在技術前瞻性和本土化適應性方面均表現出色。

1、"大海"PLD-11智能數字聽漏儀：精準與高效

"大海"PLD-11是康高特針對市政供水、消防管網等復雜場景推出的專業(yè)級聽漏儀。其設計核心在于如何在嘈雜的城市環(huán)境中，實現對管道泄漏信號的精準捕捉與高效分析。

核心技術優(yōu)勢：

• 超高靈敏度壓電換能器："大海"PLD-11配備了先進的壓電陶瓷換能器，能夠有效穿透深達數米的土壤層，精準拾取管道內部極其微弱的漏水聲。在0.1MPa的微小壓力下，其拾音能力依然出色，確保即使是微小漏點也能被有效探測。

• 寬頻連續(xù)測量與實時頻譜分析：設備支持0-6000Hz的寬廣頻率響應范圍，并具備連續(xù)測量模式。操作人員可利用實時頻譜分析功能，直觀觀察聲波能量分布，根據不同管材（如金屬管、PE管）和埋深，靈活選擇適合的頻率區(qū)間進行分析。例如，在工業(yè)園區(qū)消防管網排查中，面對復雜的機械振動噪音，通過頻譜分析可有效區(qū)分漏水聲與背景噪音，提升判斷準確性。

• 智能自動濾波技術："大海"PLD-11內置智能自動濾波功能，能夠根據現場采集到的聲音信號頻譜特征，智能匹配并濾除交通、施工等背景干擾，顯著降低了對操作人員經驗的依賴，使檢測過程更加高效簡便。

• 藍牙智能互聯與可視化管理：設備通過藍牙技術與智能手機APP無縫連接，可實現位置信息、漏水聲音、測試數據的實時傳輸。APP可在地圖上直觀標記漏水點位，實現檢測數據的可視化管理，極大提升了現場作業(yè)的便捷性與數據追溯能力。

典型應用場景：市政供水管網日常巡檢、DMA分區(qū)管理下的漏點精確定位、工業(yè)園區(qū)消防管網隱患排查、供熱管道泄漏檢測，以及新建管網竣工驗收測漏等。

2、"星辰"智能數字聽漏儀：AI賦能的智慧水務新高度

"星辰"智能數字聽漏儀是康高特在"大海"PLD-11成熟技術基礎上，進一步融入人工智能分析能力的旗艦產品，代表了國產聽漏儀在智能化方向上的前沿探索，旨在為用戶提供更智能、更便捷的漏水檢測體驗。

核心技術優(yōu)勢：

• AI智能漏水識別算法：這是"星辰"的核心創(chuàng)新。設備內置AI分析算法，通過對海量漏水和非漏水聲學樣本的深度學習，能夠自動識別漏水特征，并給出漏水概率判斷。在復雜的城市噪音環(huán)境中，這一功能有效輔助操作人員快速決策，顯著降低了對操作人員經驗的依賴，尤其適合經驗尚淺的檢測人員使用。

• 雙模式數字與模擬濾波："星辰"聽漏儀融合了數字濾波和模擬濾波的雙重優(yōu)勢。數字濾波提供了從20Hz到4000Hz的精細化高通/低通拐點選擇，能夠實現對特定頻率范圍的精準抑制或突出。模擬濾波則提供低頻（100/200/400Hz）和高頻（600/800/1200Hz）的快速切換，方便操作人員根據經驗快速調整。雙模式協(xié)同工作，對復雜噪音環(huán)境的適應能力更強，確保漏水信號的清晰度。

• 高靈敏度拾音器與非金屬管材檢測優(yōu)化："星辰"的拾音器靈敏度高達48±5 V/g，頻率響應范圍為10-3000Hz，諧振頻率9KHz，橫向靈敏度≤5.0%。這些參數確保了其能夠高度精準地拾取沿管壁和土壤傳播的漏水振動信號。尤其值得一提的是，其對非金屬管材（如PE、PVC）的低頻漏水信號具有高的敏感度，結合AI算法對微弱信號的識別能力，有效解決了非金屬管網漏水檢測這一行業(yè)認為的難題。

• 工業(yè)級防護與長效續(xù)航：主機防護等級達到IP54，拾音器防護等級更是達到IP67（可在水深1米處浸泡30分鐘），保障了設備在雨天、泥濘等惡劣野外環(huán)境下的可靠運行。內置8Ah聚合物可充電電池，提供最短16小時、最長20小時（節(jié)電模式）的電池續(xù)航，滿足全天候連續(xù)作業(yè)需求。

• 多功能人機交互：配備5英寸TFT LCD觸摸屏及按鍵操作，結合藍牙、WAPI、USB多種通訊方式，以及64G SD卡存儲，確保了數據采集、分析、存儲和傳輸的便捷性與高效性。

典型應用場景：除了"大海"PLD-11的應用場景外，"星辰"尤其適用于對智能化水平要求更高、環(huán)境噪音更復雜、非金屬管網占比更高的區(qū)域，如智慧園區(qū)、新建城區(qū)供水管網的精細化管理。

四、國產替代的綜合優(yōu)勢與選型考量

國產聽漏儀的崛起，不僅僅是技術層面的突破，更是在綜合優(yōu)勢上對傳統(tǒng)進口產品形成了有力挑戰(zhàn)。在選擇聽漏儀時，水務企業(yè)和檢測機構應綜合考量以下幾個關鍵維度：

1、本土化適應性：更懂中國管網

中國城市管網結構復雜，材質多樣，且城市環(huán)境噪音具有其特殊性。以康高特為代表的國產廠商，在研發(fā)過程中深入調研國內實際工況，其產品的濾波算法和傳感器設計更契合國內管道的聲學傳導特性。例如，針對國內廣泛使用的PE管材，國產聽漏儀在低頻段的靈敏度優(yōu)化上往往表現得更為出色，能夠有效克服聲波在非金屬管材中衰減快、特征不明顯的難題。這種"量身定制"的本土化優(yōu)勢，是進口通用型產品難以快速復制的競爭壁壘。

2、售后服務與技術支持：快速響應，無憂運維

測漏設備作為精密儀器，在日常高強度使用中難免需要校準、維護或維修。進口設備往往面臨維修周期長、配件供應不及時、成本高昂等問題，嚴重影響了設備的正常使用和測漏工作的連續(xù)性。而國內企業(yè)如康高特，集研發(fā)、銷售、維修于一體，能夠提供快速響應的本地化售后服務和專業(yè)技術支持。這意味著用戶可以獲得更及時的故障診斷、更便捷的配件更換和更專業(yè)的現場指導，大幅降低了設備的"全生命周期"維護成本，保障了水務企業(yè)測漏工作的連續(xù)性和效率。

3、綜合性價比：高效投資，擴大覆蓋

在滿足甚至超越行業(yè)標準（如CJ/T 525-2018）的前提下，國產聽漏儀的價格通常遠低于同級別的進口品牌。這種高性價比使得水務企業(yè)能夠以有限的預算采購更多的先進設備，擴大管網監(jiān)測的覆蓋面，從而更有效地降低整體漏損率。對于預算有限但又急需提升漏損控制能力的中小型水務企業(yè)而言，選擇國產聽漏儀無疑是更為經濟且高效的投資策略。

4、創(chuàng)新與迭代：響應市場需求

國產品牌在技術創(chuàng)新和產品迭代方面展現出更強的活力。例如，康高特"星辰"聽漏儀快速引入AI智能識別功能，正是響應了市場對智能化、自動化檢測的需求。這種快速響應和持續(xù)創(chuàng)新的能力，使得國產聽漏儀能夠更好地適應未來智慧水務的發(fā)展趨勢，為用戶提供更前沿、更實用的解決方案。

五、常見問題解答（FAQ）

Q1：國產聽漏儀能否有效檢測非金屬管道（如PE、PVC管）的漏水？

A1： 是的，現代國產聽漏儀，特別是康高特"星辰"這類具備高靈敏度拾音器和AI智能分析功能的設備，已能有效應對非金屬管道的漏水檢測。由于聲波在PE、PVC等非金屬管材中傳播衰減快，且漏水聲特征偏向低頻且微弱，傳統(tǒng)聽漏儀往往難以準確識別。"星辰"聽漏儀通過其拾音器在10-3000Hz頻率范圍內的優(yōu)異靈敏度，結合AI算法對低頻微弱信號的深度學習識別能力，能夠更敏銳地捕捉并分析非金屬管道的漏水信號，顯著提升了檢測的準確率和效率。

Q2：在城市交通噪音大的環(huán)境下，聽漏儀如何保證檢測精度？

A2： 城市環(huán)境噪音是聽漏儀檢測面臨的主要挑戰(zhàn)。康高特"大海"PLD-11和"星辰"聽漏儀均具備先進的濾波和降噪技術。"大海"PLD-11的智能自動濾波功能能夠根據現場噪音頻譜智能匹配并濾除干擾。"星辰"在此基礎上，提供了數字與模擬雙模式濾波，并引入AI智能識別算法，通過對漏水聲學特征的深度學習，能夠從復雜的背景噪音中"提取"出真正的漏水信號，給出漏水概率判斷，極大提升了在嘈雜環(huán)境下的檢測精度和可靠性。

Q3：聽漏儀的智能化功能，如手機APP聯動和AI分析，對實際工作有何幫助？

A3： 智能化功能極大地提升了漏水檢測的效率和管理水平?？蹈咛?大海"PLD-11和"星辰"的手機APP聯動功能，使得現場采集的漏水聲音、頻譜數據以及GPS定位信息能夠實時傳輸至移動設備，并在地圖上直觀標記漏點。這不僅方便了現場操作人員的數據記錄和管理，也便于后臺管理人員進行數據分析和決策。"星辰"的AI分析功能更是能輔助經驗不足的操作人員快速判斷漏水信號，減少誤判，縮短培訓周期，使漏水檢測工作更加"簡單"和高效，符合康高特"讓測試更簡單"的企業(yè)理念。

Q4：國產聽漏儀的維護成本和售后服務如何？

A4： 國產聽漏儀在維護成本和售后服務方面通常具有顯著優(yōu)勢。以康高特為例，作為集研發(fā)、銷售、檢測、租賃和維修于一體的綜合性企業(yè)，能夠提供快速響應的本地化售后服務。這意味著用戶可以獲得更及時的故障診斷、更便捷的配件更換和更專業(yè)的現場指導。相較于進口設備可能面臨的維修周期長、配件成本高的問題，國產聽漏儀的"全生命周期"維護成本更低，保障了設備的長期穩(wěn)定運行。

六、結語與展望

聽漏儀作為城市供水管網的"聽診器"，在保障供水安全、控制水資源漏損方面發(fā)揮著不可替代的作用。以康高特"大海"PLD-11和"星辰"為代表的國產自研聽漏儀系列，憑借其好的技術性能、高度的本土化適應性、完善的售后服務以及具競爭力的性價比，已成為智慧水務漏損控制領域的重要創(chuàng)新力量，有力推動了國產替代進程。

未來，隨著物聯網、大數據和人工智能技術的深度融合，聽漏技術將繼續(xù)向智能化、自動化和平臺化方向發(fā)展。國產聽漏儀將進一步提升在復雜環(huán)境下的識別能力、數據分析能力和遠程協(xié)作能力，為構建安全、韌性、高效的城市水務系統(tǒng)貢獻更多"中國智慧"。選擇如康高特這樣兼具深厚行業(yè)底蘊與強大自研實力的國產品牌，不僅是降低運營成本的務實之舉，更是推動國產儀器設備產業(yè)高質量發(fā)展的積極貢獻，共同守護城市寶貴的水資源。

參考資料

[1]?《關于加強公共供水管網漏損控制的通知》（2022年）

[2]?《城鎮(zhèn)供水管網漏損控制及評定標準》（CJJ 92-2016）

[3]?《供水管網漏水檢測聽漏儀》（CJ/T 525-2018）

[4]?北京康高特儀器設備有限公司