能否用光纤穿越时空？—— 揭秘两种管网漏损检测技术
尽管光纤技术在漏损检测领域经历了多次虚假的曙光，但它仍具备成为革命性解决方案的潜力。本文将介绍两个项目，旨在证明此技术的可行性、可靠性以及具有经济效益。
漏损检测的挑战
漏损检测是水行业面临的主要挑战之一，多年来，专家们一直认为光纤电缆的应用能够显著提高漏损检测的泄露量和速度。虽然已有成功的测试案例，但因需要铺设新电缆和绕过阀门而带来的干扰，这项技术的实际应用一直处于低迷状态。
2021年，约克郡水务公司主导的TAWCO项目展示了光纤技术在漏损检测中的巨大潜力与面临的挑战。该公司发言人对Aquatech Online表示：“这个项目突显了光纤在漏损检测中的变革能力，能够提供实时监测并针对广泛管网提供高精度的漏损数据。”
然而，在项目推进过程中，该公司遇到了一个重要障碍——获得第31条法规的批准，即须证明光纤电缆不会向饮用水供应中引入外来物质。此外，项目所依赖的商业模式也存在不确定性，限制了其进一步的发展。尽管面临这些挑战，约克郡水务公司对光纤在漏损检测中的应用依然持积极态度，并继续关注市场的变化。
由Severn Trent 水务公司主导的暗光纤项目
在漏损检测中，铺设光纤电缆可能会造成干扰，但如果电缆已经铺设，或者由其他运营商计划铺设呢？这正是暗光纤项目所采用的方法。该项目由Severn Trent水务公司主导，利用现有电信电缆网络旁边未被使用的光纤丝，展示了检测漏损、监测相关空洞及受损污水管道的能力。光纤电缆有效地充当了传感器，能够“听到”比现有技术更长距离的漏损声。
该项目分为两个阶段进行试验。第一阶段涉及七种不同类型的模拟漏损检测；第二阶段则在实际环境中进行，将光纤安装在主干道上。在第二阶段，监测了两种类型的漏损检测：一种是通过在光纤中捕捉声音直接检测附近的漏损，另一种是通过监测光缆周围土壤的饱和度变化进行间接检测。该项目展示了在光纤±0.5米范围内对漏损的直接测量，以及高达5米的间接检测范围。
目前，暗光纤2.0技术已启动，旨在扩大原始试验的规模，验证在更长距离上的有效检测。该阶段将使用五个光纤传感器监测200公里的网络，而原始试验仅监测了40公里。
Severn Trent水务公司的创新建筑师Keiron Maher在接受《Talking to Talking》杂志采访时表示：“暗光纤传感技术有潜力改变这个行业。通过利用已经铺设的非活跃电缆，整个检测过程将比以往更快。暗光纤漏损检测是一种新兴技术，已被证明对水务行业具有巨大潜力，该项目将测试其在实际应用中的能力，并开发工具以确定系统的可能覆盖范围。”
比利时和荷兰的Fluves Dali系统
在比利时，光纤供应商Fluves与管道专家Vigotec共同开发了一种名为Dali的监测系统，该系统已在多个欧洲国家得到应用。
该系统通过在管道中插入光纤电缆，并将其一端连接到分布式声学传感器来发出激光脉冲以创建覆盖多达70公里的“反射图”。网络中的任何振动都会在图中造成干扰，这些信号可以实时发送以进行进一步分析。Fluves项目经理Thijs Lanckriet在接受《土木工程师》采访时解释说，公司已经开发了可以使用算法解读干扰的软件，从而揭示这些干扰是漏损还是其他情况。
比利时公司Farys已经在其660公里的管道网络中使用该系统以检测微小漏损，该网络服务于100多万人。持续监测潜在漏损意味着微小漏损可以在可能引发问题之前被定位和修复。
随着许多公用事业公司面临日益老化的管道和设备的问题，能够精确定位新出现的漏损成为一种有吸引力的选择。荷兰水务公司Evides和Vitens正是出于这个原因正在试验Dali，以检测那些可能不会影响压力但随着时间推移会造成显著损失的微小漏损。
进一步的考虑
然而，在如何最佳利用光纤技术以及如何根据不同的运营需求进行调整方面，还有更多工作要做。
Nuron公司的基础设施技术服务和光纤传感技术的董事总经理Claire Fenwick在接受Aquatech Online采访时表示：“我们应该从紧迫的问题出发，了解商业案例，然后设计和整合合适的系统，以合适的分辨率和成本基础提供测量结果。光纤传感技术是有效的，这无可置疑，关键在于选择哪个探测器、什么样的电缆/传感器，以及放置的位置、耦合方式和安装的便捷性，这些才是决定差异的因素。”
