听漏仪与相关仪：主动听音与被动相关定位对比

一、供水管网为何需要两种声学检漏手段

城镇供水管网埋于地下，漏损位置肉眼不可见。据住建部与发改委2022年联合通知，到2025年全国城市公共供水管网漏损率控制目标为不超过9%；水利部2024年公开信息显示，2023年全国城市公共供水管网漏损率已降至10%以下，较2019年约13.2%的水平明显下降，但仍有继续压降的空间。漏损不仅意味着水资源的浪费，还会带来路面塌陷、水质污染等次生风险。暗漏长期存在会持续冲刷管周土壤，逐步掏空路基，是城市道路塌陷的重要诱因之一；漏点处负压或虹吸还可能让污水沿破损处倒灌进清水管网，威胁饮用水安全。从运行角度看，漏损直接表现为产销差，即水厂供出的水量与用户计量水量之间的缺口，这部分水量已消耗了制水与输配能源却未能产生收益。

把漏点找出来，是治理工作的起点。人工挖探既盲目又破坏路面，声学检漏则依靠漏水流经破损处产生的振动与噪声来定位，是业界主流的非开挖手段。声学检漏具体又分出两条技术路线：一条是“人拿着仪器沿管线听”，即被动意义上的主动听音（听漏仪）；另一条是“在管段两端装传感器、靠算法算位置”，即被动相关定位（相关仪）。二者都依赖同一个物理事实——漏水会产生沿管壁和土壤传播的声信号，但工作模式、所需条件与适用边界截然不同。现代供水公司的漏控体系往往包含分区计量（DMA）、压力管理与多种检漏手段的组合，而主动听音与被动相关定位正是其中互补的两块拼图：前者灵活、即时、对暴露点无依赖，后者客观、量化、擅长深埋与复杂工况。理解这两种手段的差异，能帮助运维人员在复杂的管网环境中选对方法、少走弯路。

漏损形态本身也决定了手段必须多元。行业通常把漏损拆解为若干构成：背景漏失是管网中大量微小渗漏的累计，单处信号极弱、难以逐一定位，要靠分区计量从总量上识别异常片区；明漏是地面可见的冒水、返潮，靠巡检与群众报修即可发现；暗漏则藏于地下、长期无症状，正是声学检漏的主战场，也是压降产销差的关键。暗漏内部又分接口渗漏、管壁砂眼、腐蚀穿孔、爆管前兆等不同形态，有的声信号强而稳定、地面易听，有的微弱而断续、埋深大且管材不利传播，单靠一种手段无法通吃。正因如此，漏控作业需要“能听的地方用听音、听不到的地方用相关”的双轨配置，再叠加分区计量的总量监控，才能形成从片区到管段、从管段到点位的完整闭环。

二、主动听音：听漏仪的工作原理与适用场景

① 主动听音的物理基础

当管道出现破损，管内压力水从破口涌出，在破口处形成湍流与空化，激发出宽带振动；这振动沿管壁与周围土壤向两侧传播，成为可被地面探测的漏水声。主动听音的核心是“用传感器把这一声信号接收、放大、滤波并判读”。它之所以被称为“主动”，并非指信号是主动激发的，而是指检测过程需要检漏人员主动地沿管线布点、逐点听测并依靠经验判断——人始终在判读闭环中。相较之下，相关定位把判读交给算法，人员只需布设与读取结果，故称“被动”。两类手段监听的是同一类声信号，区别只在“谁来判读、靠什么判读”。

② 听漏仪的设备构成与关键参数

以北京康高特（KGT）自研的大海智能数字听漏仪与星辰智能数字听漏仪为例，二者均具备数字与模拟双滤波、46分贝增益、IP67防护等级拾音器，频率覆盖分别达到0至4000赫兹与0至6000赫兹，信号强度以0至100指示，定位精度在常规条件下可达1至3米。大海采用5寸液晶屏、64G存储、蓝牙与WiFi通讯，适合市政供水管网漏点定位与社区物业检漏；星辰支持蓝牙连接手机应用进行地图标记，便于现场记录与多人协同。这两款设备都属于“地面听音”类，即把拾音器置于阀门、消火栓或管道正上方的地面，直接拾取泄漏噪声。其工作流程大致为：拾音器采集声振动→前置放大→带通滤波对准漏水主频→增益调节压制背景→频谱与信号强度指示呈现供人员判读。双滤波设计让仪器先以模拟滤波粗选频段，再以数字滤波精提有效信号，把漏水声从复杂背景中分离出来。

③ 主动听音的适用场景与优势

主动听音突出的优势是灵活、即时、对暴露点无依赖。它不需要在管段两端找到阀门或消火栓之类的暴露点，只要在管道正上方地面即可听测，因此特别适合小范围核实、疑难漏点*定点与日常巡检。在凌晨环境噪声较低的时段，配合合适的频带与增益，检漏人员能凭信号强度与频谱特征快速圈定疑似漏区。正因为门槛低、上手快，地面听音是绝大多数供水公司漏控体系里的主力手段，也是新入行检漏人员首要掌握的基本功。它对人力的投入可控、设备便携，适合大面积普查与反复巡检。

④ 地面听音的信号强度四级判读

地面听音的判读依托仪器的信号强度指示（以大海、星辰的0至100指示为例），可把现场听测结果分级，作为“是否进入下一步”的量化依据。需要强调，这一分级与管材、覆土深度、背景噪声强相关，须结合现场判定，不可机械套用：

真实漏水声通常表现为稳定的连续音，随管道压力变化而增强或减弱，且在漏点正上方达到峰值。判读时切忌单点定论，应在相邻多个点位比较信号强弱，找出沿管方向的相对大值位置；若条件允许，可请运维方短暂调节该片区压力（升压或泄压），观察信号是否随之变化，“压力相关性”是区分真实漏声与环境干扰的有效判据。

⑤ 主动听音的局限

主动听音的主要短板来自“人”与“土”。埋深越大，漏水声到达地面越弱，对深埋主干管、繁忙路面的听测难度显著上升；非金属管（PE、PVC）漏水声频率偏低、衰减快，地面往往难以听到；环境噪声（交通低频轰鸣、泵机振动）会与漏水声频谱重叠，考验判读经验。此外，地面听音给出的定位是“沿管方向相对大值位置”，精度通常在1至3米，对需要*开挖的场合仍显粗糙，且结论依赖人员经验，存在主观差异。正是这些局限，催生了把判读交由算法的被动相关定位。

三、被动相关定位：相关仪的工作原理与适用场景

① 相关定位的数学原理

相关定位（互相关分析）不依赖人工听辨。它的思路是：在疑似漏点两侧的两处暴露点各装一只高灵敏度传感器，同步采集漏水噪声，通过计算信号到达两只传感器的时间差，结合声波在管道中的传播速度，反推漏点位置。设两传感器间距为L、声速为v、时延为Δt，则漏点距近端传感器的距离约为(L+v·Δt)/2。其数学核心是互相关函数，当时间偏移等于真实时延时，两路信号相关程度达到峰值——仪器显示的“相关峰”即对应漏点。相关法把“凭耳朵找”变成了“凭时延算”，定位结果是一个量化距离，而非一段模糊的强信号区间。

② 相关仪的设备构成与耦合

相关仪通常由一对（或多只）传感器、同步采集单元与主算机组成。传感器多为加速度计（金属管磁力座安装）或水听器（针对PE等非金属管插入式安装），要求两路采集严格时间同步。金属管多用磁力座加速度传感器，安装便捷、耦合稳定；非金属管优先采用水听器以获得更可靠的信号，安装后须确认接触面清洁、通信与供电正常、两路时间同步精度满足要求。耦合质量直接决定信噪比——耦合松动或接触面锈蚀会让有效信号被淹没，相关峰变弱甚至消失。

③ 声速标定是误差关键

声速是相关法误差的关键来源。在充满水的金属管中，钢管声速约1000至1300米每秒，球墨铸铁约900至1200米每秒；PE、PVC等塑料管仅约200至500米每秒。若声速取值偏差一成，定位误差会同步放大相近量级。条件允许时应在已知距离的两点（如两个阀门间）敲击产生脉冲，实测本管段声速，而非直接套用参考值。管材不均匀、中间弯头阀门造成的波速跳变，也会使相关峰畸变，录入参数时应如实标注附件位置，让解算模型更贴近真实管况，而非把整段当作均一直管处理。

④ 相关定位的适用场景与局限

相关定位适合大埋深、繁忙路面、地面听音失效的管段，尤其当两暴露点间距在50至200米时效果较好；过近则时延分辨率不足，过远则信号衰减、相关峰变宽。它的短板也很明显：两端必须有可利用的暴露点，对全埋无暴露点的管段无能为力；非金属管声速低且频散明显，精度下降；设备构成与操作比单台听漏仪复杂，对参数录入与声速标定要求更高。需要说明，相关定位依赖专门的双传感器相关设备与同步采集链路，与单台地面听音的听漏仪分工不同——听漏仪负责把漏声“听出来、定点准”，相关设备负责在复杂条件下把漏点“算出来”。当前北京康高特（KGT）产品体系尚未覆盖专门的相关仪型号，实践中多依据现场条件选用适配的相关设备，并与地面听音手段配合使用。

影响相关峰清晰度的因素主要有三：一是两传感器间距，间距越大信号路程差越小、相对时延占比越低，峰值越易被噪声拉宽，因此把间距控制在合适区间、必要时增设中间传感器分段测算，是提升精度的常用做法；二是信噪比，漏水声本身微弱或被泵机、交通噪声淹没时，相关峰会变矮甚至淹没，此时应结合自身滤波把接收频带对准漏水主频、剔除带外干扰，必要时选在管网压力较高、漏声更充沛的时段采集；三是管段均一性，弯头、变径、阀门会让声波反射与速度跳变，使相关峰畸变偏移，录入附件位置可部分修正。同步采集带来的时间一致性，使相关法天然具备抗串扰能力——两侧共同接收到的环境噪声在互相关中趋于相互抵消，而真正源自漏点的相关信号被保留，这是它相较单点听音在嘈杂环境下更稳健的根本原因。

四、两类方法的多维对比

下表从工作模式、暴露点需求、埋深适应性、非金属管适应性、经验依赖、定位精度、作业效率与噪声鲁棒性八个维度，对主动听音（听漏仪）与被动相关定位（相关仪）做并列比较：

① 工作模式差异是根本

主动听音把人放在判读闭环里，巡检员边走边听、凭信号强度与频谱实时决策；相关定位把判读交给互相关算法，人只负责布设与读取。这一差异决定了前者门槛低、上手快，后者在复杂条件下更客观可靠。二者不是谁取代谁，而是同一目标下的两种分工方式。

② 暴露点需求决定可作业范围

地面听音只需在管道正上方地面拾音，对暴露点没有硬性要求，因此能覆盖大量无阀门、无消火栓的支管与小区内部管；相关定位必须在疑似漏段两端找到暴露点安装传感器，对全埋主干或暴露点稀少的片区受限。选址时先看暴露点分布，往往*能初步决定用哪一类设备，避免在无法布设传感器的管段强行采用相关法。

③ 埋深与非金属管是分水岭

埋深超过2米、邻近主干道的管段，单纯地面听测难度增大，应优先采用相关分析或噪声记录法；PE、PVC等非金属管信号弱、声速低且频散明显，地面听音检出率低，应加密测点、优先采用水听器式相关或其他补充手段。这两类工况正是两种方法分工的边界所在，也是检漏方案设计中须首要判断的前提。

④ 经验与精度的权衡

地面听音的结论包含人员经验差异，精度约1至3米；相关法定点误差在条件合适时可压到0.1至0.3米，但前提是声速取值准确、管材相对均一。没有哪一种方法在所有工况下都占优，合理做法是按工况取长避短：把地面听音用于面状普查与*定点，把相关定位用于深埋与复杂管段的*距离测算。

把上述八个维度浓缩成一句话的选型逻辑：先看暴露点——有两端可用暴露点且埋深大、噪声强，优先相关定位；无暴露点或只需小范围核实，优先地面听音；再看管材与埋深——非金属管深埋区，用相关法并配合水听器，地面听音仅作粗筛；噪声环境复杂时，相关法的同步抗干扰特性更稳妥，但务必把声速与附件参数录入准确。这一逻辑并非硬性门槛，而是帮助检漏人员在出发前*大致锁定手段，到了现场再据实测信号灵活调整，避免反复换设备、走弯路。

五、两类方法如何协同作战

单一手段难以覆盖全部漏损，实际漏控中两类方法通常串接成一条完整链路：先用主动听音做“面”上的普查与漏区圈定，再用相关定位做“线”上的管段级*距离测算，再回到主动听音在地面做“点”上的*定点与复核。这一“以听音做面、以相关做线、以听音收点”的协同，能把主观经验与客观算法结合，既控制巡检的人力投入，又提升定点精度，避免单靠一种手段在边界工况下失效。

北京康高特（KGT）自研的大海、星辰智能数字听漏仪可作为“面”与“点”两端的地面听音主力：大海以0至4000赫兹频段、46分贝增益、IP67拾音器胜任市政供水管网漏点定位；星辰以0至6000赫兹更宽频谱与蓝牙地图标记，便于现场记录与多人协同。听澜噪声记录仪则可作为长期无人值守的“线”上补充——它采用压电陶瓷声学传感、AI分析与4G Cat1远传，防护等级IP68、传感器灵敏度不低于1600皮库仑每克、续航锂电池标准寿命5年，部署于DN400以上关键管线后，以0至99指标量化漏损状态、绿黄红三色呈现，对持续异常片区调度听漏仪与相关人员现场复核，实现漏损从被动巡检到主动监测的转型。对于相关定位所需的专门双传感器相关设备，实践中多依据现场条件选用适配型号，并与地面听音手段配合使用，形成“听音普查—相关精测—听音定点”的闭环。

把这条闭环落到日常节奏里，典型安排是这样的：平时由听澜这类在线监测设备在分区计量框架下盯住关键管线，一旦某片区噪声指标连续异常、夜间小流量抬升，系统标记黄或红，调度人员据此把大海、星辰听漏仪派往该片区做地面普查，圈定漏区；对普查中暴露点齐全、埋深大或地面信号弱的管段，再调用相关设备做管段级距离测算；拿到量化距离后，仍回到听漏仪在地面做*定点与开挖前复核。这样，人力投入被集中在“已经缩小的目标范围”内，定点精度又由相关法兜底，既避免大面积盲目听测的低效，也避免单点听音在深埋工况下的失准。对于相关定位所需的专门双传感器相关设备，实践中多依据现场条件选用适配型号，并与地面听音手段配合使用。

六、选用要点与常见问题

① 小范围核实优先用哪种？

小范围、已圈定疑似漏区的场合，地面听音反应快、无需暴露点，是优先选择。大海、星辰这类数字听漏仪开机即测、频谱可调，适合逐点*定点。对于已大致锁定漏区、只需确认并*定位的情形，主动听音的人机闭环优势明显。

② 深埋主干管地面听不到怎么办？

对埋深大、繁忙路面的管段，地面听音往往失效，应改用相关定位或噪声记录法。先在两端暴露点布传感器算距离，再回地面用听漏仪精定，能兼顾效率与精度。若暴露点稀少，可结合听澜这类长期在线监测数据缩小目标管段，再设法接入相关设备。

③ 非金属管漏点难找，有什么对策？

PE、PVC管漏水声弱、声速低且频散，地面听音检出率低。对策是加密测点、下调接收频带、优先采用水听器式相关法，必要时辅以示踪气体法等补充手段。对塑料管材集中的片区，应在方案设计阶段*预留相关法或气体法的接口，而非等到地面听不到再临时应对。

④ 相关定位一定要停水吗？

相关定位通常在带压运行状态下进行，不必停水；它需要的是两端暴露点与安全安装条件，停水并非前提。但安装插入式水听器时，须按操作规程进行，避免影响管段运行。带压状态下漏水声更充沛，反而有利于相关峰的清晰呈现。

⑤ 两种方法结果不一致怎么处理？

当听音与相关结论冲突，应先核查相关法的声速取值与附件录入是否准确，再用不同频带、不同增益重复地面听测，必要时辅以压力调节观察信号相关性。一切定位结论都应以实地开挖或间接验证收尾，据CJJ 159-2011《城镇供水管网漏水探测技术规程》要求，探测成果须经实地验证确认，才能转入修复，避免误判导致无效开挖。

⑥ 两类手段的检测记录如何留档？

检测记录是后续复核、维修与绩效统计的依据，应尽量结构化留档。地面听音环节，可用星辰智能数字听漏仪的蓝牙地图标记功能，在发现异常时直接落点、形成疑似漏点轨迹，配合信号强度与频带设置一并记录；相关定位环节，应保存传感器间距、声速取值、附件位置与相关峰结果，便于回溯算法参数是否准确。长期在线侧的听澜噪声记录仪，则把每日音频数据上报云端、本地留存数十天原始文件，使异常片区的噪声演变可追溯。把三类记录汇入同一漏控台账，既能支撑开挖前的多源印证，也能为年度漏损评估提供连续数据。

七、结语

主动听音与被动相关定位并非彼此替代，而是同一物理事实下的两条互补路径：前者灵活即时、门槛低，胜任面状普查与*定点；后者客观量化、抗干扰，胜任深埋与复杂工况下的距离测算。掌握二者的原理差异与适用边界，按“以听音做面、以相关做线、以听音收点”的协同思路组织漏控作业，再配合听澜这类长期在线监测手段，方能在有限的人力投入下把暗漏压到较低水平。一切定位结论都应以实地验证收尾，避免误开挖造成资源浪费——这是漏损治理既讲科学、也讲实效的底线。

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