漏水檢測指通過各種檢測技術準確判斷漏水位置，地面拾音檢測是最為常用的漏水檢測技術。主要儀器是探知機，它的設計借鑒醫學儀器的原理，利用高靈敏聲電換能器——探頭，拾取經由地下介質傳播到地面的漏水時,高壓水流摩擦管道、沖擊土壤所形成的流體動力噪聲，轉換成電信號經過主機的濾波電路、增益電路處理，最終耳機將處理后的信號以聲波的形式輸出給檢測人員，從而判斷漏水位置。這一技術以其簡單、準確、高效的特點被廣泛應用于漏水檢測工作中。

　　

　　一名經驗豐富的檢測人員利用地面拾音檢測技術在安靜的環境下甚至僅用十多秒的時間就能將漏點確定，但事實證明那只是個美妙的特例，多數情況檢測過程要持續幾十分鐘，幾小時，甚至更久，主要原因在于檢測工作中往往會遇到各種噪聲的干擾。這里引入一個通信領域的術語，信噪比SNR（SIGNAL-NOISE RATIO)，它是指一個電子設備或者電子系統中信號與噪聲的比例。借用到漏水檢測過程中就是漏水噪聲與環境噪聲的比例，信噪比越高，漏水噪聲越明顯；信噪比越低，漏水噪聲越模糊，甚至會被環境噪聲淹沒。

　　

　　檢測過程中常見的噪聲有以下幾類：非穩態噪聲，發生隨機，強度大，如交通噪聲、施工噪聲、風聲等；穩態噪聲，影響持續，頻率固定，如機械噪聲、水流落差聲等；空氣傳播的噪聲，多發于鬧市、人流相對密集的區域；無線電信號干擾，強無線電發射設備附近容易受到影響。本文將圍繞以上四類噪聲展開討論，對噪聲成因、影響、控制進行探究。

　　

　　2、非穩態噪聲

　　

　　非穩態噪聲是最為常見的干擾噪聲類型，它是指噪聲強度隨時間而有起伏波動（聲壓變化大于3dB）。除上面影響較大的兩個例子外, 有的呈周期性噪聲，如錘擊, 施工噪聲；有的呈無規律的起伏噪聲，如交通噪聲、風聲等均能對檢測帶來諸多不便。由于噪聲源不一，噪聲頻率多樣，傳統探知機濾波功能并不能過濾這種噪聲。

　　

　　非穩態噪聲的特點是發生時間不可預測，持續時間短，噪音強度大，下圖A-1為一組噪聲的波形圖，橫坐標為時間，縱坐標為振幅，可以看到很多持續時間非常短，振幅很大的波形，這些就是非穩態噪聲。

　　

　　由于非穩態噪聲發生是瞬時的，隨機的，聲強在很短時間迅速升高到很大的程度，而漏水噪聲是持續的，不具備聲強劇烈變化的特點，本文利用它們的這些差異，探討使用限幅電路抑制這種噪聲。探知機的探頭為一個聲電換能器，以應用廣泛的壓電陶瓷換能器為例，通過探頭接觸地面感應振動，壓電陶瓷片將機械能轉化為電能，從而把地面震動的振幅和頻率的數據轉化為電信號的電壓和頻率數值傳送給探知機主機，振幅與電壓呈正相關。在探頭輸出端加上一個限幅電路，設定一個門限，使高于門限電壓的信號增益為零，低于門限電壓的信號增益正常，如果能把門限值控制在漏水噪聲引起地面震動振幅的上限，就能有效濾除非穩態噪聲。

　　

　　門限值的設定可以采用手動和自適應兩種模式：手動設置需要檢測人員在檢測過程中手動調節門限值，使之既不影響探測漏水噪聲，又能更大限度的過濾非穩態噪聲。自適應方式需要在相對安靜時監測一個小的時間單位探頭輸出電壓的最小值，并把該數值作為此次探測限幅電路的門限值，再進行路面聽音探測，下一個路面聽音點需要重復該過程。兩種模式各有利弊，手動模式要經過多點反復調節找到適當門限值后，可以對該區域進行連續路面聽音檢測，但由于漏水噪聲在各個地面檢測點有不同的振幅，過濾范圍不會太準確；自適應模式因為每次探測都需要校準門限值，準確的過濾門限會有更好的檢測效果，但校準過程勢必會帶來一定的延時。

　　

　　不過令人遺憾的是，限幅電路僅可以過濾門限值以上的非穩態噪聲，減小它帶來的不適，使之變得柔和，在門限以下還會殘留微弱的脈沖噪聲，并不能把這種噪聲完全消除。

　　

　　3、穩態噪聲

　　

　　穩態噪聲包括環境噪聲、水泵噪聲、空調噪聲、機房噪聲、附近管道噪聲等等。通常采取的降噪方式是改變濾波，把干擾噪聲所處的頻段過濾掉，對于固定濾波頻率的探知機這幾乎是不可能的。即使是對可管理濾波頻率的探知機來說，準確找到需要過濾的干擾頻段也并不是一件容易的事。干擾噪聲來自工地上的不同機器，它們所發出的噪聲并不是同一頻率，要想把它們全部過濾掉，傳統探知機就鞭長莫及了。

　　

　　傳統探知機濾波功能通常以漏水噪聲作為濾波考量對象，采用高通濾波、低通濾波、帶通濾波方式濾除干擾噪聲，本文探討將噪音源作為考量對象使用自適應帶阻濾波器解決該類問題，帶阻濾波器（band stop filters， BSF）與帶通濾波器的概念相對，是指能通過大多數頻率分量，但將阻帶范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器。通過探知機遠離漏水區域，靠近噪音源來拾取干擾噪聲，通過頻率分析電路記錄噪聲頻率分布，作為帶阻濾波器的抑制帶寬參數，從而將干擾噪聲濾除。如遇到多個噪聲源可采用多次拾取噪聲源頻率多重濾波的形式。

　　

　　4、空氣傳播的噪聲

　　

　　有些漏水發生在鬧市區、商業區、車站附近，這里行人車輛眾多，沿街攤販嘈雜，檢測過程中遇到的噪聲除了來自地面，還有很大部分來自空氣傳播的噪聲。降低這類噪聲的傳統方法是借助全包圍式耳機的耳杯和隔音棉，通過聲波在疏松和空腔介質中衰減嚴重的特性，經過全包圍耳機的反射和吸收作用，可以降低部分噪聲，傳統降噪手段顯然有些力不從心，很多發生在這些地方的危害較小的漏水，只能將檢測工作的時間安排在深夜。

　　

　　相較傳統被動降噪技術而言，近些年已經逐漸平民化的主動降噪技術（Active Noise Control，ANC）使人眼前一亮。1989年商用Acoustic Noise Cancelling 耳機推出，可提供高效降噪效果和通信質量，變革了飛行員的飛行體驗。經過近三十年的發展，主動降噪技術日益成熟，如今的各大耳機廠商和車載音響提供商均有相應的ANC產品，筆者有幸接觸過一款某品牌主動降噪頭戴耳機，當時在喧鬧的商場，打開耳機上的主動降噪功能，整個世界都安靜了。

　　

　　主動降噪又叫有源消聲，不同于傳統被動降噪將噪聲反射、吸收消極防御的模式，而是采用“以毒攻毒”的主動出擊模式。所有的聲音都由一定的頻譜組成，如果可以找到一種聲音，其頻譜與所要消除的噪聲完全一樣，只是相位剛好相差180°就可以將這噪聲完全抵消掉。假設噪音為一個波形為正弦曲線的簡諧波，噪聲監測麥克風拾取了噪聲的波形，并傳輸給降噪芯片，通過計算，耳機內側的降噪揚聲器發出一個與噪聲振幅相等，頻率相等，相位相差180°的聲波，通過和噪聲的疊加，產生了振幅為零的新的波形，對于人耳來說，就像按下了“靜音鍵”。

　　

　　5、無線電干擾噪聲

　　

　　該類型噪聲多見于城市廣播電臺或無線發射設備附近區域，高頻電磁波信號在傳播過程中被探知機耳機線纜橫切，在線纜中形成高頻電流，從而直接在耳機中形成噪聲，由于噪聲產生于耳機線纜，探知機無法過濾這類噪聲。

　　

　　解決這種噪聲問題我們可以借鑒網絡綜合布線技術中的屏蔽雙絞線(Shielded Twisted Pair，STP)技術，該技術要求在傳輸數據的線芯與外層絕緣封套之間包裹一層連續的金屬屏蔽層（鋁箔或編制銅網），再用正確的方法將屏蔽層接地。該技術初衷在于屏蔽線纜向外輻射電磁信號，從而防止傳輸的信息被竊聽，而這層金屬屏蔽層同樣能屏蔽外部電磁信號對內部線纜的干擾。根據楞次定律，線纜在橫切電磁波磁場的時候，會在金屬屏蔽層形成一個感應電流，感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，簡而言之，屏蔽層上形成的感應電流會形成一個與外部電磁波磁場大小相等，方向相反的磁場（不考慮熱交換，輻射等損耗），通過疊加效應，在屏蔽層內部削弱或抵消掉了外部電磁波磁場的干擾，再通過探知機探頭端將金屬屏蔽層接地，金屬屏蔽層使內部達到靜電平衡，形成全屏蔽，不受外部電場和磁場干擾，更加保護了探知機內部信號的傳輸。