1、基于聲發(fā)射技術的故障定位

通過聲發(fā)射技術定位功能可以直接地知道產(chǎn)生聲發(fā)射源的位置，進而方便對指定區(qū)域進行二次檢查。如常見的儲罐罐底定位，如果采用傳統(tǒng)的超聲波檢測方法可能需要幾個月時間，并且檢測的過程中需要對儲罐進行清理等，但是采用聲發(fā)射技術定位可以不對儲罐進行清理，時間也只需要幾個小時，如果檢測的結果表明有進一步檢測的必要，再采用超聲波檢測，如果沒有進一步檢測的必要就可以直接檢測完成。二者相比，聲發(fā)射技術可以減少非常多的檢測成本。

為了實現(xiàn)聲發(fā)射的定位功能，需要將各個聲發(fā)射傳感器采集儀的時間進行同步，同步須達到10us級才能實現(xiàn)較小區(qū)域的定位（分米*分米）。在物聯(lián)網(wǎng)時代之前的臺式聲發(fā)射檢測儀中，廣泛采用板間傳輸或有線傳輸方式來實現(xiàn)時間同步。

2、傳統(tǒng)的時間同步方式

2.1 板間同步方式

采用多個聲發(fā)射傳感器布置于罐體的四周，通過長距離的電纜接入到帶聲發(fā)射采集卡的計算機設備中通過采用精度極高（可達到百ns級）的板載高速總線，控制多個通道的同步采集，從而實現(xiàn)定位功能。

某司聲發(fā)射罐底腐蝕泄漏檢測系統(tǒng)

優(yōu)點：1）同步精度很高，可以達到百ns級別；
2）采樣精度高，可以達到16~18位，采樣速度高，10Msps；
缺點：1）成本高；
2）集成通道有限，很難做到百通道以上；
3）受傳感器線長影響，可布設空間有限。

2.2 有線同步方式

采用有線傳輸方式通常使用串行接口來作為傳輸介質(zhì)，通過分散式機箱布置，機箱通過有線/無線網(wǎng)絡（WIFI、4G、LORAWAN等）進行波形參數(shù)傳輸，可以增加布設空間。

某司的基于485總線的分散式聲發(fā)射檢測系統(tǒng)

每一組聲發(fā)射設備包含N個聲發(fā)射數(shù)據(jù)采集通道（從1到N，可動態(tài)配置），設備內(nèi)通過高精度總線傳輸同步信號，設備間通過收發(fā)相接的RS485總線環(huán)形網(wǎng)絡，傳輸同步信息實現(xiàn)整個網(wǎng)絡的同步。按照RS485總線的負載能力，可實現(xiàn)30-40組設備的連接，而全網(wǎng)絡最大可實現(xiàn)700-800個通道的時鐘同步。

分散式聲發(fā)射檢測系統(tǒng)組成示意圖

優(yōu)點：1）可容納的通道數(shù)較多;
2）分散式安裝，可降低安裝難度；
3）布設空間很大，設備間距可以很廣

缺點：1）同步精度一般，可達到十us級；

2）485電纜較長時，需要增加中繼；

3）安裝復雜，傳感器線纜和通信線纜多；

3、物聯(lián)網(wǎng)時代下的聲發(fā)射技術時間同步新模式

現(xiàn)代聲發(fā)射儀器已經(jīng)逐漸進入物聯(lián)網(wǎng)時代，之前使用485工業(yè)總線進行有線時間同步的方式，雖然有精度高、連接穩(wěn)定和高魯棒性等優(yōu)點，但在呈陣列排布的大規(guī)模聲發(fā)射無線設備集群的應用中，則因缺乏靈活便捷性而顯得捉襟見肘。選用一種無線且高精度同步時鐘的方式，就顯得尤為重要。因此我們經(jīng)過反復比較和實驗，選擇基于GPS及Wifi 這兩種可控距離長、穩(wěn)定可靠的主流無線時間同步方式作為定位的核心聲發(fā)射技術。

3.1 GPS同步方式

清誠IOT聲發(fā)射設備采用小型化、集成化設計，設備內(nèi)部集成傳感器、采集電路可充電電池和無線同步通信功能板，可實現(xiàn)寬范圍的聲發(fā)射信號采集、支持多種無線通信方式組網(wǎng)、支持多通道組合同步網(wǎng)絡等功能，具有體積小、功能強使用方便等特點。

優(yōu)點：1）可容納通道數(shù)很多；
2）安裝布設容易，只需要安裝一次；
3）組網(wǎng)方便，可實現(xiàn)遠距離通信；
4）可實現(xiàn)長期無人值守；
5）布設空間廣，不需要通信線纜；
6）同步精度高，可達±1us；
7）單通道成本低。

缺點：需要放在空曠室外使用，受GPS信號影響大。

3.2 Wifi同步方式

WIFI無線同步技術由WIFI網(wǎng)內(nèi)的無線主端設備為控制主體，以特定無線模式的無線定向廣播方式，向目標設備群組中若干無線從端設備發(fā)送包含同步時間標識同步數(shù)據(jù)包的同步序列信標。

優(yōu)點：1）可容納通道數(shù)很多；
2）安裝布設容易，只需要安裝一次；
3）組網(wǎng)方便，可實現(xiàn)遠距離通信；
4）可實現(xiàn)長期無人值守；
5）布設空間廣，不需要通信線纜；
6）同步精度高，可達±1us；
7）單通道成本低。

缺點：受無線信號強度影響大，容易受障礙物影響。

總結：以上4種同步方式各有特點，在使用時可根據(jù)需求選擇合適的設備，4種同步方式的對比如下：

最新的清誠IOT聲發(fā)射設備內(nèi)部兼容GPS/無線/有線3種同步方式，可通過配置同步模式，選擇GPS同步、無線同步和有線同步。

審核編輯 黃宇