跳动城乡网任何打击乐手或烦躁的敲笔者都会告诉您，不同的材料在敲击时会发出不同的声音。德雷塞尔大学的研究人员希望这种基本的声学现象能够成为快速清除铅水管线的关键，铅水管线几十年来一直污染着全国的供水系统。
最近与岩土工程顾问SeaflowerConsultingServces进行的一项研究表明，通过敲击埋地管道并监测到达地表的声波，可以辨别埋地管道的成分。这种方法可以指导自来水公司在破土动工之前拆除铅服务管线。
2014年密歇根州弗林特发生水危机后，许多公用事业公司一直在努力验证其服务管线的材料。
由于政府的两基础设施法案和环境保护局的铅服务线更换加速器倡议要求拆除所有铅管道，这些努力在过去两年变得越来越紧迫，为估计920万美国家庭提供服务-将公用事业置于预计到2033年完成这项工作。
“铅管显然是一个紧迫的公共卫生问题，更换它们理所当然是当务之急，特别是在城市地区，”该团队的领导者之一、德雷克塞尔工程学院教授伊万·巴托利博士说。“但这些地区面临的挑战是，许多线路太旧了，可能不存在记录，公用事业公司必须先验证它们是否由铅制成，然后才能开始昂贵且漫长的挖掘过程。并更换它们。”
其他非侵入性选项包括水采样(无法识别污染源，可能会漏掉引线)和闭路摄像头检查(很难从外部部署，并且由于腐蚀和腐蚀而在旧管道中使用时效果不佳)。规模积累。
目前的管道测试标准——进入住宅直接测试服务管线，或者挖掘管线以获得样本——可能会给房主带来不便，对公民造成干扰，而且对公用事业公司来说成本高昂。而且以这种方式验证管道所需的时间使得城市地区不太可能按照美国环保局的时间表实现无铅化。
仅在费城，水务部门就估计该市511,000处房产中的约20,000处可能拥有领先的服务线路。自2017年以来，该部门只能更换其中2,600根电线，因此找到一种更快、破坏性更小的方法来查明哪些线路是领先的，对于在不挖掘城市大部分街道和人行道的情况下满足EPA的最后期限至关重要。
德雷克塞尔团队的方法基于监测超声波应力波传播，这是一种经常用于检查管道、铁路和飞机机翼结构健康状况的技术。
但是，在最近发表在《无损评估杂志》上的研究中，该团队并没有简单地表明不同类型的管道在受到撞击时会产生明显独特的声应力波，而是采取了额外的步骤来表明可以在表面水平检测到这些波，并且它们的传播转化为每种类型管道的签名。
他们写道：“由于波速随材料类型而变化，因此不同服务线材料的波首次到达表面的时间也不同。”“例如，对于铅来说，沿着管道的导波速度较慢，因为铅的体波速度远低于其他服务管线材料的速度。”
该团队在实验室中用铅、铜、钢和聚氯乙烯(PVC)管道进行了实验，使用压电加速度计传感器记录用仪器锤敲击时通过每个管道传播的应力波。他们在每根管道中部分填充水后重复此过程，然后将其埋入30厘米厚的沙子中。
通过收集的数据，该团队创建了模型(称为色散曲线)，显示波到达每个传感器的速度以及每种类型的管道和每种设置中波速如何随时间变化。该团队相信这些模型可用于识别现场管道。
“这些结果为非侵入性服务线识别提供了一个充满希望的机会，”项目负责人之一、工程学院LDBetz环境工程教授CharlesHaas博士说。“需要进行额外的测试来验证这种方法，并收集有关波如何通过不同类型的土壤和非同质土壤传播的数据，但这是解决一个非常大的问题的重要一步。”
《两基础设施法案》拨款150亿美元用于城市地区、农村社区、学校和儿童保育设施的铅管拆除，这给公用事业公司带来了额外的压力，要求他们拿出可行的技术来加快识别和拆除过程。
该团队正在设计和测试一个系统原型，该系统可用于现场管道识别，方法是将传感器放置在总水管和房屋之间的地面上，并使用探和锤子敲击路缘截止阀服务线的感应声波。他们与几家自来水公司合作测试原型并开始收集数据来完善他们的模型。
德雷克塞尔工程学院前教授、Seaflower创始人KurtSjoblom博士表示：“公用事业公司需要快速绘制和验证其服务线路，但他们也必须确保没有遗漏。”咨询服务和项目负责人。“如果挖掘整个供水系统是不可行的，这样的工具可以帮助他们指明正确的方向，并减少不必要的挖掘。”
