Su kaçağı tespiti, içme suyu şebekelerinin en zor ve en pahalı işlerinden biridir. Kaçakların büyük kısmı yüzeye çıkmaz; toprağın altında, sessizce ve aylarca akar. KNN Yazılım olarak geliştirdiğimiz jeofon tabanlı titreşim sensörü, bu görünmeyen kaybı zemin titreşiminden algılamak ve kaçağın yerini hesaplamak için tasarlandı.
Sistem; hassas bir sismik sensör, düşük gürültülü sinyal yükselteci, gömülü yazılım ve tarayıcıda çalışan bir izleme panelinden oluşuyor. Amacımız, su idarelerine ithal cihazlara yerli, şeffaf ve ölçülebilir bir alternatif sunmak.
Fiziki Kayıp Kaçak Neden Bu Kadar Önemli?
Türkiye’de su idareleri, 2014’te yürürlüğe giren İçme Suyu Temin ve Dağıtım Sistemlerindeki Su Kayıplarının Kontrolü Yönetmeliği kapsamında kayıp oranlarını düşürmekle yükümlü. Yönetmelik, borulardaki ve bağlantılardaki sızıntıların teknolojik cihazlarla aranmasını, yani aktif sızıntı kontrolünü, kayıp yönetiminin temel adımlarından biri olarak tanımlıyor.
Fiziki kayıpların önemli bir bölümü, yüzeyde iz bırakmayan gizli kaçaklardan oluşur. Bu kaçakları bulmanın en etkili yolu, borudan kaçan suyun ürettiği titreşimi dinlemektir.
- Kaçan su, hem işletme maliyetini hem de kaynak israfını artırır.
- Gizli kaçak zamanla zemini oyarak yol çökmelerine yol açabilir.
- Yanlış noktada yapılan kazı, zaman ve bütçe kaybıdır.
Jeofon Sensör ile Su Kaçağı Nasıl Algılanır?
Basınçlı bir borudan kaçan su, boru cidarında ve çevresindeki zeminde karakteristik bir titreşim üretir. Bu titreşim kulakla duyulamayacak kadar zayıf olsa da sismik sensörlerle ölçülebilir.
Sistemimizin kalbinde, sismik ölçümlerde kullanılan SM-24 jeofon yer alıyor. Jeofon, zemin hareketini doğrudan elektrik gerilimine çeviren pasif bir sensördür; harici güç gerektirmez ve düşük frekanslı titreşimlere son derece duyarlıdır.
Sensörden gelen sinyal şu adımlardan geçer:
- Yükseltme: AD620 enstrümantasyon yükselteci, mikrovolt seviyesindeki sinyali gürültüyü bastırarak yükseltir.
- Sayısallaştırma: Gömülü kontrolcü, sinyali saniyede 2.000 örnekle ölçer ve otomatik ofset kalibrasyonu yapar.
- Analiz: Yazılım, kayan pencereli RMS (etkin değer) hesaplayarak titreşim enerjisini sürekli izler.
- Görselleştirme: Veriler, kurulum gerektirmeyen web tabanlı panele gerçek zamanlı aktarılır.
Çift Sensörle Su Kaçağı Yeri Tespiti
Kaçağın var olduğunu bilmek yeterli değildir; asıl maliyeti düşüren, su kaçağı yerinin doğru belirlenmesidir. Bu nedenle sistemimiz iki sensörle çalışan bir konumlandırma modülü içerir.
Kaçak sesi boru boyunca iki yöne yayılır ve iki sensöre farklı zamanlarda ulaşır. Yazılım, iki sinyal arasındaki çapraz korelasyon ile bu zaman farkını hesaplar. Sensörler arası mesafe ve borudaki ses hızı bilindiğinde kaçağın konumu bulunur.
Ses hızı boru malzemesine göre değiştiği için sistemde hazır ayarlar bulunur:
- Dökme demir boru: yaklaşık 4.000 m/s
- Çelik boru: yaklaşık 3.500 m/s
- PVC boru: yaklaşık 1.400 m/s
- HDPE boru: yaklaşık 1.200 m/s
Yanlış Alarmı Azaltan Akıllı Filtreler
Şehir içinde zemin hiçbir zaman sessiz değildir: trafik, yayalar, raylı sistemler sürekli titreşim üretir. Bir kaçak tespit cihazının değeri, bu gürültüyü gerçek sinyalden ayırabilmesiyle ölçülür.
Sistemimiz bir sonuç üretmeden önce birden fazla koşulu birlikte kontrol eder:
- Kısa süreli tekil darbeleri eleyen minimum olay süresi filtresi
- Konumlandırma için en az 3 saniyelik kesintisiz sinyal şartı
- Her iki sensörde eşzamanlı algılama zorunluluğu
- Yüzde 65 ve üzeri güven skoru eşiği
- Hareketli ortalama ile sinyal yumuşatma
Saha Testi: Tekrarlanabilir Sonuçlar
Bir ölçüm sisteminin güvenilirliği, tekrarlanabilir bir kaynakla sınanmadan kanıtlanamaz. Bu yüzden ilk saha testlerimizde referans kaynak olarak metro hattının ürettiği zemin titreşimlerini kullandık.
Metro geçişleri düzenli aralıklarla gerçekleşir ve sefer saatleri kamuya açıktır. Kayıtlarımızda geçişler yüksek sinyal/gürültü oranıyla, tutarlı süre ve sefer çizelgesiyle örtüşen aralıklarla net biçimde ayrıştı. Yanlış alarm filtresinin tekil darbeleri beklendiği gibi elediği de doğrulandı.
Sahada Kullanım ve Kurulum
Doğru ölçümün ilk şartı, sensörün zeminle sağlam temas kurmasıdır. Sensör, metal bir çiviyle zemine dikey olarak sabitlenir; bağlantı noktası sızdırmaz malzemeyle desteklenir. Kentsel şebeke taramalarında iki sensör arasında 2–3 metre mesafe öneriyoruz.
- Web tabanlı panel sayesinde dizüstü bilgisayar dışında ek yazılım gerekmez.
- Ölçüm kayıtları CSV olarak dışa aktarılır, raporlamaya ve CBS kayıtlarına eklenebilir.
- Farklı ortamlar için hazır hassasiyet profilleri bulunur.
Yol Haritası: Bağımsız Saha Düğümleri
Geliştirme çalışmalarımız sürüyor. Bir sonraki aşamada FFT tabanlı frekans analiziyle kaçak sinyalini trafik ve yaya kaynaklı titreşimlerden frekans imzasına göre ayırmayı hedefliyoruz.
Uzun vadede, her biri kendi sensörü, işlemcisi ve GSM modülüyle sahada bağımsız çalışan, verisini uzaktan ileten ölçüm düğümleri planlıyoruz. Bu yapı, bölgesel ölçüm alanları (BÖA) ve SCADA sistemleriyle birlikte sürekli izleme imkânı sunacak.
Sıkça Sorulan Sorular
Jeofon ile su kaçağı tespiti nasıl çalışır?
Basınçlı borudan kaçan su zeminde titreşim üretir. Jeofon bu titreşimi elektrik sinyaline çevirir; yazılım sinyalin enerjisini ve süresini analiz ederek kaçak şüphesi taşıyan olayları ayırır.
Sistem kaçağın yerini de gösterebiliyor mu?
Evet. İki sensörle yapılan ölçümde sinyalin iki noktaya varış zamanı farkı hesaplanır. Sensör mesafesi ve boru malzemesine göre ses hızı kullanılarak kaçağın sensörlere uzaklığı bulunur.
Hangi boru tiplerinde kullanılabilir?
Sistemde dökme demir, çelik, PVC ve HDPE borular için hazır ses hızı ayarları bulunur. Plastik borularda sinyal daha hızlı sönümlendiği için sensörlerin daha yakın yerleştirilmesi gerekebilir.
Pilot uygulama yapıyor musunuz?
Evet. Belediyeler ve su idareleriyle kendi şebekelerinde pilot ölçüm yapmaya açığız. Ayrıntılar için bizimle iletişime geçebilirsiniz.
Şebekenizi Birlikte Dinleyelim
KNN Yazılım olarak donanım, gömülü yazılım ve web tabanlı izleme çözümlerini tek çatı altında geliştiriyoruz. Su kaçağı tespiti, şebeke izleme veya özel sensör projeleriniz için iletişim sayfamızdan bize ulaşın; ihtiyacınıza uygun ölçüm senaryosunu birlikte planlayalım.