CN114576565A - 一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，包括检测单元，检测单元设置在管线上，检测单元包括安装机架，安装机架包括安装环机构、连接机构和基座，安装环机构套设在所述管线上且与管线进行同步振动，连接机分别与安装环机构和基座连接；安装环机构上设置检测模块，检测模块用于收集管线的振动数据；连接机构上设置降压模块，降压模块用于增强阻尼以降低管线振动时对基座压力，检测模块与控制单元相连，检测单元设置有多组且依次排列设置在管线上，检测单元之间设置有泄漏防护单元。本发明对出现剧烈增强或衰减则分析为初步泄漏判定，同时控制单元调控泄漏防护单元移动至对应的检测单元所在位置的附近对管线进行准确排查和临时修补。
Description
技术领域
本发明属于管道检测技术领域，具体涉及一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统。
背景技术
现有的核电站发电机组由于功率大，且发电机组辅助系统多，导致与发电机组接口的管线多且复杂，不便在维修时更换相关管线，且会影响发电机组的正常运行。在这种情况下，当发电机组相关管线受到发电机组自身工频振动的影响时，由于发电机组部分管线结构设计本身不合理，容易造成管线出现振动的急剧增大，严重时出现管裂纹、接头泄漏等，所以需要对管道的运行情况和振动情况进行实时的检测和及时的维修或替换。
现有的管道检测系统主要有如公开号为JPS5960321A、JP2012068175A、US6088417A和CN103175658B，其中以公开号为CN103175658B所公开的试验方法尤为具有代表性，该方法采用模拟裂缝尺寸的形式，建立流量和确定尺寸的关系，同时针对工程实际的真实裂缝进行实际工况下的泄漏试验，能够测定不同载荷下不同裂缝形式下的泄漏量，但这种测试方法的效率较低，当泄漏发生时不能进行及时的停运和修补，轻则浪费能源，重则会对动力系统和整个管线造成严重的损害。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，能够对出现剧烈增强或衰减则分析为初步泄漏判定，同时控制单元调控泄漏防护单元移动至对应的检测单元所在位置的附近对管线进行准确排查和临时修补。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，包括检测单元1，所述检测单元1设置在管线3上，检测单元1包括安装机架11，所述安装机架11包括安装环机构、连接机构和基座，所述安装环机构套设在所述管线3上且与管线3进行同步振动，所述连接机分别与安装环机构和基座连接；安装环机构上设置检测模块12，检测模块12用于收集管线3的振动数据；连接机构上设置降压模块13，降压模块13用于增强阻尼以降低管线3振动时对基座压力，检测模块12与控制单元相连，所述检测单元1设置有多组且依次排列设置在管线3上，所述检测单元1之间设置有泄漏防护单元2。
所述安装环机构包括两个相互配合的连接半环，两个所述连接半环的内侧与管线3之间设置有缓冲垫，且两个连接半环的一端相互铰接，另一端通过连接件连接形成固定套设在管线3上的环形结构。
所述检测模块12设置为振动传感器，所述振动传感器采集管线3的振动幅度与振动频率，同时将包括振动幅度与频率的振动信息转化为电信号无线发送至控制单元。
所述降压模块13被包括固定筒和活动机构，所述固定筒设置在基座上，所述活动机构滑动设置在固定筒内，且当有作用力推动活动机构向基座的一侧滑动时，所述滑动机构与固定筒锁定。
所述控制单元包括信号接收模块、分析模块和信息存储模块，所述信号接收模块用于接收检测模块12发送来的电信号，同时将电信号转换为振动数据，所述分析模块用于根据振动数据进行分析对比，从而分析出管线3是否发生泄漏情况，所述信息存储模块将振动数据进行存储记录。
所述泄漏防护单元2包括安装架24，安装架24上设置有移动机构21、泄漏检测机构22和泄漏修补机构23，所述移动机构21带动安装架24在管线3上爬行，所述泄漏检测机构22带动泄漏防护单元2沿管线3进行移动，所述泄漏检测机构22用于检测和定位管线3的泄漏口，所述泄漏修补机构23将管线3的泄漏口封闭。
所述安装架24设置为套设在管线3上的环形结构，且环形结构的安装架24的底部设置供安装机架11的连接机构穿过的开口；
所述移动机构21包括驱动车和爬行轮，所述爬行轮设置有多组且环绕设置在安装架24上，所述驱动车的尾部与安装架24铰接且驱动车用于拖动安装架24；
所述泄漏修补机构23包括气泵和气囊，所述气泵设置在驱动车上，所述安装架24上设置有从安装架24外侧连通至内侧的气道，所述气泵通过气管与安装架24外侧进气口连接，所述气囊未被使用时收缩设置在安装架24的内侧，且气囊的进气口与安装架24的内侧出气口密封连接，泄漏修补机构23当安装架24移动到泄漏口的外侧时，气泵经过气管和安装架24向设置在内侧气囊输气使得气囊膨胀，从而将泄漏口进行堵塞；
所述泄漏检测机构22包括压力传感器和噪音传感器，所述压力传感器设置在安装架24的内侧且用于检测周围环境的气压，以监测是否遇到泄漏口喷出的高压气体，所述噪音传感器也设置在安装架24上且监测是否存在泄漏口漏气时发出的高频声波。
本发明的有益效果：
通过设置检测单元可实时了解分析管道的振动情况，也便于对振动信息进行收集和信息对比，以了解管道是否在限定范围内发生振动，同时通过设置分析模块可对比分析对应动力装置在运行到对应频率时现有的管线振动频率与以往信息存储模块保留的以往对应频率的差别，同时对比依次设置在管线上的多个检测单元的管线振动数据的变化平滑度，当振动数据出现剧烈增强或衰减则分析为初步泄漏判定，同时控制单元调控泄漏防护单元移动至对应的检测单元所在位置的附近对管线进行准确排查和临时修补，从而通过管道振动情况快速分析出管道泄漏情况，同时设置有泄漏防护单元可对泄漏口进行快速检测和封堵，检测单元通过设置降压模块可将管道的振动能进行吸收同时降低对基座和地面的冲击，也减少了地面的反作用力对管道造成的损害。
附图说明
图1为本发明的检测单元设置在管线上时的结构示意图。
图2为本发明的降压模块的结构示意图。
图3为本发明的泄漏防护单元在管线上运作时结构示意图。
图4为本发明的漏防护单元的安装架与管道结构示意图。
图5为本发明另一实施方式的漏防护单元的安装架的结构示意图。
图6为本发明振动正常与异常时的振动数据曲线示意图。
图中：检测单元1、安装机架11、检测模块12、降压模块13、泄漏防护单元2、移动机构21、泄漏检测机构22、泄漏修补机构23、安装架24、管线3。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
如图1所示，一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，包括：检测单元1，所述检测单元1包括：
安装机架11，所述安装机架11包括安装环机构、连接机构和基座，所述安装环机构套设在所述管线3上且与管线3进行同步振动，所述连接机分别与安装环机构和基座连接；
检测模块12，设置在安装环机构上，用于收集管线3的振动数据；
降压模块13，设置在连接机构上，用于增强阻尼以降低管线3振动时对基座压力；
还包括：控制单元，用于根据检测模块12收集到的振动数据分析管线3的振动情况；
所述检测单元1设置有多组且依次排列设置在管线3上；
所述安装环机构包括两个相互配合的连接半环，两个所述连接半环的内侧与管线3之间设置有缓冲垫，且两个连接半环的一端相互铰接，另一端通过连接件连接形成固定套设在管线3上的环形结构；
所述检测模块12设置为振动传感器，所述振动传感器采集管线3的振动幅度与振动频率，同时将包括振动幅度与频率的振动信息转化为电信号无线发送至控制单元；
所述降压模块13被包括固定筒和活动机构，所述固定筒设置在基座上，所述活动机构与滑动设置在固定筒内，且当有作用力推动活动机构向基座的一侧滑动时，所述滑动机构与固定筒锁定；
所述活动机构包括缸体、套筒、活塞、第一端盖和第二端盖，所述缸体设置有内表面、外表面、第一端和第二端，所述内表面和外表面的截面均设置为圆形，所述套筒可进行弹性形变且套设在缸体的外表面，所述活塞设置有头部和尾部，所述头部与尾部均设置为圆柱形，且活塞的头部滑动设置在缸体的内表面上，所述第一端盖和第二端盖分别设置在缸体的第一端和第二端上，所述套筒与缸体的内表面之间设置有第一可变容腔，所述活塞、第一端盖和缸体之间形成第二可变容腔，所述第二可变容腔设置为圆柱形，所述第二端盖的中心贯穿设置有中心通道，所述活塞的头部与第二端盖、活塞尾部、缸体之间形成第三可变容腔，所述第三可变容腔设置为环形；
所述活动机构当有作用力推动活塞向第一端盖的一侧快速滑动时，第三可变容腔增大，第二可变容腔缩小，活塞推动液压流体从第二可变容腔流向第二可变容腔，从而使得套筒膨胀与固定筒的内壁紧贴程度增加，从而增加阻尼降低向下的振幅，当管线3向上复位时，得如可变容腔增大，第三可变容腔缩小，同时重新将液压流体从第一可变容腔抽回第二可变容腔内，同时套筒复位与固定筒的内壁松开；
所述控制单元包括信号接收模块、分析模块和信息存储模块，所述信号接收模块用于接收检测模块12发送来的电信号，同时将电信号转换为振动数据，所述分析模块用于根据振动数据进行分析对比，从而分析出管线3是否发生泄漏情况，所述信息存储模块将振动数据进行存储记录；
实施例二，本实施例为上述实施例的进一步描述应当理解本实施例包括前述全部技术特征并作进一步具体描述：
一种基于管线3振动检测的管道泄漏检测防护系统，包括：检测单元1，所述检测单元1包括：
安装机架11，所述安装机架11包括安装环机构、连接机构和基座，所述安装环机构套设在所述管线3上且与管线3进行同步振动，所述连接机分别与安装环机构和基座连接；
检测模块12，设置在安装环机构上，用于收集管线3的振动数据；
降压模块13，设置在连接机构上，用于增强阻尼以降低管线3振动时对基座压力；
还包括：控制单元，用于根据检测模块12收集到的振动数据分析管线3的振动情况；
所述检测单元1设置有多组且依次排列设置在管线3上；
所述降压模块13被包括固定筒和活动机构，所述固定筒设置在基座上，所述活动机构与滑动设置在固定筒内，且当有作用力推动活动机构向基座的一侧滑动时，所述滑动机构与固定筒锁定；
所述安装环机构包括两个相互配合的连接半环，两个所述连接半环的内侧与管线3之间设置有缓冲垫，且两个连接半环的一端相互铰接，另一端通过连接件连接形成固定套设在管线3上的环形结构；
所述检测模块12设置为振动传感器，所述振动传感器采集管线3的振动幅度与振动频率，同时将包括振动幅度与频率的振动信息转化为电信号无线发送至控制单元；
所述振动传感器设置有两组或两组以上；
所述活动机构包括缸体、套筒、活塞、第一端盖和第二端盖，所述缸体设置有内表面、外表面、第一端和第二端，所述内表面和外表面的截面均设置为圆形，所述套筒可进行弹性形变且套设在缸体的外表面，所述活塞设置有头部和尾部，所述头部与尾部均设置为圆柱形，且活塞的头部滑动设置在缸体的内表面上，所述第一端盖和第二端盖分别设置在缸体的第一端和第二端上，所述套筒与缸体的内表面之间设置有第一可变容腔，所述活塞、第一端盖和缸体之间形成第二可变容腔，所述第二可变容腔设置为圆柱形，所述第二端盖的中心贯穿设置有中心通道，所述活塞的头部与第二端盖、活塞尾部、缸体之间形成第三可变容腔，所述第三可变容腔设置为环形；
所述第二可变容腔设置有纵向轴线，从第一可变容腔至第二可变容腔之间设置有贯穿缸体进行延伸的径向通道，所述第一可容积腔与第二可边容积腔内贮存有液压流体，所述液压流体提升活塞的活动阻尼，同时使套筒膨胀；
还设置有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧环绕设置在活塞尾部的外周且设置在第三可边容积腔内，所述螺旋弹簧两端分别与第二端盖和活塞头抵接，以将活塞头推向气缸盖；
所述径向通道设置有多个，且多个径向通道在从气缸盖开始的第一纵向位置通向第二可变容腔；
所述缸体还设置有环形壁，第二纵向位置为设置在第一纵向纵向位置至第二端盖之间，所述环形壁在距气缸盖的第二纵向位置处从缸体的内表面向内径向突出，所述环形壁限制活塞向径向通道贴近，
所述活动机构当有作用力推动活塞向第一端盖的一侧快速滑动时，第三可变容腔增大，第二可变容腔缩小，活塞推动液压流体从第二可变容腔流向第二可变容腔，从而使得套筒膨胀与固定筒的内壁紧贴程度增加，从而增加阻尼降低向下的振幅，当管线3向上复位时，得如可变容腔增大，第三可变容腔缩小，同时重新将液压流体从第一可变容腔抽回第二可变容腔内，同时套筒复位与固定筒的内壁松开；
所述控制单元包括信号接收模块、分析模块和信息存储模块，所述信号接收模块用于接收检测模块12发送来的电信号，同时将电信号转换为振动数据，所述分析模块用于根据振动数据进行分析对比，从而分析出管线3是否发生泄漏情况，所述信息存储模块将振动数据进行存储记录；
实施例三，本实施例为上述实施例的进一步描述应当理解本实施例包括前述全部技术特征并作进一步具体描述：
进一步结合图2至图6所示，一种基于管线3振动检测的管道泄漏检测防护系统，包括：检测单元1，所述检测单元1包括：
安装机架11，所述安装机架11包括安装环机构、连接机构和基座，所述安装环机构套设在所述管线3上且与管线3进行同步振动，所述连接机分别与安装环机构和基座连接；
检测模块12，设置在安装环机构上，用于收集管线3的振动数据；
降压模块13，设置在连接机构上，用于增强阻尼以降低管线3振动时对基座压力；
还包括：控制单元，用于根据检测模块12收集到的振动数据分析管线3的振动情况；
所述检测单元1设置有多组且依次排列设置在管线3上；
所述降压模块13被包括固定筒和活动机构，所述固定筒设置在基座上，所述活动机构与滑动设置在固定筒内，且当有作用力推动活动机构向基座的一侧滑动时，所述滑动机构与固定筒锁定；
所述安装环机构包括两个相互配合的连接半环，两个所述连接半环的内侧与管线3之间设置有缓冲垫，且两个连接半环的一端相互铰接，另一端通过连接件连接形成固定套设在管线3上的环形结构；
所述检测模块12设置为振动传感器，所述振动传感器采集管线3的振动幅度与振动频率，同时将包括振动幅度与频率的振动信息转化为电信号无线发送至控制单元；
所述振动传感器设置有两组或两组以上；
所述活动机构包括缸体、套筒、活塞、第一端盖和第二端盖，所述缸体设置有内表面、外表面、第一端和第二端，所述内表面和外表面的截面均设置为圆形，所述套筒可进行弹性形变且套设在缸体的外表面，所述活塞设置有头部和尾部，所述头部与尾部均设置为圆柱形，且活塞的头部滑动设置在缸体的内表面上，所述第一端盖和第二端盖分别设置在缸体的第一端和第二端上，所述套筒与缸体的内表面之间设置有第一可变容腔，所述活塞、第一端盖和缸体之间形成第二可变容腔，所述第二可变容腔设置为圆柱形，所述第二端盖的中心贯穿设置有中心通道，所述活塞的头部与第二端盖、活塞尾部、缸体之间形成第三可变容腔，所述第三可变容腔设置为环形；
所述活塞的尾部外侧设置有内螺纹，所述连接机构设置为一端设置有与所述内螺纹配合的外螺纹的连接杆，所述安装环机构通过连接机构向活塞传递振动能；
所述第二可变容腔设置有纵向轴线，从第一可变容腔至第二可变容腔之间设置有贯穿缸体进行延伸的径向通道，所述第一可容积腔与第二可边容积腔内贮存有液压流体，所述液压流体提升活塞的活动阻尼，同时使套筒膨胀；
还设置有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧环绕设置在活塞尾部的外周且设置在第三可边容积腔内，所述螺旋弹簧两端分别与第二端盖和活塞头抵接，以将活塞头推向气缸盖；
所述径向通道设置有多个，且多个径向通道在从气缸盖开始的第一纵向位置通向第二可变容腔；
所述缸体还设置有环形壁，第二纵向位置为设置在第一纵向纵向位置至第二端盖之间，所述环形壁在距气缸盖的第二纵向位置处从缸体的内表面向内径向突出，所述环形壁限制活塞向径向通道贴近，
套筒的内壁包括与缸体第一端临近设置的第一内圆面，与可缸体第二端临近设置的第二内圆面，设置在第一内圆面与第二内圆面之间的第三内圆面，且第三内圆面的内径比第一内圆面或第二内圆面的内径大，所述第一内圆面与第三内圆面之间通过第一内圆锥面衔接，所述第二内圆面与第三内圆面之间通过第二内圆锥面衔接，所述第一可变容腔被限定在缸体的外表面与套筒的第一内圆锥面、第三内圆面和第二内圆锥面之间；
所述活动机构当有作用力推动活塞向第一端盖的一侧快速滑动时，第三可变容腔增大，第二可变容腔缩小，活塞推动液压流体从第二可变容腔流向第二可变容腔，从而使得套筒膨胀与固定筒的内壁紧贴程度增加，从而增加阻尼降低向下的振幅，当管线3向上复位时，得如可变容腔增大，第三可变容腔缩小，同时重新将液压流体从第一可变容腔抽回第二可变容腔内，同时套筒复位与固定筒的内壁松开；
所述控制单元包括信号接收模块、分析模块和信息存储模块，所述信号接收模块用于接收检测模块12发送来的电信号，同时将电信号转换为振动数据，所述分析模块用于根据振动数据进行分析对比，从而分析出管线3是否发生泄漏情况，所述信息存储模块将振动数据进行存储记录；
还设置有泄漏防护单元2，所述泄漏防护单元2滑动设置在管线3上且用于定位管线3的泄漏口；
所述泄漏防护单元2包括安装架24和均设置在安装架24上的移动机构21、泄漏检测机构22和泄漏修补机构23，所述移动机构21带动安装架24在管线3上爬行，所述泄漏检测机构22带动泄漏防护单元2沿管线3进行移动，所述泄漏检测机构22用于检测和定位管线3的泄漏口，所述泄漏修补机构23将管线3的泄漏口封闭；
所述安装架24设置为套设在管线3上的环形结构，且环形结构的安装架24的底部设置供安装机架11的连接机构穿过的开口；
所述移动机构21包括驱动车和爬行轮，所述爬行轮设置有多组且环绕设置在安装架24上，所述驱动车的尾部与安装架24铰接且驱动车用于拖动安装架24；
所述泄漏修补机构23包括气泵和气囊，所述气泵设置在驱动车上，所述安装架24上设置有从安装架24外侧连通至内侧的气道，所述气泵通过气管与安装架24外侧进气口连接，所述气囊未被使用时收缩设置在安装架24的内侧，且气囊的进气口与安装架24的内侧出气口密封连接，泄漏修补机构23当安装架24移动到泄漏口的外侧时，气泵经过气管和安装架24向设置在内侧气囊输气使得气囊膨胀，从而将泄漏口进行堵塞；
所述泄漏检测机构22包括压力传感器和噪音传感器，所述压力传感器设置在安装架24的内侧且用于检测周围环境的气压，以监测是否遇到泄漏口喷出的高压气体，所述噪音传感器也设置在安装架24上且监测是否存在泄漏口漏气时发出的高频声波；
所述分析模块对比分析对应动力装置在运行到对应频率时现有的管线3振动频率与以往信息存储模块保留的以往对应频率的差别，同时对比依次设置在管线3上的多个检测单元1的管线3振动数据的变化平滑度，当振动数据出现剧烈增强或衰减则分析为初步泄漏判定，同时控制单元调控泄漏防护单元2移动至对应的检测单元1所在位置的附近对管线3进行准确排查和临时修补。
Claims (8)
1.一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，其特征在于，包括检测单元(1)，所述检测单元(1)设置在管线(3)上，检测单元(1)包括安装机架(11)，所述安装机架(11)包括安装环机构、连接机构和基座，所述安装环机构套设在所述管线(3)上且与管线(3)进行同步振动，所述连接机分别与安装环机构和基座连接；安装环机构上设置检测模块(12)，检测模块(12)用于收集管线(3)的振动数据；连接机构上设置降压模块(13)，降压模块(13)用于增强阻尼以降低管线(3)振动时对基座压力，检测模块(12)与控制单元相连，所述检测单元(1)设置有多组且依次排列设置在管线(3)上，所述检测单元(1)之间设置有泄漏防护单元(2)。
2.根据权利要求1所述的一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，其特征在于，所述安装环机构包括两个相互配合的连接半环，两个所述连接半环的内侧与管线(3)之间设置有缓冲垫，且两个连接半环的一端相互铰接，另一端通过连接件连接形成固定套设在管线(3)上的环形结构。
3.根据权利要求1所述的一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，其特征在于，所述检测模块(12)设置为振动传感器，所述振动传感器采集管线(3)的振动幅度与振动频率，同时将包括振动幅度与频率的振动信息转化为电信号无线发送至控制单元。
4.根据权利要求1所述的一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，其特征在于，所述降压模块(13)被包括固定筒和活动机构，所述固定筒设置在基座上，所述活动机构滑动设置在固定筒内，且当有作用力推动活动机构向基座的一侧滑动时，所述滑动机构与固定筒锁定。
5.根据权利要求1所述的一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，其特征在于，所述控制单元包括信号接收模块、分析模块和信息存储模块，所述信号接收模块用于接收检测模块(12)发送来的电信号，同时将电信号转换为振动数据，所述分析模块用于根据振动数据进行分析对比，从而分析出管线(3)是否发生泄漏情况，所述信息存储模块将振动数据进行存储记录。
6.根据权利要求1所述的一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，其特征在于，所述泄漏防护单元(2)包括安装架(24)，安装架(24)上设置有移动机构(21)、泄漏检测机构(22)和泄漏修补机构(23)，所述移动机构(21)带动安装架(24)在管线(3)上爬行，所述泄漏检测机构(22)带动泄漏防护单元(2)沿管线(3)进行移动，所述泄漏检测机构(22)用于检测和定位管线(3)的泄漏口，所述泄漏修补机构(23)将管线(3)的泄漏口封闭。
7.根据权利要求6所述的一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，其特征在于，所述安装架(24)设置为套设在管线(3)上的环形结构，且环形结构的安装架(24)的底部设置供安装机架(11)的连接机构穿过的开口；
所述移动机构(21)包括驱动车和爬行轮，所述爬行轮设置有多组且环绕设置在安装架(24)上，所述驱动车的尾部与安装架(24)铰接且驱动车用于拖动安装架(24)；
所述泄漏修补机构(23)包括气泵和气囊，所述气泵设置在驱动车上，所述安装架(24)上设置有从安装架(24)外侧连通至内侧的气道，所述气泵通过气管与安装架(24)外侧进气口连接，所述气囊未被使用时收缩设置在安装架(24)的内侧，且气囊的进气口与安装架(24)的内侧出气口密封连接，泄漏修补机构(23)当安装架(24)移动到泄漏口的外侧时，气泵经过气管和安装架(24)向设置在内侧气囊输气使得气囊膨胀，从而将泄漏口进行堵塞。
8.根据权利要求7所述的一种基于管线振动检测的管道泄漏检测防护系统，其特征在于，所述泄漏检测机构(22)包括压力传感器和噪音传感器，所述压力传感器设置在安装架(24)的内侧且用于检测周围环境的气压，以监测是否遇到泄漏口喷出的高压气体，所述噪音传感器也设置在安装架(24)上且监测是否存在泄漏口漏气时发出的高频声波。
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