井盖变天线 香港推出智能系统监测管道水位毒气

据香港《文汇报》消息，香港的地下管道环境错综复杂，当中的二氧化硫等气体有可能对作业人员的安全带来威胁，沼气更有可能引起自燃甚至爆炸，若管道阻塞，则随时可能在暴雨来袭时造成严重水灾，非常扰民。中大电子工程学系兼射频辐射研究实验室主任吴克利领导的团队研发出无线智能排水系统，并以九龙湾区百余个沙井进行实地测试，长期实时监测水位及气体的变化。该系统创新地利用沙井盖为传输天线，突破了由地下往地面无线通信的限制，守卫城市安全。

吴克利(右)与其团队成员韦大成(左)、林浩研发出全球首个大规模地区无线排水实时监测实验系统。中大供图

雨水渠、污水渠及沙井是城市的基础建设，因其密封性而易积聚沼气、二氧化硫等气体。当前地下管道没有检测气体浓度的装置，一旦这些气体的浓度过高，有可能对一线工作人员构成风险。

针对以上问题，吴克利率领的研究团队花了两年多时间，研发出全球首个大规模地区无线排水实时监测实验系统。项目获香港创新科技署全数资助840万元港币经费，香港渠务署、物流及供应链多元技术研发中心也参与研发。

自去年8月起，研究团队逐步在九龙湾区百余个沙井安装轻巧的无线探测装置，中大电子工程学系副研究员韦大成表示，每个装置可配备5个不同的传感器，可分别监测无色、有腐蚀性、带恶臭的硫化氢；有强烈刺激性气味的无色气体二氧化硫；沼气中的主要成分、易燃气体甲烷；水位变化及沙井盖开关状态。

探测装置组成的系统可全面监测该区地下管道状态。通过无线网络传送的数据及大数据分析，工程人员可及时掌握气体溢出、非法排放污水、淤塞等方面的信息，有效预防爆燃或水灾，发现异常环境污染源，研究水位及流速的变化。

吴克利透露，构建无线地下管道探测系统的一大挑战是：如何使电波穿透14厘米厚的铁制沙井盖，将数据实时传送至附近的基站，再通过4G 无线网络发放至工程人员手中？研究团队以突破传统思维的方式，不将沙井盖视为“障碍”，反而将其变为“天线的一部分”，有效地将数据通过无线网络传送至位于大厦天台的基站。

另一项挑战则是沙井湿气极重，含强腐蚀性气体，加速了装置内的气体传感器损耗。研究人员设计了一个全密封式微型气体分析装置，解决了气体传感器在恶劣环境下的耐用性问题，希望未来能大规模在香港应用。