科学家的新研究发现，能够更加高效地利用声音监测老化的管线。而这一改善技术来自于新兴的学科声子学，声子学可以缓解信号衰减问题，在泄漏检测和监测方面发挥重要作用。
00:43科学家的新发现，可以用声透镜扩大管道检查范围。
利用声波解决管线难题
如今的城市，地下铺设的管线服役年限通常远远超出预期的使用寿命（有些管线与所在的城市一样古老，例如伦敦的地下水管已经有多年的历史），更换管线的需求迫在眉睫，这将产生大多数市政无法承受的费用。
此外，对于石油化工领域而言，埋地管道运输有便利、经济、安全、环保、使用年限长等优点，所以在世界各国有着广泛应用。近年来管道增多、管龄增长，泄漏事故不断发生，造成资源浪费和环境污染。随着科技进步及国家相关法令的出台，管道使用单位对管道的安全性能越加重视。
古罗马的下水道。声子学检测技术是一种非开挖在线检测评价管道本体的检测技术，它具有检测距离长、几乎不受外界因素干扰、缺陷定位准确、结果准确率高的特点，非常适用于不能进行内检的管道评价，也可用于有内检结果的管道进行复核。对于一些需要修复管道的市政和企业，可以利用声子学检测制定经济高效的解决方案，防止管线破损并优先处理最危险的部分。
密歇根大学机械工程学助理教授SerifeTol利用沿管道传递的声波为操作人员提供可以使用的大量信息，大大提高了声波监测和检测效率。
声子学及其遥感能力
对热现象的认识贯穿整个人类社会发展的历程。钻木取火结束了茹毛饮血的时代，对蒸汽机的利用使人类实现第一次工业革命，电力和内燃机的广泛使用带来了第二次工业革命。而第三次工业革命则以通信、计算机、集成电路技术的发展为核心牵引。“热寂”已经成为半导体工业的摩尔定律能否持续的主要障碍。声子是半导体器件中热的主要携带者，对固体微纳结构中声子性质的有效调控有望为这一问题提供解决思路。此外，未来量子技术的发展依赖于人们对电、光、声子多自由度耦合机制的进一步理解和操控。
声子学，是一门新兴学科。声子也被称为热晶体，这一领域旨在探索怎样以特定的频率来引导热流，从而能像控制声波和光波那样控制热量波。今天的数字技术革命是以对半导体中的电子能够施加的高度控制为基础的。科学家认为对声子的精确控制也可能会产生类似的让人惊喜和激动的结果。
动画显示了使用GRIN（自聚焦）声透镜沿4英寸管道的信号放大模式L（0,2），在这个模式下，信号可以放大为原来的1.71倍。
声子学着眼于弹性波及其在周期性结构材料中的移动方式，人工设计的诸如杆、梁、板或壳之类的周期性结构材料，动态特性与天然材料大不相同，材料的属性决定了弹性波的传播方式。
在管道中传播的弹性波可以作为检测泄漏、破损、变形等的工具。结构中存在的缺陷会破坏弹性波信号，并且可以通过安装在管道表面的传感器检测到这种破坏。分析接收器信号中弹性波的到达时间可以确定管壁中的缺陷位置和类型。这种类型的导波检测在国外已被广泛用于结构健康无损检测技术。
声子学与相控阵技术
关于声子学的应用，研究人员仍在探索当中，实践证明超声波具有成本效益且易于操作，部分原因在于管道本身可作为波导（用来定向引导电磁波的结构）。但这一方法具有缺陷，在对管道进行长距离检测时，波幅会越来越小且逐渐难以检测。
相控阵技术可以解决该问题，该技术能够聚集弹性超声波并改善检测和定位缺陷。但是，聚集弹性波需要通过外部设备进行主动控制，并需要建立针对每条管线的波动特征数据库。
GRIN（自聚焦）声透镜样品。年“五一”小长假期间，中国石油工程建设有限公司首次在国内采用超声相控阵技术检测外径为mm-1.93m规格的大口径管道焊缝。超声相控阵检测对人体零伤害，且检测效率及灵敏度高。检测外径1,mm、壁厚45mm的管道焊缝，最短用时2小时；而据科学推算，若采用射线检测，把洗胶片的暗室设在现场即时作业，最短也需要6小时。
超声相控阵检测技术已经在石油化工领域得到广泛应用，除长输管道检测外，还有：
法兰密封面检测
小径管焊接接头检测
钢结构检测
……
随着行业企业标准的不断完善和执行，超声相控阵检测技术不仅将在保障工程质量方面发挥更多作用，而且可以降低管线更换的成本，帮助延长管线寿命，持续推进企业的机械完整性和安全管理水平提升。
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