CN102635786A - 一种预埋式输送管线在线实时监测系统 - Google Patents

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黄桂湘
王倚文
梁启明
杨小燕
金玉飞
赵斌
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本发明公开了一种预埋式输送管线在线实时监测系统，其特征在于：包括PCCP管道、传感器模块、数据处理模块、通信模块和中控机房，传感器模块附着于PCCP管道，并通过电缆与地表或浅埋的数据处理模块相连接，数据处理模块连接通信模块，通讯模块连接中控机房。本发明与现有技术相比的优点是：本发明可以实现实时监测输送管线的压力、流量、振动、沉降等状态；实时掌握输送管道全线的详细工作及安全状态，积累历史监测数据，建立应急监测预警机制，提高工程运行的信息化水平，确保输水工程安全并降低运营维护成本。

Description

一种预埋式输送管线在线实时监测系统
【技术领域】
本发明涉及机械领域，尤其涉及一种预埋式输送管线在线实时监测系统，广泛运用于输水管、污水管、输气管、输油管等监测领域。 
【背景技术】
预埋式输送管道，在人民生活，城镇、乡村建设中都得到广泛应用；人们生活用的水、煤气和天然气，基本采用都用预埋式管道输送。在经济技术高速发展的今天，一些重大基础设施、设备被喻为生命线工程，此类工程项目，关系到一个城市、甚至一个地区的用水安全，关系生产、生活保障，关系到整个社会的安定、和谐。 
例如：不同尺寸、规格的输送管道，例如预应力钢筒混凝土管(PCCP)，目前在远程输水、城市用水保障等领域，大范围、长距离的使用。输送管道通常分布距离长，地域跨度大。现在的维护运行依赖人工巡管检查，凭经验判断管道是否正常，信息传递周期长、误差大。整个管道的本身情况、运行信息、系统状况没有一个实时客观的系统数据；一旦出现输送管道疲劳、沉降、破损、泄露、人为盗窃破坏，沿线设备故障、损毁、以及被盗等非正常状况时，由于这些管道预埋式的安装，基本人无法及时发 现，直到发现严重泄漏后，甚至输送中断后，才发现问题，这往往造成人民和国家财产遭受重大损失等不良后果。 
【发明内容】
本发明为了解决现有技术的上述不足，提供了一种预埋式输送管线在线实时监测系统。 
本发明的相关技术主要是传感检测技术、信号处理技术、通信技术和计算机技术。 
传感检测技术，是利用各种传感器将各种环境变化，设备的物理变化，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，传感器的检测按照系统信息控制要求，提供所需要的各种电信号，为系统在线检测提供实时的反馈信号。 
信号处理技术，是一个将各种传感器的电信号，按照局部控制要求，先经过相应的精度处理，集中局部的多个传感器的数据运算，得到被测量对象的情况和状态的处理过程的技术。 
通信技术是指把数字、声音、图像等信息高效率地传送到远地设备上的一种技术。目前通信方式主要分为有线与无线两种。通信系统通常由用户设备、编码和解码、调制和解调、加密和解密、传输和交换设备等组成。 
计算机技术是研究信息过程、用以表达此过程的信息结构和规则及其在信息处理系统中实现的学科。计算机技术研究的主要对象是现代计算机及其相关的现象。 
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种预埋式输送管线在线实时监测系统，其特征在于：包括PCCP管道、传 感器模块、数据处理模块、通信模块和中控机房，传感器模块附着于PCCP管道，并通过电缆与地表或浅埋的数据处理模块相连接，数据处理模块连接通信模块，通讯模块连接中控机房。 
所述传感器模块固定在管内壁上、管壁内部或管外壁上。 
所述传感器模块中的各种传感器分别封装于多个盒子内。 
PCCP管道内部安装的传感器模块包括加速度传感器及压力变送器；同时，还可以包括流速传感器，应变传感器、陀螺仪传感器、温度传感器、倾角传感器等其他可拓展的传感器。 
传感器模块通过电缆与地表或浅埋的数据处理模块连接，一方面通过电缆为管内传感器模块供电，另一方面传感器模块通过电缆将监测数据传输至数据处理模块。 
数据处理模块安装地表或浅埋手井内，由数据处理与数据传输两个主要部分构成，负责临时存储所采集数据并进行信息提取，并通过数据传输子模块向远端中控机房发送监测数据。 
中控软件位于远离水输运现场的中控机房内，由地图管理、数据存贮、信号分析、报警提示等模块组成。其中，地图管理提供直观化的地图界面，将输送管道所在位置标注在地图上，用户可以方便的在地图上查看所监测输送管道的基本信息与当前工作状况；数据存贮模块通过数据库系统对过往监测数据进行保存；信号分析模块对监测数据进行处理，并与过往历史进行综合比对，检查压力，流速，结构，温度等是否出现异常信号；一旦发现出现异常情况，报警提示模块通过屏幕闪烁、声音、以及电子邮件、手机短信等方式通知水输运管理相关工作人员。 
本发明与现有技术相比的优点是： 
本发明可以实现实时监测输送管线的压力、流量、振动、沉降等状态；实时掌握输送管道全线的详细工作及安全状态，积累历史监测数据，建立应急监测预警机制，提高工程运行的信息化水平，确保输水工程安全并降低运营维护成本。 
使用传感器代替人工看护，降低输送管线维护成本；传感器可及时，实时发现人眼不易发现的问题，提高维护效率；有效避免破管泄露，保障水输运网络正常工作；通过对管体结构反应以及环境监测数据的积累，对未来相关设计规范具有一定的指导意义。 
【附图说明】
图1是本发明的原理图； 
图2是传感器模块的结构示意图。 
图中：1-PCCP管道；2-传感器模块；3-数据采集模块；4-数据处理及通信模块；5-中控机房。 
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明进一步详述： 
参考图1，一种预埋式输送管线在线实时监测系统，其特征在于：包括PCCP管道1、传感器模块2、数据采集模块3、数据处理及通信模块4和中控机房5，传感器模块2附着于PCCP管道1，并通过电缆与地表或浅埋的数据采集模块3相连接，数据采集模块3连接数据处理及通信模块4，通讯模块4连接中控机房5。 
数据采集模块3将所采集数据交给数据处理和通信模块4，通信模块利用有线或无线通信方式(GPRS，3G，WIFI，WLAN，Zigbee，2.4G等)将数据传回中控机房5。中控机房5内的监测计算机对接收到的监测数据进行分析，在发现异常情况后发出报警信号，提示水输运管理者对出现问题的输送管道进行定点巡查。 
所述传感器模块2可以固定在PCCP管道1管内壁上、管壁内部或管外壁上。 
参考图2，所述传感器模块中的各种传感器分别封装于多个盒子内。 

Claims (5)

1.一种预埋式输送管线在线实时监测系统，其特征在于：包括PCCP管道、传感器模块、数据处理模块、通信模块和中控机房，传感器模块附着于PCCP管道，并通过电缆与地表或浅埋的数据处理模块相连接，数据处理模块连接通信模块，通讯模块连接中控机房。
2.根据权利要求1所述的一种预埋式输送管线在线实时监测系统，其特征在于：所述传感器模块固定在PCCP管道的管内壁上。
3.根据权利要求1所述的一种预埋式输送管线在线实时监测系统，其特征在于：所述传感器模块固定在PCCP管道的管壁内部。
4.根据权利要求1所述的一种预埋式输送管线在线实时监测系统，其特征在于：所述传感器模块固定在PCCP管道的管外壁上。
5.根据权利要求1所述的一种预埋式输送管线在线实时监测系统，其特征在于：所述传感器模块中的各种传感器分别封装于多个盒子内。
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