CN103453323B - 管网漏水主动监测及定位系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管网漏水主动监测及定位系统及其方法，包括导流系统、定位系统和监测系统，信号颗粒添加系统；所述导流系统包括薄膜层、蓄水槽和撑开导流机构，所述薄膜层密封包裹在所述供水管和所述撑开导流机构的外侧，所述撑开导流机构处于所述供水管的下方，所述蓄水槽导通嵌设在所述薄膜层上。所述定位系统包括压力传感器和多个颗粒物质，所述压力传感器设置在所述蓄水槽内，所述压力传感器与所述监测系统信号连接，每一所述颗粒物质上均标示有对应所属管段位置的编号。本发明可十分方便的应用在现有的供水管网上，实时对供水管网的各供水管进行漏水监测，有效地提高了管网漏水检测效果、检测精度与检查效率，所需成本也较低，十分适合推广。

Description

管网漏水主动监测及定位系统及其方法

技术领域

本发明涉及管道监测的技术领域，尤其涉及一种管网漏水主动监测及定位系统及其方法。

背景技术

实际应用中，针对供水管网漏水的问题。为了及时准确地测出漏水位置，人们就不断研究、探索各种检测方法。其中有区域装表法、音听法、声振法、红外法、示踪元素法、探地雷达法，相关信号检测法以及埋层介质物理性质变化检测法等，我们应当理解对任何一种检测方法实质上都是检测漏水引发的某种效应，不同的方法各有优点和缺陷。下面分别作一一简要说明：

1、区域装表法：指在供水管网的某一区域，将进入此区域的流量表与流出这一区域的流量表统计对照，其差额必是此区间的无计量损失，若无其它无计量消耗，则可知此区间的漏水损耗，这对管理者会“心中有数”。装表分割区域愈密，分段愈清楚，则对各段漏水的情况了解也愈清楚。但是装表不可能过于密集。这种方法不能确定漏水点准确位置，故不能作为具体修复、破开路面的依据。

要点：漏水引起计量差。

2、听音法、声振法：听音法指用某种传声工具倾听漏水的声音，根据漏水声的大小与音质特点来判断漏水位置，从简单的机械式听漏棒到各类听音测漏仪，这一方法从本质上说应叫声振法。目前发展相当迅速，是国内外应用的最为普遍而有效的方法。相关检漏仪也应属于声振法体系。

要点：漏水引发振动和发声效应。

3、红外法：红外热成像检测运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，在管网区域作红外扫描测量，地下发生漏水时，局部地域与周围产生温度差，红外辐射情况将不同，红外图像将反映这一区别，利用这一区别可以发现漏点，注意到由于地下排水，积水状况可能因其它因素而不同。红外辐射也可能由于非漏水因素产生，所以这种方法的应用也受到限制。

要点：漏水引发红外辐射局部变化(温度效应)。

4、示踪元素法：在供水过程中加入某种无害放射性元素，漏水处将释放出这种放射性的水，用测量放射性物质的方法可以检测漏水位置，这一方法因影响供水过程，还可能在其它排放过程中造成干扰，故虽实验条件可行但广泛使用却很困难。

要点：附加放射性物质利用漏水成为载体，转而检测。

5、探地雷达法：利用电磁波扫描地下状态，从反射信号观察地下物体状态分布，如能做到一目了然，当然既清楚又准确。但是，由于地下介质与空气不同，分层杂乱性大，对电磁波穿透程度有限，特别是在水管周围已有积水，喷口朝下，更不易看清，加之目前这类仪器价格昂贵，尚未达到普遍使用阶段。

要点：移植使用“雷达”于地下，应着眼于未来。

6、相关检漏法：从原理上说是一种基于声振法的移植技术，属于声振法。漏水点引起的振动沿管道向两侧传播，放在两侧不同距离的传感器收到某时刻漏水点发出的声波将有一个时间差，这个时间差是由管道声速和漏点位置决定的。它的突出优点在于利用管道传声好，直接在官道上测量并由仪器计算定点，排除人的经验因素，也可避免检测者必须持工具到测点上方的问题，它的实际困难在于条件制约，必须有两个放置传感器的直接接触管道点，也要对管道状态十分清楚：包括走线、弯曲、管道口径、声音在不同管道中的传播速度且传声条件要好。另一因素是价格昂贵，并对操作人员有一定的计算机应用技术要求。目前已有多种国外型号相关检测仪，在国内市场销售，国内大自来水公司亦有不少应用，但由于我国管网并无专用检测点，条件较差，应用起来相当不便，效果尚未理想，无法取代其它检测手段全面完成检测任务。

要点：相关检漏法的技术先进，但实际制约条件较多，价格昂贵。

7、介质物理特征检测法：这一方法广泛应用于地球物理探测的地质部门，由于我国不少地质工作者长于此项，他们对应用测量各种物理量的变化而推断被测地点的状态有特长，作为综合方法的一部分，对于确定漏点有良好的作用。

要点：适合于有此专长的队伍，宜参照验证定点。

8、管网信息监控法：随着传感技术和信息处理技术的高速发展，在管网上关键部位安装各类传感器，可以在控制室内测知管网上各部位的水压、流量、振动量，积累管网运行中的正常量并储存，一旦有异常发生，即可跟踪追索，从而查出事故点。前面讲过的区域装表法，不少厂商推出的连续自记式管道仪表，均是这种方法的前奏。

要点：今后管网建设中势必逐步增加运行信息取得和处理的投入，是一种发展方向。

纵观前列的各种检测方法都不外于两种类型：一种属于计量型，如区域装表法和管网信息监控法，它们提供的数据给我们了解管网运行状态是否正常，有多大的问题，问题出在哪个区段，使管理者心中有“数”。一种属于定位型，直接针对出问题的地点查出异常，根据异常的特征查出漏点。其中声振法（俗称听音法）是最具典型和被广泛使用的方法，也是目前生产和推广的仪器中最多的一类。

由此可见，在现有技术中，供水管网漏水监测具有检测效果、检测精度与检测效率较低以及实时性较差、成本较高等问题。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的不足，本发明提出一种管网漏水主动监测及定位系统及其方法，可有效提高管网漏水检测效果、检测精度与检查效率，且能实现主动监测及定位，实时性较好，所需成本较低。

本发明为达到上述目的，本发明提供的一种管网漏水主动监测及定位系统，包括导流系统、定位系统和监测系统；

所述导流系统包括：用于沿管网供水管密封包裹的薄膜层，用于汇集所述管网供水管漏水的蓄水槽，以及用于将所述薄膜层与所述管网供水管撑开和将漏水导流至所述蓄水槽内的撑开导流机构；所述薄膜层密封包裹在所述供水管和所述撑开导流机构的外侧，所述撑开导流机构处于所述供水管的下方，所述蓄水槽导通嵌设在所述薄膜层上。

所述定位系统包括：用于感应漏水情况同时传送位置信息的压力传感器，以及用于伴随经过水流流至所述蓄水槽内的多个颗粒物质；所述压力传感器设置在所述蓄水槽内，所述压力传感器与所述监测系统信号连接，所述颗粒物质沿供水管间隔放置在所述撑开导流机构的内部，每一所述颗粒物质上均标示有对应所属管段位置的编号。

作为本发明的进一步改进，所述撑开导流机构为沿所述供水管布置的导流管，所述导流管侧壁上开设有用于导入漏水的入水口，所述导流管设置在所述薄膜层的最底侧上，所述颗粒物质放置在所述导流管内。

作为本发明的进一步改进，所述系统还包括一用于对修理后的漏水管道段添加颗粒物质的信号颗粒添加系统。信号颗粒添加系统直接与地面相连，在地面上将信号颗粒投入到漏水管道段从而可以在该管路段下次漏水时还能继续定位。

作为本发明的进一步改进，所述颗粒物质为带有编号的塑料小球或泡沫小球。

本发明还提出一种管网漏水主动监测及定位方法，包括如下步骤：

步骤S101，在管网上设置权利要求1或2或3的管网漏水主动监测及定位系统。

步骤S102，在供水管出现漏水时，水流由所述薄膜层和撑开导流机构导流汇集至所述蓄水槽内，同时沿途布置的所述颗粒物质随着水流一起流向所述蓄水槽内。

步骤S103，水流汇聚至所述蓄水槽内，触发所述蓄水槽内的压力传感器，所述压力传感器发送报警信息和位置信息至监测系统。

步骤S104，监测系统接收到所述报警信息和位置信息后，根据所述报警信息和位置信息，派遣维修人员到所述蓄水槽位置，在蓄水槽内取出全部颗粒物质。

步骤S105，所述维修人员对颗粒物质上的编号进行核对，编号对应所属管段位置最远端即为管道漏水位置。

综上所述，本发明管网漏水主动监测及定位系统及其方法可十分方便的应用在现有的供水管网上，实时对供水管网的各供水管进行漏水监测，有效地提高了管网漏水检测效果、检测精度与检查效率，所需成本也较低，十分适合推广。

附图说明

图1为具体实施例的管网漏水主动监测及定位系统的结构示意图。

图2为具体实施例的管段横截面结构示意图。

图中主要组件符号说明：

导流系统10、薄膜层11、蓄水槽12、撑开导流机构13、

定位系统20、压力传感器21、颗粒物质22、

监测系统30、

供水管40。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例一：

图1为具体实施例的管网漏水主动监测及定位系统的结构示意图，图2为具体实施例的管段横截面结构示意图，图1中未示出薄膜层。如图1和图2所示，本实施例提出的一种管网漏水主动监测及定位系统，包括导流系统10、定位系统20和监测系统30。

导流系统10包括：用于沿管网供水管40密封包裹的薄膜层11，用于汇集所述管网供水管40漏水的蓄水槽12，以及用于将薄膜层11与管网供水管40撑开和将漏水导流至蓄水槽12内的撑开导流机构13；薄膜层11密封包裹在供水管40和撑开导流机构13的外侧，撑开导流机构13处于供水管40的下方，蓄水槽12导通嵌设在薄膜层11上。

定位系统20包括：用于感应漏水情况同时传送位置信息的压力传感器21，以及用于伴随经过水流流至蓄水槽12内的多个颗粒物质22；压力传感器21设置在蓄水槽12内，压力传感器21与监测系统30信号连接，颗粒物质22沿供水管40间隔放置在薄膜层11的最底部上，每一颗粒物质22上均标示有对应所属管段位置的编号。

具体的，撑开导流机构13为沿供水管40布置的导流管，所述导流管侧壁上开设有用于导入漏水的入水口，所述导流管设置在所述薄膜层的最底侧上，颗粒物质22放置在所述导流管内。

当然了，在其他具体实施例中，撑开导流机构也可以采用其他形式的支撑架将薄膜层与供水管撑开，以及实现将该供水管上的漏水导流至蓄水槽内，使漏出的水在重力和薄膜层的引导下，流向供水管的下方，在供水管的下方与薄膜层设置撑开导流机构，以帮助引导漏出的水流向蓄水槽。

此外，本实施例还提出一种管网漏水主动监测及定位方法，包括如下步骤：

步骤S101，在管网上设置上述的管网漏水主动监测及定位系统。

步骤S102，在供水管40出现漏水时，水流由薄膜层11和撑开导流机构13导流汇集至蓄水槽12内，同时沿途布置的颗粒物质22随着水流一起流向蓄水槽12内。

步骤S103，水流汇聚至蓄水槽12内，触发蓄水槽12内的压力传感器21，压力传感器21发送报警信息和位置信息至监测系统30。

步骤S104，监测系统30接收到所述报警信息和位置信息后，根据所述报警信息和位置信息，派遣维修人员到蓄水槽12位置，在蓄水槽12内取出全部颗粒物质22。

步骤S105，所述维修人员对颗粒物质22上的编号进行核对，编号对应所属管段位置最远端即为管道漏水位置。

示例性的，将本实施例上述的管网漏水主动监测及定位系统及其应用在现有的供水管网上，根据供水管网的实际情况，设置管网漏水主动监测及定位系统，颗粒物质间隔一定距离放置在导流管上，可采用编号的塑料小球或其他轻质颗粒，只要能够随水流动即可，编号可根据供水管每段所对应的编号和供水管网图纸自行设计。当水流将颗粒物质冲入蓄水槽，维修人员可以到达发射信号的蓄水槽处取出颗粒物质，并将全部颗粒物质的编号信息与设置系统时预设的编号信息进行核对，地理位置最远端的颗粒编号信息就是供水管网的漏水点，维修人员可以按照图纸所示方位进行维修。

当然了，在具体实施例中，如果供水管网的支管较多或供水管较长，可间隔一定距离就设置一个蓄水槽，对应每个蓄水槽设置一个压力传感器，如果有漏水进入蓄水槽则通过压力传感器将报警信息和位置信息传送给监测系统，压力传感器可通过无线通讯模块利用GPRS或INTERNET网络与监测系统进行无线通信。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种管网漏水主动监测及定位系统，其特征在于：包括导流系统、定位系统和监测系统；

所述导流系统包括：用于沿管网供水管密封包裹的薄膜层，用于汇集所述管网供水管漏水的蓄水槽，以及用于将所述薄膜层与所述管网供水管撑开和将漏水导流至所述蓄水槽内的撑开导流机构；所述薄膜层密封包裹在所述供水管和所述撑开导流机构的外侧，所述撑开导流机构处于所述供水管的下方，所述蓄水槽导通嵌设在所述薄膜层上；

所述定位系统包括：用于感应漏水情况同时传送位置信息的压力传感器，以及用于伴随经过水流流至所述蓄水槽内的多个颗粒物质；所述压力传感器设置在所述蓄水槽内，所述压力传感器与所述监测系统信号连接，所述颗粒物质沿供水管间隔放置在所述撑开导流机构的内部，每一所述颗粒物质上均标示有对应所属管段位置的编号。

2.如权利要求1所述的管网漏水主动监测及定位系统，其特征在于：所述撑开导流机构为沿所述供水管布置的导流管，所述导流管侧壁上开设有用于导入漏水的入水口，所述导流管设置在所述薄膜层的最底侧上，所述颗粒物质放置在所述导流管内。

3.如权利要求1所述的管网漏水主动监测及定位系统，其特征在于：所述系统还包括一用于对修理后的漏水管道段添加颗粒物质的信号颗粒添加系统。

4.如权利要求1所述的管网漏水主动监测及定位系统，其特征在于：所述颗粒物质为带有编号的塑料小球或泡沫小球。

5.一种管网漏水主动监测及定位方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤S101，在管网上设置权利要求1至4任一权利要求所述的管网漏水主动监测及定位系统；

步骤S102，在供水管出现漏水时，水流由所述薄膜层和撑开导流机构导流汇集至所述蓄水槽内，同时沿途布置的所述颗粒物质随着水流一起流向所述蓄水槽内；

步骤S103，水流汇聚至所述蓄水槽内，触发所述蓄水槽内的压力传感器，所述压力传感器发送报警信息和位置信息至监测系统；

步骤S104，监测系统接收到所述报警信息和位置信息后，根据所述报警信息和位置信息，派遣维修人员到所述蓄水槽位置，在蓄水槽内取出全部颗粒物质；

步骤S105，所述维修人员对颗粒物质上的编号进行核对，编号对应所属管段位置最远端即为管道漏水位置。