CN105135214A - 管道检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管道检测方法及装置。旨在解决现有技术中农业大田灌溉管道难以检测探伤、实现稳定的自动灌溉的问题。本发明包括检测；处理判定；调整三个步骤，通过控制器得出硬件是否有问题并指明调整方向。本发明的有益效果在于：能够在大面积范围内对灌溉管道实行监控、反馈和控制，保证灌溉的稳定实现，在农业大田的灌溉中推广。

Description

管道检测方法及装置

技术领域

本发明涉及农业灌溉配套设置领域，具体涉及一种管道检测方法及装置。

背景技术

农业大田基础灌溉设施在农田水利的建设和发展中具有重要作用,如果由于这些管道的损坏或供电等原因而引发的灌溉过程中的非正常工作状态，包括阀门损坏、供电线接触不良和管道没水流过等情况，将会对农业灌溉造成影响，甚至对作物造成损失，也给故障排除带来了一定的困难。然而,目前国内的大田灌溉管道多采用阀门分级控制，主要由现场操作人员进行控制，随着物联网的应用已经涉及到农业方面，一些智能农业控制系统需要对灌溉管道进行控制，主要表现为对电磁阀的控制，但由于农业大田的范围较广、位置相对偏远，农网供电和现场设备的不稳定性，导致自动灌溉功能出现较多的问题，难以实现稳定的自动灌溉功能，使得农业物联网系统难以大面积推广应用。目前,我国对管道的检测方法,多为管道的探伤及泄漏检测，检测方法较为复杂，设备较昂贵，难以在农业大田中大面积铺设使用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决我国目前农业大田灌溉管道难以检测探伤的问题。

本发明的具体方案如下：

一种管道检测方法，具体步骤包括：

（1）检测管路：通过在各个灌溉管道的干路和支路上安装的流量开关检测阀，检测各管道内有无液体，将检测结果形成电信号，输入控制器；

（2）检测阀体：安装在管道上的电磁阀控制各支路管道的启闭，所述电磁阀包括反馈线路，该反馈线路连接所述控制器的输入端，通过检测各管道上干路和支路上安装的所述电磁阀的运行情况，得到电磁阀运行结果的电信号，输入控制器；

（3）处理判定：所述控制器包括单片机、信号处理电路，所述信号处理电路接收来自步骤（1）、（2）中的电信号后输入单片机，得出管道内有无液体和导致缺液体的原因；

（4）调整：根据步骤（3）中的原因，得到判定结果，并对所涉及的检测部件或控制部件进行更换或调整。

优选的，所述控制器包括单片机。

优选的，所述判定结果与远程计算机通信。

本发明中，分析步骤（3）中的电信号包括：

a、根据流量开关检测阀的反馈信号判断管道是否有水流过；

b、根据检测电磁阀的供电线有无电流判断电磁阀是否正常供电；

c、根据电磁阀的反馈信号判断电磁阀的阀门是否正常打开。

本发明中，在步骤（3）中，所述信号处理电路包括电压检测处理单元，所述电压检测处理单元包括一个光耦，该光耦的原边与两根信号线串联连接于电源供电和电源地之间，副边连接有上拉电阻，将输出信号连接所述控制器的输入端，该电压检测处理单元并联在流量开关检测阀电路上。

本发明中，在步骤（3）中，所述信号处理电路还包括电流检测处理单元，所述电流检测处理单元包括电流互感器，整流桥电路，滤波电路和三极管，形成输入单片机的反馈信号，该电流互感器采用环形磁环结构，其一次侧为电磁阀的一根供电线，其二次侧的输出信号经过整流桥电路和滤波电路，触发连接的三极管，该三极管的输出端连接所述的控制器的输入端，所述电流检测处理单元并联在电磁阀电路上，检测所述电磁阀是否通电。

管道检测装置，包括控制器、信号处理电路、电磁阀和流量开关检测阀，所述电磁阀和流量开关检测阀安装在灌溉管道内，通过所述信号处理电路向该控制器传递信号。

本发明的有益效果在于：

（1）设计了一种针对大面积灌溉田上灌溉管路的实时检测方法，能够在大面积范围内对灌溉管道实行监控、反馈和控制，保证灌溉的稳定实现；

（2）在工作过程中，对农田现场容易出现的故障问题进行检测和智能分析判断，得出问题的起因和解决措施，便于智能农业设施在农业大田中的推广应用；

（3）成本低廉，因为检测阀只检测水流有无，不测流量，所以造价低。

附图说明

图1为管道检测装置结构图；

图2为电流检测处理单元图；

图3为开关量检测处理电路图；

图4为管道检测方法流程图；

图5为控制系统的示意图；

图中各部件名称：1.整流桥电路；2.滤波电路；3.三极管；4.供电线；5.电磁阀；6.反馈线路；7.流量开关检测阀；8.控制器；9.电流互感器；10.管道。

具体实施方式

实施例1：参见图1至图5，一种管道检测方法，具体步骤包括：

（1）检测管路：通过在各个灌溉管道的干路和支路上安装的流量开关检测阀，检测各管道内有无液体，将检测结果形成电信号，输入控制器；

（2）检测阀体：安装在管道上的电磁阀控制各支路管道的启闭，所述电磁阀包括反馈线路，该反馈线路连接所述控制器的输入端，通过检测各管道上干路和支路上安装的所述电磁阀的运行情况，得到电磁阀运行结果的电信号，输入控制器；

（3）处理判定：所述控制器包括单片机、信号处理电路，所述信号处理电路接收来自步骤（1）、（2）中的电信号后输入单片机，得出管道内有无液体和导致缺液体的原因；

（4）调整：根据步骤（3）中的原因，得到判定结果，并对所涉及的检测部件或控制部件进行更换或调整。

同时，在步骤（3）中，所述信号处理电路包括电压检测处理单元，所述电压检测处理单元包括一个光耦，该光耦的原边与两根信号线串联连接于电源供电和电源地之间，副边连接有上拉电阻，将输出信号连接所述控制器的输入端，该电压检测处理单元并联在流量开关检测阀电路上。

本实施例中，在步骤（3）中，所述信号处理电路还包括电流检测处理单元，所述电流检测处理单元包括电流互感器，整流桥电路，滤波电路和三极管，形成输入单片机的反馈信号，该电流互感器采用环形磁环结构，其一次侧为电磁阀的一根供电线，其二次侧的输出信号经过整流桥电路和滤波电路，触发连接的三极管，该三极管的输出端连接所述的控制器的输入端，所述电流检测处理单元并联在电磁阀电路上，检测所述电磁阀是否通电。

本发明中，分析步骤（3）中的电信号包括：a、根据流量开关检测阀的反馈信号判断管道是否有水流过；b、根据检测电磁阀的供电线有无电流判断电磁阀是否正常供电；c、根据电磁阀的反馈信号判断电磁阀的阀门是否正常打开。

管道检测装置，包括控制器、信号处理电路、电磁阀和流量开关检测阀，所述电磁阀和流量开关检测阀安装在灌溉管道内，通过所述信号处理电路向该控制器传递信号。

工作过程中，管道系统中的电磁阀为带信号反馈的电磁阀，包括供电线接口和反馈信号线接口，电磁阀的活塞连接着一个常开开关，常开开关的两端连接反馈信号线，供电线有交流电的条件下，电磁阀开启，活塞打开，常开开关闭合。

流量开关检测阀用于检测管道内水的压力，即水压大于设定值时阀内的挡板位置改变，并使内部的常开开关闭合，常开开关的两端连接信号线。

流量开关检测阀的作用是：1、检测管道中液体是否流动或流量是否达到要求（通过设定阈值），同时靠开关电气接电提供一个信号通断的状态；2、设备系统靠检测有无信号或控制电流能否从此开关上通过，来判断管路系统的工作状况。

本实施例中，控制器是一个以单片机为核心的控制系统，具体的，电磁阀的通电情况、流量开关检测阀的启闭情况，都通过信号处理电路发送给单片机，信号处理电路包括电压检测处理单元和电流检测处理单元，电磁阀本身的反馈信号也发送给控制器，控制器接收到这些信号后进行分析，得出结果。

本实施例中，电磁阀为活塞式电磁阀，包括供电线接口和反馈信号线接口，电磁阀的活塞连接第一常开开关，常开开关的两端连接反馈信号线；的流量开关检测阀内设有挡板，该挡板连接并控制第二常开开关的启闭，第一、二常开开关的两端连接所述信号处理电路的输出端。

控制器的检测方法是根据检测电磁阀的供电线有无电流判断电磁阀是否供电，根据电磁阀的反馈信号判断电磁阀的阀门是否打开，根据流量开关检测阀的反馈信号判断管道是否有水流过。经过控制器对以上几种信号的处理分析，得出管道的工作状态，并能判断出问题的发生原因。

具体工作中：

该系统能判断出的数据分为四种：1、电磁阀反馈信号和电流检测信号正常，但是水流开关检测为无水流过，证明系统控制信号正常，电磁阀也正常打开，但是管道内没水，可能是因为主管道阀门未打开或上级管道泄漏；2、当电流检测信号不正常时，说明电磁阀供电可能出现问题，此时出现的情况应该是电磁阀不能开启，管道无水流过；3、当电流检测信号正常时，但电磁阀反馈信号不正常，说明电磁阀可能损耗，此时管道应无水流过；4、当没有检测到电流信号，但有电磁阀反馈信号和水流开关信号，而且此时系统未施加控制信号，则证明现场人为开启了电磁阀，以至于管道有水流。

本发明整个工作过程全程自动化，能自动在大面积的灌溉范围内得出各个支路的过水情况和设备的工作状况，不需要再逐个到位去检查，实现远程控制与实时监测。

最后需说明的是，以上者仅系本发明部份实施例，并非用以限制本发明，依据本发明的结构及特征，稍加变化修饰而成者，亦应包括在本发明范围之内。

Claims (7)

1.一种管道检测方法，具体步骤包括：

（1）检测管路：通过在各个灌溉管道的干路和支路上安装的流量开关检测阀，检测各管道内有无液体，将检测结果形成电信号，输入控制器；

（2）检测阀体：安装在管道上的电磁阀控制各支路管道的启闭，所述电磁阀包括反馈线路，该反馈线路连接所述控制器的输入端，通过检测各管道上干路和支路上安装的所述电磁阀的运行情况，得到电磁阀运行结果的电信号，输入控制器；

（3）处理判定：所述控制器包括单片机、信号处理电路，所述信号处理电路接收来自步骤（1）、（2）中的电信号后输入单片机，得出管道内有无液体和导致缺液体的原因；

调整：根据步骤（3）中的原因，得到判定结果，并对所涉及的检测部件或控制部件进行更换或调整。

2.如权利要求1所述的管道检测方法，其特征在于：步骤（3）中，所述信号处理电路包括电压检测处理单元，所述电压检测处理单元包括一个光耦，该光耦的原边与两根信号线串联连接于电源供电和电源地之间，副边连接有上拉电阻，将输出信号连接所述控制器的输入端，该电压检测处理单元并联在流量开关检测阀电路上。

3.如权利要求2所述的管道检测方法，其特征在于：步骤（3）中，所述信号处理电路还包括电流检测处理单元，所述电流检测处理单元包括电流互感器，整流桥电路，滤波电路和三极管，形成输入单片机的反馈信号，该电流互感器采用环形磁环结构，其一次侧为电磁阀的一根供电线，其二次侧的输出信号经过整流桥电路和滤波电路，触发连接的三极管，该三极管的输出端连接所述的控制器的输入端，所述电流检测处理单元并联在电磁阀电路上，检测所述电磁阀是否通电。

4.如权利要求3所述的管道检测方法，其特征在于：分析步骤（3）中的电信号包括：a、根据流量开关检测阀的反馈信号判断管道是否有水流过;b、根据检测电磁阀的供电线有无电流判断电磁阀是否正常供电；c、根据电磁阀的反馈信号判断电磁阀的阀门是否正常打开。

5.如权利要求4所述的管道检测方法，其特征在于：所述判定结果与远程计算机通信。

6.如权利要求4所述的管道检测方法，其特征在于：所述电磁阀为活塞式电磁阀，所述流量开关检测阀为开关阀。

7.一种管道检测装置，使用如权利要求1所述的管道检测方法，其特征在于：包括控制器、信号处理电路、电磁阀和流量开关检测阀，所述电磁阀和流量开关检测阀安装在灌溉管道内，通过所述信号处理电路向该控制器传递信号。