CN107327710A - 管道安全监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道安全监测系统，包括感应装置、测感装置、监测控制器和预警装置；感应装置固定于所述管道设置，感应装置包括顺管道敷设的光纤线缆和用于安装光纤线缆并与管道形成夹持固定连接的夹持器；测感装置包括对光纤线缆振动监测的振动采集器和对光纤线缆温度变化监测的光纤测温仪；振动采集器和光纤测温仪均与监测控制器信号连接，监测控制器与预警装置信号连接并向预警装置传输预警信息和发出预警命令；能够对天然气等市政管道进行实时监测并加以分析处理，能够实现天然气管道侵害事件的发现预警和损伤渗漏点的探测分析。
Description
技术领域
本发明涉及市政管道监测领域，特别涉及一种管道安全监测系统。
背景技术
管道是天然气、石油、城市供暧、煤气等重要系统不可缺少的物质输送设施。对国民经济发展和能源物资交通运输具有非常重要的意义。同时管道设施投资巨大、多设于管沟内或埋于地面以下，其在空间上有一定的隐蔽性，如果由于人为或自然原因受到破坏，很难及时发现，且易燃易爆物质的外泄将带来极大的安全隐患，如果由此引发火灾或者爆炸事故，会带来巨大经济损失，甚至造成重大的人员伤亡和社会秩序的混乱。
现有管道监测方法通过监测管道段压力变化情况，或出现查觉到的管道变形或渗漏等问题后才能得以处置，因此，管道处置多为事件发生后，已造成了一定后果后，对管道事故初期的有效监测现阶段尚无可靠的技术措施。如采取现有的电磁传感器等监测装置，若管道渗漏后可能引起火灾或爆炸等安全事故，且无法达到管道全线全方位监测。因此，需研制开发一种与管道介质不易出现其他不良反应，全方位、全天后适时监测系统及方法已显得非常必要而紧迫。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种管道安全监测系统，能够对天然气等市政管道进行实时监测并加以分析处理，能够实现天然气管道侵害事件的发现预警和损伤渗漏点的探测分析。
本发明的管道安全监测系统，包括感应装置、测感装置、监测控制器和预警装置；感应装置固定于管道设置，感应装置包括顺管道敷设的光纤线缆和用于安装光纤线缆并与管道形成夹持固定连接的夹持器；测感装置包括对光纤线缆振动监测的振动采集器和对光纤线缆温度变化监测的光纤测温仪；振动采集器和光纤测温仪均与监测控制器信号连接，监测控制器与预警装置信号连接并向预警装置传输预警信息和发出预警命令。
进一步，夹持器包括用于外包覆管道设置的弧形夹持部和成径向对称设置用于将弧形夹持部的两端夹紧于管道上设置的两弹性夹紧臂，弹性夹紧臂与弧形夹持部一体成型设置，固定设置于弧形夹持部上侧并对应管道顶部竖直向上延伸用于安装光纤线缆的固定杆。
进一步，夹持器还包括用于管道渗漏监测的渗漏监测机构，渗漏监测机构包括对应管道底部设置并与弧形夹持部一体成型的弧形板和设置于弧形板上用于安装光纤线缆的内穿管。
进一步，固定杆的上端形成用于安装光纤线缆的卡口，所述卡口和内穿管内径均大于光纤线缆直径并在光纤线缆安装口后形成振动空腔。
进一步，弧形夹持部的两端均为向外翻折并内侧形成平滑过渡的外翻导向部。
进一步，弧形夹持部的两端端部位置处外侧分别形成有用于对应弹性夹紧臂端部卡紧止动并用于施压的卡槽。
进一步，弧形板沿管道轴向的宽度大于弧形夹持部的宽度。
进一步，预警装置为与监测控制器通过无线传输的手机终端或PC终端。
进一步，光纤电缆距管道距离为20-30cm；夹持器沿管道方向每米设置一个。
本发明的有益效果：本发明的管道安全监测系统，针对天然气等市政管道分布振动传感监测和温度监测，能够实现天然气管道侵害事件的发现预警和损伤渗漏点的探测分析，且传感监测通过光纤对管道的感应测得，利用光纤的抗电磁干扰能力、组网方便及其固有的大信号传输带宽等优点，使得光纤振动和温度的传感器突破了电传感器的限制，为存在要求防爆、防腐蚀、甚至防电磁场干扰的环境提供了非常有效的监测方法，实现对天然气等管道亚健康状态早发现、早告警的全天候、全方位监控。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的监测系统原理图；
图2为本发明中夹持器与管道配合示意图。
具体实施方式
图1为本发明的监测系统原理图，图2为本发明中夹持器与管道配合示意图，如图所示：本实施例的管道安全监测系统，包括感应装置1、测感装置、监测控制器2和预警装置3；感应装置1固定于管道4设置，感应装置1包括顺管道4敷设的光纤线缆和用于安装光纤线缆并与管道4形成夹持固定连接的夹持器7；测感装置包括对光纤线缆振动监测的振动采集器5和对光纤线缆温度变化监测的光纤测温仪6；振动采集器5和光纤测温仪6均与监测控制器2信号连接，监测控制器2与预警装置3信号连接并向预警装置3传输预警信息和发出预警命令；其基体工作方式为，当市政管道4在人为或自然地质变形、位移等遭遇破损时或管道4内介质渗漏时，原有管道4周围的温度场及振动场将会发生改变，此时，布设在管道4周围的光纤内的光波也将受干扰而改变，光纤本体将此信息传输到相应振动采集器5和光纤测温仪6，经处理后，传输到预警装置3发出预警信息；即系统采用光纤振动监测与光纤温度监测相结合的方式，光纤振动监测利用光的干涉现象，当某处光纤受到外界扰动时，光纤中光波的相位将发生变化，通过高速信号采集与数据处理技术，可准确的定位发生扰动的位置并给出实时的振动报警信息；而光纤测温系统利用光纤的拉曼散射原理，当光纤某处温度变化时，散射光受到调制发生变化，通过高速信号采集与数据处理技术，可准确的定位发生扰动的位置并给出实时的温度报警信息。
本实施例中，夹持器7包括用于外包覆管道4设置的弧形夹持部8和成径向对称设置用于将弧形夹持部8的两端夹紧于管道4上设置的两弹性夹紧臂(图中为弹性夹紧臂9和弹性夹紧臂9a)，弹性夹紧臂(图中为弹性夹紧臂9和弹性夹紧臂9a)与弧形夹持部一体成型设置，夹持器还包括固定设置于弧形夹持部上侧并对应管道顶部竖直向上延伸用于安装光纤线缆的固定杆10；如图所示，弧形夹持部8包括基体部8-1和分列两侧并成弧形结构的两夹持臂(图中为夹持臂8-2和夹持臂8-2a)，对应每一夹持臂(图中为夹持臂8-2和夹持臂8-2a)设置一个所述弹性夹紧臂(图中为弹性夹紧臂9和弹性夹紧臂9a)，弹性夹紧臂(图中为弹性夹紧臂9和弹性夹紧臂9a)同样固定在基体部8-1上设置，一端形成固定部，另一端形成施力端，弹性夹紧臂(图中为弹性夹紧臂9和弹性夹紧臂9a)的施力端自外向内产生对夹持臂(图中为夹持臂8-2和夹持臂8-2a)的夹紧力，从而使得在夹持臂(图中为夹持臂8-2和夹持臂8-2a)与管道4接触后形成夹紧固定，两夹持臂(图中为夹持臂8-2和夹持臂8-2a)共同形成优弧结构，在每一弹性夹紧臂(图中为弹性夹紧臂9和弹性夹紧臂9a)与其对应的夹持臂(图中为夹持臂8-2和夹持臂8-2a)之间形成有空隙，另外，在弧形夹持部的上侧还设置有固定杆，用于在管道上方安装光纤电缆；通过上述结构的夹持器7不仅可快速方便的实现与管道4的夹持固定，而且方便光纤的固定，并可使得光纤对管道4的微振动进行快速感知；另外，固定杆10可为与夹持臂(图中为夹持臂8-2和夹持臂8-2a)一体成型结构，也可为通过螺栓、螺钉等可拆卸连接的结构连接，固定杆的底部为n形结构，弹性夹持臂自固定杆底部空间穿过与弧形夹持部夹紧；另外，基体部8-1上还设置有用于手握的把持部8-3。
本实施例中，夹持器7还包括用于管道4渗漏监测的渗漏监测机构，渗漏监测机构包括对应管道4底部设置并与弧形夹持部8一体成型的弧形板11和设置于弧形板11上用于安装光纤线缆的内穿管12；即在一个夹持器7上可完成对光纤上方、侧方和下方多个方位的振动感知，并对应管道4底部设置的弧形板11和内穿管12可对管道4的渗漏进行监测，当管道4产生渗漏时，渗漏液极大可能会自管道4底部向下方滴落，当弧形板11上滴落渗漏液时会产生振动，并由内穿管12内的光纤进行感知，当监测系统获知仅有内穿管12内光纤产生变化时，可知管道4已有渗漏，而当固定杆10和内穿管12光纤均产生变化时，极大可能会判断为地质振动。
本实施例中，固定杆10的上端形成用于安装光纤线缆的卡口10a，卡口10a和内穿管内径均大于光纤线缆直径并在光纤线缆安装口后形成振动空腔；振动自管道4传来后可在空腔内形成激荡，从而形成振动放大效果，增强光纤对振动的感知和传导；另外，固定杆为垂直于管道的中心轴线向上延伸，固定杆上卡口(即光纤线缆的安装位)至固定杆末端的距离为10-20cm，即使得光纤线缆在管道上方安装时可远离管道的表面，当对温度变化检测时，降低管道表面温度的影响。
本实施例中，弧形夹持部8的两端均为向外翻折并内侧形成平滑过渡的外翻导向部(图中为外翻导向部13和外翻导向部13a)；即两夹持臂(图中为夹持臂8-2和夹持臂8-2a)的端部分别形成外翻导向部(图中为外翻导向部13和外翻导向部13a)，使得弧形夹持部8整体形成一个外扩口结构，本夹持器7在使用时自管道4横向一侧对管道4进行夹持，由于外翻导向部(图中为外翻导向部13和外翻导向部13a)的存在，可使得弧形夹持部8快速的与管道4形成紧贴配合。
本实施例中，弧形夹持部8的两端端部位置处外侧分别形成有用于对应弹性夹紧臂(图中为弹性夹紧臂9和弹性夹紧臂9a)端部卡紧止动并用于施压的卡槽；卡槽为斜槽结构，并自与弹性夹紧臂(图中为弹性夹紧臂9和弹性夹紧臂9a)端部接触开始至末端，卡槽的深度逐渐增加，不但可形成良好的卡靠结构，而且可使得弹性夹紧臂(图中为弹性夹紧臂9和弹性夹紧臂9a)的施力端很好的作业，形成向内良好的压紧力。
本实施例中，弧形板11沿管道4轴向的宽度大于弧形夹持部8的宽度；使得弧形板11具有较大的工作范围。
本实施例中，预警装置3为与监测控制器2通过无线传输的手机终端或PC终端。
本实施例中，光纤电缆距管道4距离为20-30cm；夹持器7沿管道4方向每米设置一个。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种管道安全监测系统，其特征在于：包括感应装置、测感装置、监测控制器和预警装置；所述感应装置固定于所述管道设置，所述感应装置包括顺管道敷设的光纤线缆和用于安装光纤线缆并与管道形成夹持固定连接的夹持器；所述测感装置包括对光纤线缆振动监测的振动采集器和对光纤线缆温度变化监测的光纤测温仪；所述振动采集器和所述光纤测温仪均与所述监测控制器信号连接，所述监测控制器与所述预警装置信号连接并向所述预警装置传输预警信息和发出预警命令。
2.根据权利要求1所述的管道安全监测系统，其特征在于：所述夹持器包括用于外包覆管道设置的弧形夹持部和成径向对称设置用于将弧形夹持部的两端夹紧于管道上设置的两弹性夹紧臂，所述弹性夹紧臂与所述弧形夹持部一体成型设置，所述夹持器还包括固定设置于弧形夹持部上侧并对应管道顶部竖直向上延伸用于安装光纤线缆的固定杆。
3.根据权利要求2所述的管道安全监测系统，其特征在于：所述夹持器还包括用于管道渗漏监测的渗漏监测机构，所述渗漏监测机构包括对应管道底部设置并与弧形夹持部一体成型的弧形板和设置于弧形板上用于安装光纤线缆的内穿管。
4.根据权利要求3所述的管道安全监测系统，其特征在于：固定杆的上端形成用于安装光纤线缆的卡口，所述卡口和内穿管内径均大于光纤线缆直径并在光纤线缆安装口后形成振动空腔。
5.根据权利要求4所述的管道安全监测系统，其特征在于：所述弧形夹持部的两端均为向外翻折并内侧形成平滑过渡的外翻导向部。
6.根据权利要求5所述的管道安全监测系统，其特征在于：所述弧形夹持部的两端端部位置处外侧分别形成有用于对应弹性夹紧臂端部卡紧止动并用于施压的卡槽。
7.根据权利要求6所述的管道安全监测系统，其特征在于：所述弧形板沿管道轴向的宽度大于所述弧形夹持部的宽度。
8.根据权利要求7所述的管道安全监测系统，其特征在于：所述预警装置为与监测控制器通过无线传输的手机终端或PC终端。
9.根据权利要求8所述的管道安全监测系统，其特征在于：所述光纤电缆距管道距离为20-30cm；所述夹持器沿管道方向每米设置一个。
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