CN108534224A - 一种金属波纹补偿器监控预警装置及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属波纹补偿器监控预警装置及其监控方法，属于智能监控技术领域。包括压力传感器、温度传感器、轴向位移传感器、托架一、托架二、径向位移传感器、模拟量采集模块、太阳能板、蓄电池、无线路由器、数据处理中心、用户监控中心、接管一、泄露报警传感器、波纹管、应力应变传感器、接管二、摄像头和导线；采用太阳能电池发电、蓄电池存储后或电源供电。本发明可以全面监控补偿器，能够预判补偿器是否需要更换或能否维持到检修期，预防在管网运行中补偿器突然损坏的问题，防止因补偿器损坏而引起管网突然停止运行，减少停运引起的损失；并且安装便捷、节约能源。

Description

一种金属波纹补偿器监控预警装置及其监控方法

技术领域

本发明涉及一种金属波纹补偿器监控预警装置及其监控方法，属于智能监控技术领域。

背景技术

管道可以说是生活中的必备设施，尤其是供暖管道，北方的冬季必不可少。供暖管道中的工作介质主要是水和水蒸气，但管道中的工作介质和管道所处环境都会有温度的变化，管道的温度也势必会随其内部工作介质和其所处环境温度的变化而变化。若温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩,管道中将产生热应力。在管道设计中必须考虑这种应力, 否则它可能导致管道的破裂, 影响正常生产的进行。

补偿器也叫伸缩器、伸缩节或膨胀节，是供暖管道上的常用部件，属于一种补偿元件。补偿器的主要作用就是保障管道的安全运行，其原理是利用补偿器主体的有效伸缩变形，来吸收管道由于热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，也可降噪减震，在现代工业中应用广泛。

金属波纹补偿器主要由接管和波纹管组成，波纹管为薄壁多层结构，多由不锈钢薄板制作而成。

在整条管道中，补偿器是相对薄弱的部位，多种原因都可以造成补偿器的泄漏损坏，一旦补偿器突然损坏而造成管网的停止运行，由此造成的损失就是无法估量的。在供暖期一旦泄漏，需要管道停止运行之后才能实施抢修，虽然一些管道堵漏装置可以临时解决泄漏问题，却不能代替补偿器吸收管道的热位移，同样影响管道的安全运行。

金属波纹补偿器常见的损坏形式如下：

1、超压：介质超压引起的波纹管部分承压能力不足导致爆裂。另外超压会引起波纹管部件平面或柱失稳，失去波纹管原有的补偿功能，继续运行导致波纹管损坏。

2、超温：介质超温会引起与介质接触的部件许用应力降低导致承压能力不足引起爆裂。

3、应力腐蚀：应力腐蚀导致波纹管部分逐层损坏，最终导致泄漏。

4、超补偿量：供暖管道的热位移超出补偿器的设计值，引起疲劳寿命降低，最终导致使用年限降低，引起损坏。

对于管道采用补偿器监控预警装置会在补偿器损坏前，提前通知用户，用户可以借此机会采取一定的措施，比如改变管道内工作介质的运行参数，延长补偿器的使用时间，待供暖期结束后再实施真正意义上的维修或更换。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种补偿器监控预警装置及其监控方法，能够提前预判补偿器是否需要更换，从而尽量在管网停止运行的检修期间对补偿器进行更换，或者预判补偿器损坏程度能否维持到检修期；可以预防在管网运行中补偿器突然损坏的问题，同时解决了因供暖管道上补偿器的突然损坏而导致供暖停止的问题，防止或减少了因补偿器损坏引起管网停止运行所带来的损失。

本发明采用的技术方案如下：一种金属波纹补偿器监控预警装置，包括压力传感器、温度传感器、轴向位移传感器、托架一、托架二、径向位移传感器、模拟量采集模块、太阳能板、蓄电池、无线路由器、数据处理中心、用户监控中心、接管一、泄露报警传感器、波纹管、应力应变传感器、接管二、摄像头、导线、管座三、管座二、管座一、环氧树脂灌封胶、第一层波纹管、第二层波纹管、第三层波纹管、第四层波纹管、第五层波纹管、第六层波纹管、第七层波纹管、管座四、管座五和管座六；

波纹管两端焊接接管一和接管二，在接管一或接管二上安装摄像头，开孔分别安装压力传感器温度传感器；在接管一和接管二上安装托架一、托架二；在托架一和托架二上分别安装轴向位移传感器和径向位移传感器；在波纹管外壁的波峰或波谷处安装应力应变传感器；在波纹管每两层中间安装导线并连接泄露报警传感器；压力传感器、温度传感器、轴向位移传感器、径向位移传感器、泄露报警传感器和应力应变传感器与模拟量采集模块连接，模拟量采集模块与无线路由器相连，摄像头直接连接无线路由器；无线路由器连接蓄电池，蓄电池连接太阳能板；无线路由器将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心，数据处理中心与用户监控中心相连；

所述波纹管包括七层，由外向内分别为第一层波纹管、第二层波纹管、第三层波纹管、第四层波纹管、第五层波纹管、第六层波纹管和第七层波纹管；在波纹管其中一侧直端位置的第一层波纹管开直径12mm通孔，将外径10mm、内径4mm、长度50mm的管座一放入通孔内，内表面平齐，内外表面焊接；在距离管座一弧长50mm处，把第一层波纹管和第二层波纹管开设通孔，孔尺寸同上，放入管座二，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在距离管座二弧长50mm处，把第一层波纹管至第三层波纹管开设通孔，孔尺寸同上，放入管座三，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在波纹管另一侧直端位置，把第一层波纹管至第四层波纹管开设通孔，孔尺寸同上，放入管座四，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在距离管座四弧长50mm处，把第一层波纹管至第五层波纹管开设通孔，孔尺寸同上，放入管座五，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在距离管座五弧长50mm处，把第一层波纹管至第六层波纹管开设通孔，孔尺寸同上，放入管座六，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；每个管座内放置两根平行导线，两根导线间距为2mm，下入深度40mm，使用环氧树脂灌封胶灌封，灌封深度35mm，每个管座引出的导线分别连接泄漏报警传感器。

进一步地，所述的波纹管为薄壁多层不锈钢板金属制成，薄壁的层数为2~7层。

进一步地，所述的管座一至管座六，分别负责监控第二层至第七层波纹管是否泄漏，若第七层波纹管，也就最内层波纹管损坏泄漏，介质水或蒸汽会进入第七层波纹管与第六层波纹管夹层中间，接着会进入管座六中，这时造成两根导线短路，传感器探测到短路信号会发出对应电流信号，证明第七层波纹管已经损坏；若第六层层波纹管损坏泄漏，同样介质水或蒸汽会进入第六层波纹管与第五层波纹管夹层中间，接着会进入管座五中，造成短路，发出电流信号，证明第六层波纹管已经损坏。以此类推同样原理监控第五层至第一层波纹管是否泄漏。

一种金属波纹补偿器监控预警装置的监控方法，包括以下步骤：

S1. 压力传感器、温度传感器、轴向位移传感器和径向位移传感器分别监控补偿器管道内的介质压力、介质温度、轴向位移和径向位移，根据管道设计参数设定报警参数，若管道内介质的压力、温度和管道位移有变化，对应的传感器会发出对应的电流信号，模拟量采集模块会将传感器的电流信号转换为数字信号，并将数字信号发送给无线路由器，无线路由器将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心，数据处理后会在用户监控中心显示，一旦超出限定值就会报警；

S2. 应力应变传感器实时监控并记录波纹管的应力变化，从而分析管道实际运行工况对波纹管疲劳寿命产生的影响，根据波纹管材质不同，损坏时的应力不同，取损坏时的应力的90%报警，从而实现提前预警；

S3. 泄漏报警传感器实时监控波纹管单层是否泄漏，泄露后介质会进入损坏的波纹管层间，导线探测到信号，从而发生短路，发出远端报警，及时通知用户，采取对管道内的工作介质实施降温、降压等相应措施，维持运行，待供暖期结束维修更换。

由于现场特殊原因，一种金属波纹管补偿器监控预警装置采用太阳能电池发电，由蓄电池9存储后给一种金属波纹管补偿器监控预警装置供电；或者采用电源供电。

本发明的有益效果是：

本发明的优点和有益效果是可以全面监控补偿器，能够预判补偿器是否需要更换，或者预判补偿器损坏程度能否维持到检修期，从根本上解决了在管网运行中补偿器突然损坏的问题，防止因补偿器损坏而引起管网突然停止运行，减少停运引起的损失；并且安装便捷、节约能源。

附图说明

图1为本发明一种金属波纹补偿器监控预警装置及其监控方法的原理框图。

图2为本发明金属波纹补偿器监控预警装置原理示意图。

图3为本发明的波纹管主视图。

图4为本发明的波纹管左视图。

图5为本发明的波纹管右视图。

图6为本发明波纹管左视图Ⅰ的剖视放大图。

图7为本发明波纹管右视图Ⅳ的剖视放大图。

图8为本发明波纹管主视图Ⅱ的剖视放大图。

图9为本发明波纹管主视图Ⅲ的剖视放大图。

图中，1为压力传感器；2为温度传感器；3为轴向位移传感器；4为托架一；5为托架二；6为径向位移传感器；7为模拟量采集模块；8为太阳能板；9为蓄电池；10为无线路由器；11为数据处理中心；12为用户监控中心；13为接管一；14为泄漏报警传感器；15为波纹管；16为应力应变传感器；17为接管二；18为摄像头；19为导线；20为管座三；21为管座二；22为管座一；23为环氧树脂灌封胶；24为第一层波纹管；25为第二层波纹管；26为第三层波纹管；27为第四层波纹管；28为第五层波纹管；29为第六层波纹管；30为第七层波纹管；31为管座四；32为管座五；33为管座六。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

如图1、2所示，波纹管15两端焊接接管一13和接管二17，在接管一13或接管二17上安装摄像头18，开孔分别安装压力传感器1和温度传感器2；在接管一13和接管二17上安装托架一4、托架二5；在托架一4和托架二5上分别安装轴向位移传感器3和径向位移传感器6；在波纹管15外壁的波峰或波谷处安装应力应变传感器16；在波纹管15每两层中间安装导线19并连接泄露报警传感器14；压力传感器1、温度传感器2、轴向位移传感器3、径向位移传感器6、泄露报警传感器14和应力应变传感器16与模拟量采集模块7连接，模拟量采集模块7与无线路由器10相连，摄像头18直接连接无线路由器10；无线路由器10连接蓄电池9，蓄电池9连接太阳能板8；无线路由器10将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心11，数据处理中心11与用户监控中心12相连。

如图6~9所示，所述波纹管15包括七层，由外向内分别为第一层波纹管24、第二层波纹管25、第三层波纹管26、第四层波纹管27、第五层波纹管28、第六层波纹管29和第七层波纹管30；在波纹管15其中一侧直端位置的第一层波纹管24开直径12mm通孔，将外径10mm、内径4mm、长度50mm的管座一22放入通孔内，内表面平齐，内外表面焊接；在距离管座一22弧长50mm处，把第一层波纹管24和第二层波纹管25开设通孔，孔尺寸同上，放入管座二21，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在距离管座二21弧长50mm处，把第一层波纹管24至第三层波纹管26开设通孔，孔尺寸同上，放入管座三20，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在波纹管15另一侧直端位置，把第一层波纹管24至第四层波纹管27开设通孔，孔尺寸同上，放入管座四31，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在距离管座四31弧长50mm处，把第一层波纹管24至第五层波纹管28开设通孔，孔尺寸同上，放入管座五32，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在距离管座五32弧长50mm处，把第一层波纹管24至第六层波纹管29开设通孔，孔尺寸同上，放入管座六33，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；每个管座内放置两根平行导线19，两根导线19间距为2mm，下入深度40mm，使用环氧树脂灌封胶23灌封，灌封深度35mm，每个管座引出的导线19分别连接泄漏报警传感器14。

实施例1

如图2~9所示，波纹管15为薄壁多层不锈钢板金属制成，薄壁的层数为2层。

薄壁多层波纹管15（由外向内1至2层），在波纹管15其中一侧直端位置，第一层波纹管24开直径12mm通孔，将外径10mm，内径4mm，长度50mm的管座一22放入通孔内，内表面平齐，内外表面焊接，管座一22内放置两根平行导线19间距2mm，下入深度40mm，使用环氧树脂灌封胶23灌封，灌封深度35mm，管座一22引出的导线连接泄漏报警传感器14。

一种金属波纹补偿器监控预警装置的监控方法，包括以下步骤：

S1. 压力传感器1、温度传感器2、轴向位移传感器3和径向位移传感器6分别监控补偿器管道内的介质压力、介质温度、轴向位移和径向位移，根据管道设计参数设定报警参数，若管道内介质的压力、温度和管道位移有变化，对应的传感器会发出对应的电流信号，模拟量采集模块7会将传感器的电流信号转换为数字信号，并将数字信号发送给无线路由器10，无线路由器10将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心11，数据处理后会在用户监控中心显示，一旦超出限定值就会报警。

S2. 应力应变传感器16实时监控并记录波纹管15的应力变化，从而分析管道实际运行工况对波纹管15疲劳寿命产生的影响，根据波纹管15材质不同，损坏时的应力不同，取损坏时的应力的90%报警，从而实现提前预警。

S3. 泄漏报警传感器14实时监控波纹管15单层是否泄漏，管座一22负责监控第二层波纹管25是否泄露，若泄漏介质水或蒸汽会进入第二层波纹管25与第一层波纹管24夹层中间，接着会进入管座一22中，这时造成两根导线19短路，传感器探测到短路信号会发出对应电流信号，证明第二层波纹管25已经损坏，发出远端报警，及时通知用户，采取对管道内的工作介质实施降温、降压等相应措施，维持运行，待供暖期结束维修更换。

实施例2

如图2~9所示，波纹管15为薄壁多层不锈钢板金属制成，薄壁的层数为3层。

薄壁多层波纹管15（由外向内1至3层），在波纹管15其中一侧直端位置，第一层波纹管24开直径12mm通孔，将外径10mm，内径4mm，长度50mm的管座一22放入通孔内，内表面平齐，内外表面焊接，在管座一22弧长50mm处，把第一层波纹管24和第二层波纹管25开设通孔，孔尺寸同上，放入管座二21，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透，管座一22和管座二21内分别放置两根平行导线19间距2mm，下入深度40mm，使用环氧树脂灌封胶23灌封，灌封深度35mm，每个管座引出的导线连接泄漏报警传感器14。

一种金属波纹补偿器监控预警装置的监控方法，包括以下步骤：

S1. 压力传感器1、温度传感器2、轴向位移传感器3和径向位移传感器6分别监控补偿器管道内的介质压力、介质温度、轴向位移和径向位移，根据管道设计参数设定报警参数，若管道内介质的压力、温度和管道位移有变化，对应的传感器会发出对应的电流信号，模拟量采集模块7会将传感器的电流信号转换为数字信号，并将数字信号发送给无线路由器10，无线路由器10将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心11，数据处理后会在用户监控中心显示，一旦超出限定值就会报警。

S2. 应力应变传感器16实时监控并记录波纹管15的应力变化，从而分析管道实际运行工况对波纹管15疲劳寿命产生的影响，根据波纹管15材质不同，损坏时的应力不同，取损坏时的应力的90%报警，从而实现提前预警。

S3. 泄漏报警传感器14实时监控波纹管15单层是否泄漏，管座一22和管座二21分别负责监控第二层波纹管25和第三层波纹管26是否泄露，若第三层波纹管26泄漏介质水或蒸汽会进入第三层波纹管26与第二层波纹管25夹层中间，接着会进入管座二21中，这时造成两根导线19短路，传感器探测到短路信号会发出对应电流信号，证明第三层波纹管25已经损坏，接着第二层波纹管26泄漏介质水或蒸汽会进入第二层波纹管25与第一层波纹管24夹层中间，接着会进入管座一22中，这时造成两根导线19短路，传感器探测到短路信号会发出对应电流信号，证明第二层波纹管25已经损坏，发出远端报警，及时通知用户，采取对管道内的工作介质实施降温、降压等相应措施，维持运行，待供暖期结束维修更换。

实施例3

如图2~9所示，波纹管15为薄壁多层不锈钢板金属制成，薄壁的层数为5层。

薄壁多层波纹管15（由外向内1至3层），在波纹管15其中一侧直端位置，第一层波纹管24开直径12mm通孔，将外径10mm，内径4mm，长度50mm的管座一22放入通孔内，内表面平齐，层间焊透，在管座一22弧长50mm处，把第一层波纹管24和第二层波纹管25开设通孔，孔尺寸同上，放入管座二21，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透，在管座二21弧长50mm处，把第一层至第三层波纹管24～26开设通孔，孔尺寸同上，放入管座三20，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透，在波纹管另一直端位置，把第一层至第四层波纹管24～27开设通孔，孔尺寸同上，放入管座四31，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透，管座一22至管座三20和管座四31内，分别放置两根平行导线19间距2mm，下入深度40mm，使用环氧树脂灌封胶23灌封，灌封深度35mm，每个管座引出的导线连接泄漏报警传感器14。

一种金属波纹补偿器监控预警装置的监控方法，包括以下步骤：

S1. 压力传感器1、温度传感器2、轴向位移传感器3和径向位移传感器6分别监控补偿器管道内的介质压力、介质温度、轴向位移和径向位移，根据管道设计参数设定报警参数，若管道内介质的压力、温度和管道位移有变化，对应的传感器会发出对应的电流信号，模拟量采集模块7会将传感器的电流信号转换为数字信号，并将数字信号发送给无线路由器10，无线路由器10将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心11,数据处理后会在用户监控中心显示，一旦超出限定值就会报警。

S2. 应力应变传感器16实时监控并记录波纹管15的应力变化，从而分析管道实际运行工况对波纹管15疲劳寿命产生的影响，根据波纹管15材质不同，损坏时的应力不同，取损坏时的应力的90%报警，从而实现提前预警。

S3. 泄漏报警传感器14实时监控波纹管15单层是否泄漏，管座一22、管座二21、管座三20、管座四31分别负责监控第二层波纹管25、第三层波纹管26、第四层波纹管27和第五层波纹管28是否泄露，若第五层波纹管28泄漏介质水或蒸汽会进入第五层波纹管28与第四层波纹管27夹层中间，接着会进入管座四31中，这时造成两根导线19短路，传感器探测到短路信号会发出对应电流信号，证明第五层波纹管28已经损坏，若第四层波纹管27泄漏介质水或蒸汽会进入第四层波纹管27与第三层波纹管26夹层中间，接着会进入管座三20中，这时造成两根导线19短路，传感器探测到短路信号会发出对应电流信号，证明第四层波纹管27已经损坏，发出远端报警，及时通知用户，采取对管道内的工作介质实施降温、降压等相应措施，维持运行，待供暖期结束维修更换。同样原理，若第三层波纹管26损坏泄漏，管座二2内导线短路，若第二层波纹管25损坏泄漏，管座一22内导线短路，发出对应电流信号。

实施例4

如图2~9所示，波纹管15为薄壁多层不锈钢板金属制成，薄壁的层数为7层。

薄壁多层波纹管15（由外向内1至7层），在波纹管其中一侧直端位置，第一层波纹管24开直径12mm通孔，将外径10mm，内径4mm，长度50mm的管座一22放入通孔内，内表面平齐，内外表面焊接；在管座一22弧长50mm处，把第一层波纹管24和第二层波纹管25开设通孔，孔尺寸同上，放入管座二21，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透，在管座二21弧长50mm处，把第一层至第三层24～26波纹管开设通孔，孔尺寸同上，放入管座三20，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透，在波纹管另一侧直端同样位置，把第一层至第四层24～27波纹管开设通孔，孔尺寸同上，放入管座四31，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透，在管座四31弧长50mm处，把第一层至第五层24～28波纹管开设通孔，孔尺寸同上，放入管座五32，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透，在管座五32弧长50mm处，把第一层至第六层24～29波纹管开设通孔，孔尺寸同上，放入管座六33，内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透。每个管座内放置两根平行导线19间距2mm，下入深度40mm，使用环氧树脂灌封胶23灌封，灌封深度35mm，每个管座引出的导线分别连接泄漏报警传感器14。

一种金属波纹补偿器监控预警装置的监控方法，包括以下步骤：

S1. 压力传感器1、温度传感器2、轴向位移传感器3和径向位移传感器6分别监控补偿器管道内的介质压力、介质温度、轴向位移和径向位移，根据管道设计参数设定报警参数，若管道内介质的压力、温度和管道位移有变化，对应的传感器会发出对应的电流信号，模拟量采集模块7会将传感器的电流信号转换为数字信号，并将数字信号发送给无线路由器10，无线路由器10将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心11，数据处理后会在用户监控中心显示，一旦超出限定值就会报警；

S2. 应力应变传感器16实时监控并记录波纹管15的应力变化，从而分析管道实际运行工况对波纹管15疲劳寿命产生的影响，根据波纹管15材质不同，损坏时的应力不同，取损坏时的应力的90%报警，从而实现提前预警；

S3. 泄漏报警传感器14实时监控波纹管15单层是否泄漏，管座一22至管座三20、管座四31至管座六33，分别负责监控第二层波纹管25至第七层波纹管30是否泄漏，若第七层波纹管30，也就最内层波纹管损坏泄漏，介质水或蒸汽会进入第七层波纹管30与第六层波纹管29夹层中间，接着会进入管座六33中，这时造成两根导线19短路，传感器探测到短路信号会发出对应电流信号，证明第七层波纹管30已经损坏；若第六层层波纹管损坏泄漏，同样介质水或蒸汽会进入第六层波纹管29与第五层波纹管28夹层中间，接着会进入管座五32中，造成短路，发出电流信号，证明第六层波纹管29已经损坏。发出远端报警，及时通知用户，采取对管道内的工作介质实施降温、降压等相应措施，维持运行，待供暖期结束维修更换；以此类推同样原理监控第五层波纹管28至第一层波纹管24是否泄漏。

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 (3)

1.一种金属波纹补偿器监控预警装置，其特征在于：包括压力传感器（1）、温度传感器（2）、轴向位移传感器（3）、托架一（4）、托架二（5）、径向位移传感器（6）、模拟量采集模块（7）、太阳能板（8）、蓄电池（9）、无线路由器（10）、数据处理中心（11）、用户监控中心（12）、接管一（13）、泄露报警传感器（14）、波纹管（15）、应力应变传感器（16）、接管二（17）、摄像头（18）、导线（19）、管座三（20）、管座二（21）、管座一（22）、环氧树脂灌封胶（23）、第一层波纹管（24）、第二层波纹管（25）、第三层波纹管（26）、第四层波纹管（27）、第五层波纹管（28）、第六层波纹管（29）、第七层波纹管（30）、管座四（31）、管座五（32）和管座六（33）；

波纹管（15）两端焊接接管一（13）和接管二（17），在接管一（13）或接管二（17）上安装摄像头（18），开孔分别安装压力传感器（1）和温度传感器（2）；在接管一（13）和接管二（17）上安装托架一（4）、托架二（5）；在托架一（4）和托架二（5）上分别安装轴向位移传感器（3）和径向位移传感器（6）；在波纹管（15）外壁的波峰或波谷处安装应力应变传感器（16）；在波纹管（15）每两层中间安装导线（19）并连接泄露报警传感器（14）；压力传感器（1）、温度传感器（2）、轴向位移传感器（3）、径向位移传感器（6）、泄露报警传感器（14）和应力应变传感器（16）与模拟量采集模块（7）连接，模拟量采集模块（7）与无线路由器（10）相连，摄像头（18）直接连接无线路由器（10）；无线路由器（10）连接蓄电池（9），蓄电池（9）连接太阳能板（8）；无线路由器（10）将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心（11），数据处理中心（11）与用户监控中心（12）相连；

所述波纹管（15）包括七层，由外向内分别为第一层波纹管（24）、第二层波纹管（25）、第三层波纹管（26）、第四层波纹管（27）、第五层波纹管（28）、第六层波纹管（29）和第七层波纹管（30）；在波纹管（15）其中一侧直端位置的第一层波纹管（24）开直径12mm通孔，将外径10mm、内径4mm、长度50mm的管座一（22）放入通孔内，内表面平齐，内外表面焊接；在距离管座一（22）弧长50mm处，把第一层波纹管（24）和第二层波纹管（25）开设通孔，孔尺寸同上，放入管座二（21），内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在距离管座二（21）弧长50mm处，把第一层波纹管（24）至第三层波纹管（26）开设通孔，孔尺寸同上，放入管座三（20），内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在波纹管（15）另一侧直端位置，把第一层波纹管（24）至第四层波纹管（27）开设通孔，孔尺寸同上，放入管座四（31），内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在距离管座四（31）弧长50mm处，把第一层波纹管（24）至第五层波纹管（28）开设通孔，孔尺寸同上，放入管座五（32），内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；在距离管座五（32）弧长50mm处，把第一层波纹管（24）至第六层波纹管（29）开设通孔，孔尺寸同上，放入管座六（33），内表面平齐，内外表面焊接，层间焊透；每个管座内放置两根平行导线（19），两根导线（19）间距为2mm，下入深度40mm，使用环氧树脂灌封胶（23）灌封，灌封深度35mm，每个管座引出的导线（19）分别连接泄漏报警传感器（14）。

2.根据权利要求1所述的一种金属波纹补偿器监控预警装置，其特征在于：所述的波纹管（15）为薄壁多层不锈钢板金属制成，薄壁的层数为2~7层。

3.一种金属波纹补偿器监控预警装置的监控方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1. 压力传感器（1）、温度传感器（2）、轴向位移传感器（3）和径向位移传感器（6）分别监控补偿器管道内的介质压力、介质温度、轴向位移和径向位移，根据管道设计参数设定报警参数，若管道内介质的压力、温度和管道位移有变化，对应的传感器会发出对应的电流信号，模拟量采集模块（7）会将传感器的电流信号转换为数字信号，并将数字信号发送给无线路由器（10），无线路由器（10）将采集的数据通过4G网络发送给远端的数据处理中心（11），数据处理后会在用户监控中心显示，一旦超出限定值就会报警；

S2. 应力应变传感器（16）实时监控并记录波纹管（15）的应力变化，从而分析管道实际运行工况对波纹管（15）疲劳寿命产生的影响，根据波纹管（15）材质不同，损坏时的应力不同，取损坏时的应力的90%报警，从而实现提前预警；

S3. 泄漏报警传感器（14）实时监控波纹管（15）单层是否泄漏，泄露后介质会进入损坏的波纹管（15）层间，导线（19）探测到信号，从而发生短路，发出远端报警，及时通知用户，采取对管道内的工作介质实施降温、降压等相应措施，维持运行，待供暖期结束维修更换。