CN108869894B - 一种智能燃气管道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能燃气管道，包括管道本体，还包括传感光缆组件和GPS定位组件；传感光缆组件包括带护套的光缆，光缆沿管道本体的长度方向安装于管道本体的外表面；GPS定位组件沿管道本体的长度方向间隔设置，GPS定位组件包括GPS芯片和用于安装GPS芯片的定位卡箍组件；定位卡箍组件包括定位卡箍本体、接头管件和天线管件，定位卡箍本体可拆卸地套设于管道本体，接头管件一端与定位卡箍本体连接，另一端与天线管件的一端连接；GPS芯片安装于接头管件内，GPS芯片的天线穿设于天线管件且能够沿天线管件延伸至地面以上。本发明智能燃气管道能够及时检测到管道泄露，并能精确定位抢险施工位置。

Description

一种智能燃气管道

技术领域

本发明属于燃气输送管道设备技术领域，具体涉及一种智能燃气管道。

背景技术

目前管道本体为国家强制标准，燃气管敷设在地下，时间久远后，随着建筑物的不断增加，人们常常会忘记管道的安装位置，当地面二次施工时，存在破坏管道本体的风险，造成管道本体渗漏，发生重大火灾事故，火苗可达到10多米高。同时由于输送气压有一定的波动，在热熔处或者管壁较薄处容易出现泄漏。由于管道埋于地下发生泄漏无法及时发现，白白浪费资源，而且燃气属于易燃易爆气体，一旦爆炸，后果严重。普通燃气管道无法定位泄漏的大体位置及泄漏的程度，往往需要将某一区域的管道全部挖出才能进行抢险，整个过程工作量大、风险高。

因此，智能管道应运而生。如申请号为2014200274295的中国发明专利，公开了一种基于智能夹层的分布式光纤传感器石油管道泄漏检测装置，包括复合材料套管、智能光纤夹层、光纤和光电信号转换接口；复合材料套管包覆在石油管道上，智能光纤夹层埋入复合材料套管中，四根光纤沿石油管道长度方向设置，并均匀布放在智能光纤夹层中，光纤产生形变，光强产生变化，通过光电信号转化，能够检测到石油管道的泄露。然而，由于生产工艺的限制，石油管道不是一次成型，而是多根管材现场拼接而成，若将光纤直接埋设于套管中(套管与光纤一体成型)，则相邻套管之间必然存在光纤拼接的问题，造成光纤整体性差，影响信号检测的准确性。另外，光纤虽能检测到管道泄漏的大体位置及泄漏的程度，但管道敷设在地下，难以确定开挖的具体位置，仍然存在工作量大，风险高的问题。

发明内容

针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种能够及时检测到管道泄露，并能精确定位抢险施工位置的智能燃气管道。

本发明采用的技术方案如下：

一种智能燃气管道，包括管道本体，还包括传感光缆组件和GPS定位组件。

传感光缆组件包括带护套的光缆，光缆沿管道本体的长度方向安装于管道本体的外表面。该传感光缆可以采用可实现应变、震动等一种或多种物理量测量的一缆单芯或一缆多芯光缆。

GPS定位组件沿管道本体的长度方向间隔设置，GPS定位组件包括GPS芯片和用于安装GPS芯片的定位卡箍组件。定位卡箍组件包括定位卡箍本体、接头管件和天线管件，定位卡箍本体可拆卸地套设于管道本体，管道本体安装有定位卡箍本体处的传感光缆组件被定位卡箍本体包覆，接头管件一端与定位卡箍本体连接，另一端与天线管件的一端连接。GPS芯片安装于接头管件内，GPS芯片的天线穿设于天线管件且能够沿天线管件延伸至地面以上。

进一步地，传感光缆组件还包括用于安装光缆的卡条，卡条沿管道本体的长度方向设置于管道本体的外表面，卡条与管道本体一体成型，卡条设有容置槽，光缆可拆卸地卡设于容置槽。

进一步地，卡条设置有多条，多条卡条沿管道本体的周向均匀间隔分布，每条卡条均对应设置有一条光缆。

进一步地，在垂直于管道本体中心轴的剖切面上，卡条呈“C”字形，容置槽位于卡条远离管道本体的一侧，传感光缆能够由卡条的开口处被置入和抽出容置槽。

进一步地，在垂直于管道本体中心轴的剖切面上，卡条呈“八”字形，卡条的较大开口的一端与管道本体的外表面连接，容置槽由卡条和管道本体围合而成，传感光缆能够由卡条的较小开口被置入和抽出容置槽。

进一步地，传感光缆组件还包括用于安装光缆的光缆卡箍组件，光缆卡箍组件沿管道本体的长度方向间隔设置，光缆卡箍组件包括光缆卡箍本体和卡条，光缆卡箍本体可拆卸地套设于管道本体，卡条设置于光缆卡箍本体的外表面，卡条沿管道本体的长度方向排列，卡条设有容置槽，光缆可拆卸地卡设于容置槽。

进一步地，卡条设置有多条，多条卡条沿光缆卡箍的周向均匀间隔分布，每组沿管道本体的长度方向排列的卡条均对应设置有一条光缆。

进一步地，光缆卡箍本体的内表面均布有点状防滑凸起。

进一步地，定位卡箍本体的内表面设有防滑条。

进一步地，GPS定位组件还包括防水弯管，防水弯管呈“U”字形，防水弯管一端与天线管件远离接头管件的一端连接，防水弯管另一端向靠近接头管件的一侧弯折。

进一步地，防水弯管未与天线管件连接的一端设有带滤网的堵头。

进一步地，接头管件设有垂直于其中心轴的隔板，隔板将接头管件的内腔分割为芯片室和天线室，芯片室位于接头管件靠近定位卡箍本体的一端，隔板设有穿线孔，GPS芯片设置于芯片室，GPS芯片的天线由穿线孔延伸至天线室并最终穿设于天线管件。

进一步地，定位卡箍本体的外表面设有连接座，接头管件与连接座螺纹连接，接头管件与天线管件粘接或焊接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本装置在输气管本体外侧设置了传感光缆组件，当光纤受到外界干扰影响时，光纤中传输光的部分特性就会改变，实际应用时，只需要在光缆的前端配置脉冲激光发生器实现光信号的输入，在光缆的后端配置光电转换解调仪进行信号采集与分析，即可判断管道变形、泄漏或被扰动的现象，并大致判断出发生上述现象的大体位置。

2.光缆沿所述管道本体的长度方向安装于所述管道本体的外表面，光缆与管道本体非一体成型，而是通过后期组装，维修更换比较方便；光缆的长度不受管道本体长度的限制，采用较长的光缆，可减少或避免光纤拼接，同时减少或避免护套的拼接，安装方便，光纤不易被损坏，光缆整体性更强，能够保持信号检测的准确性。

3.本装置还设置有GPS定位组件，GPS定位组件沿所述管道本体的长度方向间隔设置，通过GPS芯片，能够确定管道的埋设位置和走向。一方面能够为埋设该管道区域的二次施工提供精确的提示和预警，提高工作效率，减少安全事故；另一方面，在光缆检测到管道变形、泄漏或被扰动的现象时，通过光缆与GPS芯片的结合，能够迅速判断管道变形、泄漏或被扰动的位置，确定抢险施工位置，减少工作量，降低施工风险。

4.在使用过程中，由于管道是埋于地面以下的，这就导致GPS芯片的信号传输受到干扰或抑制。针对这一问题，本装置通过设置天线管件，GPS芯片的天线穿设于天线管件且能够沿天线管件延伸至地面以上，从而增强了GPS芯片的信号传输能力，能够保证GPS芯片的正常定位。

5.若GPS芯片一体式地嵌设于管道本体内，GPS芯片一旦老化失效就无更换，本装置中，定位卡箍本体可拆卸地套设于管道本体，使得GPS芯片失效时能够进行更换，不破坏管材。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例1提供的智能燃气管道的整体结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的管道本体和卡条的装配示意图；

图3是本发明实施例1提供的卡条的结构示意图一；

图4是本发明实施例1提供的卡条的结构示意图二；

图5是本发明实施例1提供的GPS定位组件的拆分示意图；

图6是本发明实施例1提供的GPS定位组件的剖视图；

图7是图6中A的放大图；

图8是本发明实施例2提供的智能燃气管道的整体结构示意图；

图9是本发明实施例2提供的光缆卡箍组件结构示意图。

图中标记：100-管道本体，200-传感光缆组件，210-光缆，220-卡条，221-容置槽，230-光缆卡箍组件，231-光缆卡箍本体，2311-点状防滑凸起，232-卡条，2321-容置槽，300-GPS定位组件，310-GPS芯片，311-天线，320-定位卡箍组件，321-定位卡箍本体，3211-连接座，3212-防滑条，322-接头管件，3221-隔板，3221a-穿线孔，3222-芯片室，3223-天线室，323-天线管件，324-防水弯管，325-堵头，3251-滤网。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

如图1所示，一种智能燃气管道，包括管道本体100，还包括传感光缆组件200和GPS定位组件300。传感光缆组件200包括带护套的光缆210，光缆210沿管道本体100的长度方向安装于管道本体100的外表面。图中所示光缆210沿管道本体100的轴向设置，安装方便，节约材料，在本发明的其它实施例中，光缆210沿管道本体100的长度方向安装，不一定要沿管道本体100的轴向设置。

GPS定位组件300沿管道本体100的长度方向间隔设置，GPS定位组件300包括GPS芯片310和用于安装GPS芯片310的定位卡箍组件320。如图5、图6所示，定位卡箍组件320包括定位卡箍本体321、接头管件322和天线管件323，定位卡箍本体321可拆卸地套设于管道本体100，定位卡箍本体321采用市售的任何结构的可拆卸的管道卡箍均可，管道本体100安装有定位卡箍本体321处的传感光缆组件200被定位卡箍本体321包覆，接头管件322一端与定位卡箍本体321连接，另一端与天线管件323的一端连接。GPS芯片310安装于接头管件322内，GPS芯片310的天线311穿设于天线管件323且能够沿天线管件323延伸至地面以上。

该智能燃气管道应用时，管道本体100埋设于地面以下，当光缆210受到外界干扰影响时，光缆210中传输光的部分特性就会改变，在光缆210的前端配置脉冲激光发生器(图未示)实现光信号的输入，在光缆210的后端配置光电转换解调仪(图未示)进行信号采集与分析，即可判断管道变形、泄漏或被扰动的现象，并大致判断出发生上述现象的大体位置。通过设置GPS芯片310，对GPS芯片310进行依次编号，能够确定管道的埋设位置和走向。一方面能够为埋设有该管道区域的二次施工提供精确的提示和预警，提高工作效率，减少安全事故；另一方面，在光缆210检测到管道变形、泄漏或被扰动的现象时，通过光缆210与GPS芯片310的结合，能够迅速判断管道变形、泄漏或被扰动的位置，确定抢险施工位置，减少工作量，降低施工风险。GPS芯片310的天线311穿设于天线管件323且能够沿天线管件323延伸至地面以上，从而增强了GPS芯片310的信号传输能力，能够保证GPS芯片310的正常定位。定位卡箍本体321可拆卸地套设于管道本体100，使得GPS芯片310失效时能够进行更换，不破坏管材。

本实施例中，如图1、图2所示，传感光缆组件200还包括用于安装光缆210的卡条220，卡条220沿管道本体100的长度方向设置于管道本体100的外表面，卡条220与管道本体100一体成型，卡条220设有容置槽221，光缆210可拆卸地卡设于容置槽221。卡条220与管道本体100一体成型加工而成，无需二次加工，在安装光缆210时，由于卡条220与管道本体100是一个整体，不会存在焊接或粘接台阶，保障了内壁的整体性和光滑性，使光缆210的安装更加方便、安全，同时维修更换比较方便。

本实施例中，卡条220设置有6条，同样地，光缆210也设置有6条。在本发明的其它实施例中，卡条220和光缆210也可以设置为1条或其它任意条数，光缆210的条数虽然是越多越好，但是考虑到加工成本以及施工的复杂程度，可以通过调节光缆210的灵敏度来减少光缆210的数量。当敷设4-6根时，可以兼顾较好的检测灵敏度和成本，降低设备生产安装成本，提高设备工作稳定性。为了使光缆210分布更均匀，避免出现检测漏洞，当设置有多条光缆210时，多条卡条220沿管道本体100的周向均匀间隔分布，每条卡条220均对应设置有一条光缆210。

如图3所示，卡条220的其中一种结构为：在垂直于管道本体100中心轴的剖切面上，卡条220呈“C”字形，容置槽221位于卡条220远离管道本体100的一侧，传感光缆210能够由卡条220的开口处被置入和抽出容置槽221。如图4所示，卡条220另一种结构为：在垂直于管道本体100中心轴的剖切面上，卡条220呈“八”字形，卡条220的较大开口的一端与管道本体100的外表面连接，容置槽221由卡条220和管道本体100围合而成，传感光缆210能够由卡条220的较小开口被置入和抽出容置槽221。当然，本发明的卡条220并不仅限于上述两种形状，只要其具有远离管道本体100的能够置入和抽出光缆210的容置槽221即可。

该智能燃气管道应用时，天线管件323由于要与外部连通，存在雨水灰尘侵入的问题，导致GPS芯片310损坏。针对这一问题，GPS定位组件300还包括防水弯管324，防水弯管324呈“U”字形，防水弯管324一端与天线管件323远离接头管件322的一端连接，防水弯管324另一端向靠近接头管件322的一侧弯折。利用防水弯管324，将雨水和灰尘隔绝在外部，防止其侵入到天线管件323内，提高了GPS芯片310的使用寿命和工作稳定性。为了防止杂物或动物进入天线管件323，防水弯管324未与天线管件323连接的一端设有带滤网3251的堵头325，进一步提高了GPS芯片310的使用寿命和工作稳定性。

本实施例中，如图7所示，具体地，接头管件322设有垂直于其中心轴的隔板3221，隔板3221将接头管件322的内腔分割为芯片室3222和天线311室，芯片室3222位于接头管件322靠近定位卡箍本体321的一端，隔板3221设有穿线孔3221a，GPS芯片310设置于芯片室3222，GPS芯片310的天线311由穿线孔3221a延伸至天线311室并最终穿设于天线管件323，GPS芯片310的天线311用粘接或卡接的方式固定于天线管件323，防止GPS芯片310的天线311脱落或回缩。定位卡箍本体321的外表面设有连接座3211，接头管件322与连接座3211螺纹连接，接头管件322与天线管件323粘接或焊接。仅需旋下接头管件322，即可对失效的GPS芯片310进行更换，开挖范围更小，操作更方便。定位卡箍本体321的内表面设有防滑条3212，从而提高了定位卡箍本体321的防滑性能，保障了GPS定位组件300安装的稳定性。

实施例2

如图8、图9所示，与实施例1的不同之处在于，本实施例中，光缆210通过光缆卡箍组件230安装，即传感光缆组件200包括用于安装光缆210的光缆卡箍组件230，光缆卡箍组件230沿管道本体100的长度方向间隔设置，光缆卡箍组件230包括光缆卡箍本体231和卡条232，卡条232的结构参见实施例1，光缆卡箍本体231可拆卸地套设于管道本体100，光缆卡箍本体231采用市售的任何结构的可拆卸的管道卡箍均可。卡条232设置于光缆卡箍本体231的外表面，卡条232沿管道本体100的长度方向排列，卡条232设有容置槽2321，光缆210可拆卸地卡设于容置槽2321。图中所示光缆210沿管道本体100的轴向设置，安装方便，节约材料，在本发明的其它实施例中，光缆210沿管道本体100的长度方向安装，不一定要沿管道本体100的轴向设置。

本实施例中，光缆卡箍组件230与管道本体100为分体式，光缆卡箍组件230间隔设置，光缆卡箍组件230的位置可以灵活调整，相比于光缆210整体安装于卡条232的方式，光缆210部分安装于卡条232，安装更加灵活，适应性更高。光缆卡箍本体231的内表面均布有点状防滑凸起2311，从而提高了光缆卡箍本体231的防滑性能，保障了传感光缆组件200安装的稳定性。

图8表示卡条232和光缆210均为一条的情况，在本发明的其它实施例中，卡条232和光缆210也可以设置为其它任意条数，光缆210的条数虽然是越多越好，但是考虑到加工成本以及施工的复杂程度，可以通过调节光缆210的灵敏度来减少光缆210的数量。当敷设4-6根时(图未示)，可以兼顾较好的检测灵敏度和成本，降低设备生产安装成本，提高设备工作稳定性。为了使光缆210分布更均匀，避免出现检测漏洞，当设置有多条光缆210时，多条卡条232沿光缆210卡箍的周向均匀间隔分布，每组沿管道本体100的长度方向排列的卡条232均对应设置有一条光缆210。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能燃气管道，包括管道本体，其特征在于，还包括传感光缆组件和GPS定位组件；

所述传感光缆组件包括带护套的光缆，所述光缆沿所述管道本体的长度方向安装于所述管道本体的外表面；

所述GPS定位组件沿所述管道本体的长度方向间隔设置，所述GPS定位组件包括GPS芯片和用于安装所述GPS芯片的定位卡箍组件；所述定位卡箍组件包括定位卡箍本体、接头管件和天线管件，所述定位卡箍本体可拆卸地套设于所述管道本体，所述接头管件一端与所述定位卡箍本体连接，另一端与所述天线管件的一端连接；所述GPS芯片安装于所述接头管件内，所述GPS芯片的天线穿设于所述天线管件且能够沿所述天线管件延伸至地面以上；

所述接头管件设有垂直于其中心轴的隔板，所述隔板将所述接头管件的内腔分割为芯片室和天线室，所述芯片室位于所述接头管件靠近所述定位卡箍本体的一端，所述隔板设有穿线孔，所述GPS芯片设置于所述芯片室，所述GPS芯片的天线由所述穿线孔延伸至所述天线室并最终穿设于天线管件；所述定位卡箍本体的外表面设有连接座，所述接头管件与所述连接座螺纹连接，所述接头管件与所述天线管件粘接或焊接。

2.如权利要求1所述的智能燃气管道，其特征在于，所述传感光缆组件还包括用于安装所述光缆的卡条，所述卡条沿所述管道本体的长度方向设置于所述管道本体的外表面，所述卡条与所述管道本体一体成型，所述卡条设有容置槽，所述光缆可拆卸地卡设于所述容置槽。

3.如权利要求2所述的智能燃气管道，其特征在于，所述卡条设置有多条，多条所述卡条沿所述管道本体的周向均匀间隔分布，每条所述卡条均对应设置有一条光缆。

4.如权利要求2所述的智能燃气管道，其特征在于，在垂直于所述管道本体中心轴的剖切面上，所述卡条呈“C”字形，所述容置槽位于所述卡条远离所述管道本体的一侧，所述传感光缆能够由所述卡条的开口处被置入和抽出所述容置槽。

5.如权利要求2所述的智能燃气管道，其特征在于，在垂直于所述管道本体中心轴的剖切面上，所述卡条呈“八”字形，所述卡条的较大开口的一端与所述管道本体的外表面连接，所述容置槽由所述卡条和所述管道本体围合而成，所述传感光缆能够由所述卡条的较小开口被置入和抽出所述容置槽。

6.如权利要求1所述的智能燃气管道，其特征在于，所述传感光缆组件还包括用于安装所述光缆的光缆卡箍组件，所述光缆卡箍组件沿所述管道本体的长度方向间隔设置，所述光缆卡箍组件包括光缆卡箍本体和卡条，所述光缆卡箍本体可拆卸地套设于所述管道本体，所述卡条设置于所述光缆卡箍本体的外表面，所述卡条沿所述管道本体的长度方向排列，所述卡条设有容置槽，所述光缆可拆卸地卡设于所述容置槽。

7.如权利要求6所述的智能燃气管道，其特征在于，所述卡条设置有多条，多条所述卡条沿所述光缆卡箍的周向均匀间隔分布，每组沿所述管道本体的长度方向排列的卡条均对应设置有一条光缆。

8.如权利要求6所述的智能燃气管道，其特征在于，所述光缆卡箍本体的内表面均布有点状防滑凸起；所述定位卡箍本体的内表面设有防滑条。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的智能燃气管道，其特征在于，所述GPS定位组件还包括防水弯管，所述防水弯管呈“U”字形，所述防水弯管一端与所述天线管件远离所述接头管件的一端连接，所述防水弯管另一端向靠近所述接头管件的一侧弯折；所述防水弯管未与所述天线管件连接的一端设有带滤网的堵头。

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