CN108870092A - 一种布线式管道监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种布线式管道监测系统，该系统包括监测设备、二极管和管道测量线，管道测量线的第一端连接二极管的正极，二极管的负极和待测管道的第一端相连，管道测量线的第二端和待测管道的第二端分别连接至监测设备，构成回路；监测设备向管道测量线发射电流信号，根据电流信号的反馈情况判断待测管道是否出现异常；监测设备中包括比较电路，当待测管道发生泄漏时，监测设备通过对回路中电压的测量可以确定待测管道发生泄漏时的泄漏电阻。本发明公开的布线式管道监测系统在管道测量线和待测管道之间连接二极管，根据发射电流信号的反馈情况监测回路的异常，解决了现有技术中只能监测短路的问题，可以及时通知工作人员对设备检修。

Description

一种布线式管道监测系统
技术领域
本发明涉及管道泄漏监测领域，具体涉及一种布线式管道监测系统。
背景技术
热力管道是常见的管路形式，由于管道内大气压比较高，同时管道周边的环境也不可预测，所以管道破裂泄漏事件时有发生。而热力管道属于生命线工程，一旦运行中发生损坏，将会对取暖和热力生产造成严重的影响，引起直接的经济损失和不良的社会影响。对于直埋敷设来说，由于直接敷设在土壤中，管道如果发生泄漏容易引起管网热量损失、管道大面积破坏和地层进水导致的地埋沉降等问题。
目前现有的管道泄漏监测技术主要有：人工检测法、光纤监测法和负压波法等。此外，基于电阻值的管道泄漏监测技术已经初步应用于管道泄漏监测中，该方法的原理如下：在管道的保温层中布上铜线，无论发生钢管泄漏还是外防腐层破损进水，一旦管道发生泄漏，铜线的电阻值会发生变化，监控设备报警，从而通知相关人员。但是目前在电阻式管道泄漏监测系统中普遍采用的是恒流调压方式进行监测，这种监测技术监测距离较短，容易出现误报警，只能监测管道出现短路的情形，而且使用功能单一。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种布线式管道监测系统，以解决现有技术中监测距离短，容易出现误报警和只能监测管道出现短路的技术问题。
本发明提出的技术方案如下：
本发明实施例提供一种布线式管道监测系统，包括：监测设备、二极管和管道测量线，其中，所述管道测量线的第一端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极和待测管道的第一端相连，所述管道测量线的第二端和所述待测管道的第二端分别连接至所述监测设备，构成回路；所述监测设备向所述管道测量线发射电流信号，根据所述电流信号的反馈情况判断所述待测管道是否出现异常。
优选的，所述监测设备向所述管道测量线发射正向电流信号和反向电流信号，若监测设备没有监测到返回的正向电流信号，则判定回路发生断路，监测设备发出第一报警信号。
优选的，所述监测设备向所述管道测量线发射正向电流信号和反向电流信号，若监测设备监测到返回的正向电流信号，没有监测到返回的反向电流信号，则判定所述待测管道没有发生泄漏。
优选的，所述监测设备向所述管道测量线发射正向电流信号和反向电流信号，若监测设备监测到返回的正向电流信号和反向电流信号，则判定所述待测管道发生泄漏。
优选的，所述监测设备包括比较电路，所述比较电路的第一端连接所述待测管道的第二端，所述比较电路的第二端接地，所述比较电路中设置有多个依次减小的电阻档位；所述监测设备在所述管道测量线的第二端和所述比较电路的第二端施加直流恒定电压，当所述监测设备判定所述待测管道发生泄漏时，所述监测设备控制所述比较电路设置在最大电阻档位；所述监测设备采集所述比较电路两端的第一电压、所述管道测量线的第二端和所述待测管道的第二端两端的第二电压，当所述第二电压大于所述第一电压时，则所述监测设备控制所述比较电路逐渐减小电阻档位，直到所述第二电压小于或等于所述第一电压时，将所述比较电路当前的电阻档位确定为泄漏电阻。
优选的，所述比较电路包括多个电阻和多个电子式多路开关，各所述电阻和各所述电子式多路开关一一对应串联连接，各所述电阻并联连接，构成所述多个依次减小的电阻档位；所述监测设备控制闭合或打开其中一个或多个所述电子式多路开关，调整所述比较电路的电阻档位。
优选的，设置所述比较电路的最低电阻档位为报警档位，若所述泄漏电阻为所述比较电路的最低电阻档位，则所述监测设备发出第二报警信号。
优选的，所述监测设备包括RTU无线网络传输器，通过所述RTU无线网络传输器接收用户在用户端对所述监测设备的参数所做的修改或设定。
优选的，所述监测设备包括至少一个监控通道，所述布线式管道监测系统中设置至少一根所述管道测量线，所述管道测量线设置在所述待测管道的保温层中，各所述管道测量线和各所述监控通道一一对应连接。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的布线式管道监测系统，通过在管道测量线和待测管道之间连接二极管，根据发射的电流信号的反馈情况，可以监测回路的异常，解决了现有技术中只能监测短路的问题，可以及时通知工作人员对设备进行检修。
2.本发明提供的布线式管道监测系统通过在监测设备中设置比较电路，可以实时监测管道出现泄漏的情形，同时可以获得待测管道的泄漏电阻和泄漏趋势图，可以根据需要调整发出报警信号时的泄漏电阻大小，避免误报警现象的产生。
3.本发明提供的布线式管道监测系统，可以通过电脑或手机等用户端远程监测管道的泄漏情况，还可以通过远程控制设备进行设备参数的设定和修改，同时各功能模块可以依需求增减，满足不同用户要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
图1为本发明实施例的布线式管道监测系统的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的布线式管道监测系统的结构示意图；
附图标记：
1-监测设备；2-二极管；3-待测管道；4-管道测量线；5-主板；6-比较电路；7-第一电阻；8-第二电阻；9-第三电阻；10-第N电阻；11-第一开关；12-第二开关；13-第三开关；14-第N开关。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种布线式管道监测系统，如图1所示，该测量系统包括：监测设备1、二极管2和管道测量线4，其中，管道测量线4的第一端连接二极管2的正极，二极管2的负极和待测管道3的第一端相连，管道测量线4的第二端和待测管道3的第二端分别连接至监测设备1，构成回路；监测设备1向管道测量线4发射电流信号，根据电流信号的反馈情况判断待测管道3是否出现异常。
本实施例提供的布线式管道监测系统，通过在管道测量线和待测管道之间连接二极管，根据发射的电流信号的反馈情况，可以监测回路的异常，解决了现有技术中只能监测短路的问题，同时可以通知工作人员及时对设备进行检修。
在一较佳实施例中，监测设备1向管道测量线4发射正向电流信号和反向电流信号，若监测设备1没有监测到返回的正向电流信号，则判定回路发生断路，监测设备1发出第一报警信号。
在一较佳实施例中，监测设备1向管道测量线4发射正向电流信号和反向电流信号，若监测设备1监测到返回的正向电流信号，没有监测到返回的反向电流信号，则判定待测管道3没有发生泄漏。
在一较佳实施例中，监测设备1向管道测量线4发射正向电流信号和反向电流信号，若监测设备1监测到返回的正向电流信号和反向电流信号，则判定待测管道3发生泄漏。
上述实施例中，根据二极管正向导通、反向截止的特性监测回路中返回的电流信号情况，不仅可以检测回路发生短路的情形，还可以监测回路发生断路的情形，系统功能更加多样化。
当监测设备判定待测管道发生泄漏时，如何判定管道的泄漏程度也是一个亟待解决的问题。
因此，进一步地，如图2所示，该监测设备1设置有比较电路6，比较电路6的第一端连接待测管道3的第二端，比较电路6的第二端接地，比较电路6中设置有多个依次减小的电阻档位；监测设备1在管道测量线4的第二端和比较电路6的第二端施加直流恒定电压，当监测设备1判定待测管道3发生泄漏时，监测设备1控制比较电路6设置在最大电阻档位；监测设备1采集比较电路6两端的第一电压、管道测量线4的第二端和待测管道3的第二端两端的第二电压，当第二电压大于第一电压时，监测设备1控制比较电路6逐渐减小电阻档位，直到第二电压小于或等于第一电压时，将比较电路6当前的电阻档位确定为泄漏电阻。
在一较佳实施例中，监测设备1施加的直流恒定电压为Vt，比较电路的电阻为R1，泄漏电阻为R2，第一电压为V1，第二电压为V2，当电路通电I时，回路中电流、电阻和电压之间的关系为
Vt＝(R1+R2)*I＝I*R1+I*R2＝V1+V2 公式(1)
当待测管道无泄漏时，电阻R2很大，当管道开始泄漏时，电阻R2减小，此时，先将比较电路设置在最大电阻档位，比较V1和V2的大小，若V1>V2,则减小电阻档位，直到V1≤V2，则由公式(1)可知，R1≤R2,可以将比较电路此时的电阻档位确定为泄漏电阻。因泄漏是一个缓慢的过程，监测设备实时监测待测管道，当管道泄漏时，监测设备可以得到泄漏过程中每个时间点的泄漏电阻，形成泄漏趋势图，显示在监测设备的人机界面显示屏上。
在本发明实施例中，该比较电路6可通过多种连接方式设置多个依次减少的电阻档位。
图2所示为比较电路6的一种连接方式，该比较电路6设置在监测设备1中的主板5上，比较电路6包括电阻7-电阻10和电子式多路开关11-电子式多路开关14，电阻7-电阻10和电子式多路开关11-电子式多路开关14一一对应串联连接，电阻7-电阻10并联连接，构成所述多个依次减小的电阻档位；监测设备1控制闭合或打开其中一个或多个电子式多路开关，调整比较电路6的电阻档位。
需要说明的是，图2中是以比较电路6中包含电阻7-电阻10和电子式多路开关11-电子式多路开关14为例进行举例说明，但本发明并不以此为限，在实际应用中，比较电路中可包含两个或更多的电阻和电子式多路开关。且其连接方式也不限于图2所示的连接方式。
在一较佳实施例中，设置比较电路6的最低电阻档位为报警档位，若泄漏电阻为比较电路6的最低电阻档位，则监测设备1发出第二报警信号。也可以根据实际需要设置其他档位为报警档位，上述仅为举例说明，并非用以限制本发明。
在一较佳实施例中，监测设备1还包括RTU无线网络传输器，通过RTU无线网络传输器接收用户在用户端对监测设备1的参数所做的修改或设定。
在一较佳实施例中，监测设备1中包括至少一个监控通道，布线式管道监测系统中设置至少一根管道测量线4，管道测量线4设置在待测管道3的保温层中，各管道测量线4和各监控通道一一对应连接。
本发明实施例提供的布线式管道监测系统，可以通过电脑或手机等用户端远程监测管道的泄漏情况，还可以通过远程控制设备进行设备参数的设定和修改，同时各功能模块可以依需求增减，满足不同用户要求。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种布线式管道监测系统，其特征在于，包括：监测设备、二极管和管道测量线，其中，
所述管道测量线的第一端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极和待测管道的第一端相连，所述管道测量线的第二端和所述待测管道的第二端分别连接至所述监测设备，构成回路；
所述监测设备向所述管道测量线发射电流信号，根据所述电流信号的反馈情况判断所述待测管道是否出现异常。
2.如权利要求1所述的布线式管道监测系统，其特征在于，所述监测设备向所述管道测量线发射正向电流信号和反向电流信号，若监测设备没有监测到返回的正向电流信号，则判定回路发生断路，监测设备发出第一报警信号。
3.如权利要求1所述的布线式管道监测系统，其特征在于，所述监测设备向所述管道测量线发射正向电流信号和反向电流信号，若监测设备监测到返回的正向电流信号，没有监测到返回的反向电流信号，则判定所述待测管道没有发生泄漏。
4.如权利要求1所述的布线式管道监测系统，其特征在于，所述监测设备向所述管道测量线发射正向电流信号和反向电流信号，若监测设备监测到返回的正向电流信号和反向电流信号，则判定所述待测管道发生泄漏。
5.如权利要求4所述的布线式管道监测系统，其特征在于，
所述监测设备包括比较电路，所述比较电路的第一端连接所述待测管道的第二端，所述比较电路的第二端接地，所述比较电路中设置有多个依次减小的电阻档位；
所述监测设备在所述管道测量线的第二端和所述比较电路的第二端施加直流恒定电压，当所述监测设备判定所述待测管道发生泄漏时，所述监测设备控制所述比较电路设置在最大电阻档位；
所述监测设备采集所述比较电路两端的第一电压、所述管道测量线的第二端和所述待测管道的第二端两端的第二电压，当所述第二电压大于所述第一电压时，则所述监测设备控制所述比较电路逐渐减小电阻档位，直到所述第二电压小于或等于所述第一电压时，将所述比较电路当前的电阻档位确定为泄漏电阻。
6.如权利要求5所述的布线式管道监测系统，其特征在于，所述比较电路包括多个电阻和多个电子式多路开关，各所述电阻和各所述电子式多路开关一一对应串联连接，各所述电阻并联连接，构成所述多个依次减小的电阻档位；所述监测设备控制闭合或打开其中一个或多个所述电子式多路开关，调整所述比较电路的电阻档位。
7.如权利要求5所述的布线式管道监测系统，其特征在于，其特征在于，设置所述比较电路的最低电阻档位为报警档位，若所述泄漏电阻为所述比较电路的最低电阻档位，则所述监测设备发出第二报警信号。
8.如权利要求1-7中所述的布线式管道监测系统，其特征在于，所述监测设备包括RTU无线网络传输器，通过所述RTU无线网络传输器接收用户在用户端对所述监测设备的参数所做的修改或设定。
9.如权利要求1-8中任一项所述的布线式管道监测系统，其特征在于，所述监测设备包括至少一个监控通道，所述布线式管道监测系统中设置至少一根所述管道测量线，所述管道测量线设置在所述待测管道的保温层中，各所述管道测量线和各所述监控通道一一对应连接。
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