CN109268699A - 一种管道泄漏监测系统及方法 - Google Patents

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杨帆
甄玉龙
王旭
马玉林
王悦
杨晓洁
张亮
雷垒
郑从伟
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    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/16—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • G01M3/18—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/182—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for tubes

Abstract

本发明提供一种管道泄漏监测系统及方法，所述方法包括：提供导电模块，以使管道泄漏时，泄漏的液体使所述导电模块形成电回路；检测模块检测所述电回路的电阻值；通信模块传输所述电阻值；服务器或者处理器接收所述通信模块传输的电阻值，根据所述电阻值确定泄漏位置。通过设置导电模块，在管道泄漏时，导电的泄露液使得导电模块的两个导电件导通形成电回路，从而可以根据电回路的电阻值确定泄漏的位置，从而解决目前监测管道泄漏的问题，改变目前热网建设质量差、管道泄漏查找困难的局面，并且，本发明操作简单，不需要复杂的监测设备，成本较低。

Description

一种管道泄漏监测系统及方法
技术领域
本发明涉及管道泄漏监测领域。更具体地，涉及一种管道泄漏监测系统及方法。
背景技术
随着我国城市化进程的加速，在北方地区，需要供热的建筑物和设施成倍增加，截止2011年底，全国供热面积达到47.38亿平方米，热力管线的总里程达到13万公里。但是，现有热力管线的建设水平低，跑冒滴漏严重，造成巨大的能源浪费和管道投资损失。要解决我国热力管道建设质量低、能源浪费严重以及管道寿命短的问题，我们需要考虑给新建热力管线和改造热力管线加装适合的泄漏监测系统，对管道泄漏状态进行实时监测，及早发现泄漏隐患并排除，降低管道运行维护费用，减少能量损失，提高管道使用寿命。同时，提高热力管道施工设计完善程度，对热力管道建设施工提出更高的要求，以避免施工不当对管道带来的损害以及保证泄漏监测系统正常运行。本专利提出解决热力管线泄漏监测的办法。
集中供热在近年来的蓬勃发展，进入了崭新的时代，今后集中供热不仅在规模上会继续扩大，而且伴随技术进步和行业竞争，对供热质量和水平也会提出新的要求。随着市场经济的发展、世界能源价格的冲击等众多因素影响，我国已经开始重视改变现行供热管道能源损失大、使用寿命低和恶性事故频发的问题，通过标准制定、大型供热公司试行等方式积极推行供热管道泄漏监测，改变目前热网建设质量差、管道泄漏查找困难的局面。目前仍然缺少对热力管的有效监测方法。
发明内容
为了解决目前缺少对热力管的有效监测方法，本发明的一个方面提供了一种管道泄漏监测系统，包括：
导电模块，包括沿管道轴向铺设在所述管道下侧位置的互相平行的两个导电件，以及连接在该两个导电件一端的电源，其中，所述管道泄漏时，泄漏的液体使两个导电件电连接形成电回路；
检测模块，检测所述电回路的电阻值；
通信模块，将所述电阻值传输至服务器，以使服务器根据所述电阻值确定泄漏位置。
本发明另一个方面提供一种管道泄漏监测系统，包括：
导电模块，包括沿管道轴向铺设在所述管道下侧位置的互相平行的两个导电件，以及连接在该两个导电件一端的电源，其中，所述管道泄漏时，泄漏的液体使两个导电件电连接形成电回路；
检测模块，检测所述电回路的电阻值；
通信模块，用于传输所述电阻值；
服务器，接收所述通信模块传输的电阻值，根据所述电阻值确定泄漏位置。
优选地，所述服务器包括：
处理单元，对所述电回路的电阻值采用电阻分析算法和拓扑算法分析，获取泄漏位置。
优选地，所述系统进一步包括：
对接模块，将所述服务器与GIS平台对接，以在地图上显示泄漏位置。
本发明又一方面提供一种管道泄漏监测系统，包括：
导电模块，包括沿管道轴向铺设在所述管道下侧位置的互相平行的两个导电件，以及连接在该两个导电件一端的电源，其中，所述管道泄漏时，泄漏的液体使两个导电件电连接形成电回路；
检测模块，检测所述电回路的电阻值；
处理模块，根据所述电阻值确定泄漏位置。
优选地，所述处理模块被配置为对所述电回路的电阻值采用电阻分析算法和拓扑算法分析，获取泄漏位置。
优选地，所述系统进一步包括：
对接模块，将所述处理模块与GIS平台对接，以在地图上显示泄漏位置。
本发明又一方面提供一种管道泄漏监测方法，包括：
提供导电模块，以使管道泄漏时，泄漏的液体使所述导电模块形成电回路，其中，所述导电模块包括沿管道轴向铺设在所述管道下侧位置的互相平行的两个导电件，以及连接在该两个导电件一端的电源；
检测模块检测所述电回路的电阻值；
通信模块传输所述电阻值；
服务器或者处理器接收所述通信模块传输的电阻值，根据所述电阻值确定泄漏位置。
优选地，所述根据所述电阻值确定泄漏位置配置为：
对所述电回路的电阻值采用电阻分析算法和拓扑算法分析，获取泄漏位置。
优选地，所述方法进一步包括：
对接模块将所述处理模块与GIS平台对接，以在地图上显示泄漏位置。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的一种管道泄漏监测系统及方法，通过设置导电模块，在管道泄漏时，导电的泄露液使得导电模块的两个导电件导通形成电回路，从而可以根据电回路的电阻值确定泄漏的位置，从而解决目前监测管道泄漏的问题，改变目前热网建设质量差、管道泄漏查找困难的局面，并且，本发明操作简单，不需要复杂的监测设备，成本较低。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明实施例中管道泄漏监测系统的场景架构示意图。
图2示出本发明实施例中管道泄漏监测系统的结构示意图之一。
图3示出本发明实施例中管道泄漏监测系统的结构示意图之二。
附图标记：1-管道，3-导电件，4-服务器，11-导电模块，12-检测模块，13-通信模块，14-服务器，15-处理模块。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种截面图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及他们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
随着市场经济的发展、世界能源价格的冲击等众多因素影响，我国已经开始重视改变现行供热管道能源损失大、使用寿命低和恶性事故频发的问题，通过标准制定、大型供热公司试行等方式积极推行供热管道泄漏监测，改变目前热网建设质量差、管道泄漏查找困难的局面。目前仍然缺少对热力管的有效监测方法。
本发明的一个方面提供一种管道泄漏监测系统，如图1和图2所示，包括：导电模块，包括沿管道轴向铺设在所述管道下侧位置的互相平行的两个导电件，以及连接在该两个导电件一端的电源，其中，所述管道泄漏时，泄漏的液体使两个导电件电连接形成电回路；检测模块，检测所述电回路的电阻值；通信模块，用于传输所述电阻值；服务器，接收所述通信模块传输的电阻值，根据所述电阻值确定泄漏位置。
本发明提供的一种管道泄漏监测系统，通过设置导电模块，在管道泄漏时，导电的泄露液使得导电模块的两个导电件导通形成电回路，从而可以根据电回路的电阻值确定泄漏的位置，从而解决目前监测管道泄漏的问题，改变目前热网建设质量差、管道泄漏查找困难的局面，并且，本发明操作简单，不需要复杂的监测设备，成本较低。
例如，以图示中的A点泄漏为例，A点泄漏导致两个导电件在A点处导通，图示中A点右边的导电件断路，此时整个电回路的电阻为两个导电件左边的部分电阻，这样，可以根据电回路的电阻(相当于两个导电件在A左边的部分的串联)计算出A的位置。
优选地，所述服务器包括：处理单元，对所述电回路的电阻值采用电阻分析算法和拓扑算法分析，获取泄漏位置。
进一步的，为了能够实时显示出泄漏情况，所述系统进一步包括：对接模块，将所述服务器与GIS平台对接，以在地图上显示泄漏位置。
地理信息系统(GIS)是一个获取、存储、编辑、处理、分析和显示地理数据的空间信息系统，其核心是用计算机来处理和分析地理信息。地理信息系统软件技术是一类军民两用技术，不仅应用于军事领域、资源调查、环境评估等方面，也应用于地域规划，公共设施管理、交通、电信、城市建设、能源、电力、农业等国民经济的重要部分。比如，基于GIS平台的120医疗急救指挥信息系统，就可以利用GIS技术定位呼救点，自动标注发病地点以及会面地点，并按照距离远近推荐5个就诊医院。
GIS可以分为以下五部分：
人员，是GIS中最重要的组成部分。开发人员必须定义GIS中被执行的各种任务，开发处理程序。熟练的操作人员通常可以克服GIS软件功能的不足，但是相反的情况就不成立。最好的软件也无法弥补操作人员对GIS的一无所知所带来的负作用。
数据，精确的可用的数据可以影响到查询和分析的结果。
硬件，硬件的性能影响到软件对数据的处理速度，使用是否方便及可能的输出方式。
软件，不仅包含GIS软件，还包括各种数据库，绘图、统计、影像处理及其它程序。
过程，GIS要求明确定义，一致的方法来生成正确的可验证的结果。
GIS属于信息系统的一类，不同在于它能运作和处理地理参照数据。地理参照数据描述地球表面(包括大气层和较浅的地表下空间)空间要素的位置和属性，在GIS中的两种地理数据成分：空间数据，与空间要素几何特性有关；属性数据，提供空间要素的信息。
通信模块可以采用4G通信技术，特点是通信速度快、网络频谱宽、智能性能高、兼容性好、费用便宜。
例如，某品牌的4G通信模块ME909U-521。
在一个具体实施例中，导电件为侧漏线缆，测漏线缆中间有两条相互平行的高电阻线，两者不导通。线缆外层是间隔的绝缘层，绝缘层长度和裸线长度比为1:1，每段绝缘层的长度为10cm，每段裸线的长度也是10cm。
处理单元采用stm32芯片，功能强大，超低功耗，可以控制振动信号的采集，存储和传输。
对电阻值的确定可以通过服务器实现，也可以通过在本系统中内置处理模块实现，因此，本发明第二方面提供一种一种管道泄漏监测系统，如图3所示，包括：导电模块，包括沿管道轴向铺设在所述管道下侧位置的互相平行的两个导电件，以及连接在该两个导电件一端的电源，其中，所述管道泄漏时，泄漏的液体使两个导电件电连接形成电回路；检测模块，检测所述电回路的电阻值；处理模块，根据所述电阻值确定泄漏位置。
例如，以图示中的A点泄漏为例，A点泄漏导致两个导电件在A点处导通，图示中A点右边的导电件断路，此时整个电回路的电阻为两个导电件左边的部分电阻，这样，可以根据电回路的电阻(相当于两个导电件在A左边的部分的串联)计算出A的位置。
优选地，所述服务器包括：处理单元，对所述电回路的电阻值采用电阻分析算法和拓扑算法分析，获取泄漏位置。
进一步的，为了能够实时显示出泄漏情况，所述系统进一步包括：对接模块，将所述服务器与GIS平台对接，以在地图上显示泄漏位置。
通信模块可以采用4G通信技术，特点是通信速度快、网络频谱宽、智能性能高、兼容性好、费用便宜。
例如，某品牌的4G通信模块ME909U-521。
在一个具体实施例中，导电件为侧漏线缆，测漏线缆中间有两条相互平行的高电阻线，两者不导通。线缆外层是间隔的绝缘层，绝缘层长度和裸线长度比为1:1，每段绝缘层的长度为10cm，每段裸线的长度也是10cm。
处理单元采用stm32芯片，功能强大，超低功耗，可以控制振动信号的采集，存储和传输。
进一步的，本发明提供一种管道泄漏监测方法，包括：
S1提供导电模块，以使管道泄漏时，泄漏的液体使所述导电模块形成电回路，其中，所述导电模块包括沿管道轴向铺设在所述管道下侧位置的互相平行的两个导电件，以及连接在该两个导电件一端的电源；
S2检测模块检测所述电回路的电阻值；
S3通信模块传输所述电阻值；
S4服务器或者处理器接收所述通信模块传输的电阻值，根据所述电阻值确定泄漏位置。
本发明提供的一种管道泄漏监测方法，通过设置导电模块，在管道泄漏时，导电的泄露液使得导电模块的两个导电件导通形成电回路，从而可以根据电回路的电阻值确定泄漏的位置，从而解决目前监测管道泄漏的问题，改变目前热网建设质量差、管道泄漏查找困难的局面，并且，本发明操作简单，不需要复杂的监测设备，成本较低。
优选地，所述根据所述电阻值确定泄漏位置配置为：对所述电回路的电阻值采用电阻分析算法和拓扑算法分析，获取泄漏位置。
进一步的，为了能够实时显示出泄漏情况，所述系统进一步包括：对接模块，将所述服务器与GIS平台对接，以在地图上显示泄漏位置。
通信模块可以采用4G通信技术，特点是通信速度快、网络频谱宽、智能性能高、兼容性好、费用便宜。
例如，某品牌的4G通信模块ME909U-521。
在一个具体实施例中，导电件为侧漏线缆，测漏线缆中间有两条相互平行的高电阻线，两者不导通。线缆外层是间隔的绝缘层，绝缘层长度和裸线长度比为1:1，每段绝缘层的长度为10cm，每段裸线的长度也是10cm。
处理单元采用stm32芯片，功能强大，超低功耗，可以控制振动信号的采集，存储和传输。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的属于“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法或设备固有的气体步骤或单元。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，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，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种管道泄漏监测系统，其特征在于，包括：
导电模块，包括沿管道轴向铺设在所述管道下侧位置的互相平行的两个导电件，以及连接在该两个导电件一端的电源，其中，所述管道泄漏时，泄漏的液体使两个导电件电连接形成电回路；
检测模块，检测所述电回路的电阻值；
通信模块，将所述电阻值传输至服务器，以使服务器根据所述电阻值确定泄漏位置。
2.一种管道泄漏监测系统，其特征在于，包括：
导电模块，包括沿管道轴向铺设在所述管道下侧位置的互相平行的两个导电件，以及连接在该两个导电件一端的电源，其中，所述管道泄漏时，泄漏的液体使两个导电件电连接形成电回路；
检测模块，检测所述电回路的电阻值；
通信模块，用于传输所述电阻值；
服务器，接收所述通信模块传输的电阻值，根据所述电阻值确定泄漏位置。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述服务器包括：
处理单元，对所述电回路的电阻值采用电阻分析算法和拓扑算法分析，获取泄漏位置。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：
对接模块，将所述服务器与GIS平台对接，以在地图上显示泄漏位置。
5.一种管道泄漏监测系统，其特征在于，包括：
导电模块，包括沿管道轴向铺设在所述管道下侧位置的互相平行的两个导电件，以及连接在该两个导电件一端的电源，其中，所述管道泄漏时，泄漏的液体使两个导电件电连接形成电回路；
检测模块，检测所述电回路的电阻值；
处理模块，根据所述电阻值确定泄漏位置。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述处理模块被配置为对所述电回路的电阻值采用电阻分析算法和拓扑算法分析，获取泄漏位置。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：
对接模块，将所述处理模块与GIS平台对接，以在地图上显示泄漏位置。
8.一种管道泄漏监测方法，其特征在于，包括：
提供导电模块，以使管道泄漏时，泄漏的液体使所述导电模块形成电回路，其中，所述导电模块包括沿管道轴向铺设在所述管道下侧位置的互相平行的两个导电件，以及连接在该两个导电件一端的电源；
检测模块检测所述电回路的电阻值；
通信模块传输所述电阻值；
服务器或者处理器接收所述通信模块传输的电阻值，根据所述电阻值确定泄漏位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述电阻值确定泄漏位置配置为：
对所述电回路的电阻值采用电阻分析算法和拓扑算法分析，获取泄漏位置。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
对接模块将所述处理模块与GIS平台对接，以在地图上显示泄漏位置。
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