CN110748801A - 管道泄漏检测方法、装置及系统 - Google Patents

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郑华章
朱晓
韦长兴
邓锦峰
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Abstract

本发明公开了一种管道泄漏检测方法、装置及系统，其中，该管道泄漏检测方法包括：获取泄漏检测请求，泄漏检测请求包括至少一个泄漏检测仪ID；采用泄漏检测仪ID对应的泄漏检测仪测量外界压力，泄漏检测仪包括智能传感器，智能传感器包括压力传感器和湿度传感器；若压力传感器测量得到的外界压力大于压力阈值，则采用湿度传感器测量外界湿度；若外界湿度大于湿度阈值，则发送泄漏警报，泄漏警报包括湿度传感器对应的泄漏检测仪ID。该管道泄漏检测方法可准确检测出管道泄漏情况以及管道泄漏位置，减少维护人员查找泄漏位置的时间，提高管道维护效率。

Description

管道泄漏检测方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及管道辅助技术领域，尤其涉及一种管道泄漏检测方法、装置及系统。
背景技术
城市或企业车间的地下埋设着各类不同的综合管道，如供水管道、循环水管道、排水管道、排油管道或物料管道等，就像人体中的毛细血管，密密麻麻，纵横交错，形成各自的网络。各种管道长期埋设于地下，会造成地下管道泄漏现象。造成管道泄漏的原因包括地面沉降外界压力造成管道的破损而造成泄漏等。
目前对于掩埋于地下的管道泄漏进行检测的方式,只能检测管道是否泄漏，无法检测道管道的具体泄漏地点，为供热维护人员带来不便。如何精确地定位出地下管道的具体泄漏位置成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种管道泄漏检测方法、装置及系统，以解决精确地定位出地下管道具体泄漏位置的问题。
一种管道泄漏检测方法，包括：
获取泄漏检测请求，泄漏检测请求包括至少一个泄漏检测仪ID；
采用泄漏检测仪ID对应的泄漏检测仪测量外界压力，泄漏检测仪包括智能传感器，智能传感器包括压力传感器和湿度传感器；
若压力传感器测量得到的外界压力大于压力阈值，则采用湿度传感器测量外界湿度；
若外界湿度大于湿度阈值，则发送泄漏警报，泄漏警报包括湿度传感器对应的泄漏检测仪ID。
一种管道泄漏检测装置，包括至少一个设置在管道下方的泄漏检测仪，泄漏检测仪包括智能传感器、核心处理器和无线发送模块，其中智能传感器包括压力传感器和湿度传感器；压力传感器、湿度传感器和无线发送模块分别与核心处理器电性连接；每一泄漏检测仪之间至少相距50米。
一种管道泄漏检测系统，采用上述管道泄漏检测装置实现上述管道泄漏检测方法。
上述管道泄漏检测方法、装置及系统，通过压力传感器检测到的外界压力大于压力阈值时，采用湿度传感器检测外界湿度，可准确检测出管道泄漏情况以及管道泄漏位置，减少维护人员查找泄漏位置的时间，提高管道维护效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中管道泄漏检测方法的流程图；
图2是本发明一实施例中管道泄漏检测方法的另一流程图；
图3是本发明一实施例中管道泄漏检测方法的另一流程图；
图4是本发明一实施例中管道泄漏检测装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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。
本发明实施例提供的管道泄漏检测方法，采用管道泄漏检测装置应用在管道泄漏检测系统中。
在一实施例中，如图1所示，提供一种管道泄漏检测方法，以该方法应用在管道泄漏检测装置中为例进行说明，具体包括如下步骤：
S10.获取泄漏检测请求，泄漏检测请求包括至少一个泄漏检测仪ID。
其中，泄漏检测请求是请求对管道进行检测的请求。泄漏检测仪ID是用以区别每一泄漏检测仪的标识。因实际施工过程中，在管道正下方或偏离正下方的位置，每50米或拐角或变径处埋入一个泄漏检测仪,并记录泄漏检测仪ID和泄漏检测仪ID对应的位置,便于后期确认管道泄漏位置。为了区别和定位每一泄漏检测仪，应给每一泄漏检测仪设置一泄露检测仪ID。
优选地，本实施例还可采用NBIoT数据传输实现服务器和每一泄漏检测仪的连接，其中，NBIoT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)，构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NBIOT的特点和目标在于：
(1)超强覆盖：相对GPRS来说，增加20db的信号增益。
(2)超低功耗：对于终端功耗的目标是：基于AA(5000mAh)电池，使用寿命可超过10年。
(3)超大连接：一个扇区能够支持数万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。
(4)超低成本：NB-IoT无需重新建网，射频和天线基本上都是复用的。
步骤S10中可通过给每一泄漏检测仪设置一泄漏检测仪ID，便于后续基于每一泄漏检测仪ID确认管道泄漏的相对位置。
S20.采用泄漏检测仪ID对应的泄漏检测仪测量外界压力，泄漏检测仪包括智能传感器，智能传感器包括压力传感器和湿度传感器。
其中，智能传感器(泄漏检测仪、压力传感器或湿度传感器等)可完成现场数据收集、数据预处理以及数据建模等功能，并通过机器学习人工智能技术和边缘计算实现获取管道工作参数。
具体地，本实施例可采用薄膜式压力传感器用以测量地表下陷,地表下陷后,薄膜压力传感器所在位置压力变大,可精确测量出外界压力，也即地表下陷压力；同时采用数字温湿度传感器DHT11经过防水处理后接入ARM32,用于检测管道外围环境温湿度。
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。
进一步地，本实施例还可采用IPV6-DNS寻址来对每一泄漏检测仪ID进行分配和设定。
步骤S20中采用带有压力传感器和湿度传感器的泄漏检测仪可精确的测量出外界压力和外界湿度。
S30.若压力传感器测量得到的外界压力大于压力阈值，则采用湿度传感器测量外界湿度。
具体地，本实施例可采用智能算法模块对压力传感器测量得到的外界压力进行综合测算后得到地表综合压力值。
由于环境变化造成的地表综合压力值变化多样，只有符合地表综合压力值大于压力阈值时，才需要继续采用湿度传感器测量外界湿度，以提高湿度传感器的使用效率。
S40.若外界湿度大于湿度阈值，则发送泄漏警报，泄漏警报包括湿度传感器对应的泄漏检测仪ID。
具体地，同样由于环境变化造成的外界湿度变化多样，只有符合外界湿度大于湿度阈值时，才需要发送泄漏警报，以提高发送泄漏警报的准确性。
优选地，在步骤40之后，即在发送泄漏警报之后，管道泄漏检测方法还包括：
S401.将当前检测模式切换为低功耗模式。
具体地，低功耗模式也即低功耗睡眠模式，切断一切外围电路电源，以实现低功耗节约电能。
进一步地，本实施例中，服务器可通过人工智能和边缘计算技术实现管道故障预警：智能传感器(泄漏检测仪或湿度传感器等)可完成现场数据收集、数据预处理、数据建模等功能，并通过机器学习人工智能技术和边缘计算实现管道工作参数(动态分析判断，一旦相关参数达到报警下限，则自动远程发出带有地址坐标标注的管道故障预警，提示相关管理人员管道可能存在泄漏、地表下陷等安全隐患，需要到现场进行维护排查等工作。
本实施例提供的管道泄漏检测方法，通过压力传感器检测到的外界压力大于压力阈值时，采用湿度传感器检测外界湿度，可准确检测出管道泄漏情况以及管道泄漏位置，减少维护人员查找泄漏位置的时间，提高管道维护效率，改变传统管道巡检工作模式，实现远程自动巡检功能。
在一实施例中，如图2所示，在步骤10之前，即在获取泄漏检测请求之前，管道泄漏检测方法还包括：
S101.获取定时任务，定时任务包括任务周期。
具体地，该管道泄漏检测装置可内置高精度时钟，精准定时，用以实现定时任务。任务周期是每次执行任务的启动周期，比如24小时，或72小时等，按具体实际环境进行设定，此处不作具体限定。
S102.若系统当前时间满足任务周期，则将当前检测模式切换为工作模式。
具体地，工作模式为启动正常工作的模式，需要消耗电能采集数据。当周期任务完成后可将当前检测模式设置为低功耗睡眠模式，切断一切外围电路电源，以实现低功耗节约电能。
进一步地，本实施例可采用大容量锂亚电池供电，以解决现场取电不便的问题。
S103.激活泄漏检测请求，泄漏检测请求包括至少一个泄漏检测仪ID。
具体地，当系统当前时间满足任务周期时，可激活泄漏检测请求，以便实现自动按周期对管道进行检测的任务。
步骤S101至S103中可通过设定定时任务自动启动泄漏检测请求，无需人工激活，可有效保障检测管道泄漏的及时性和有效性。
在一实施例中，泄漏检测仪还包括一位置定位器。如图3所示，在步骤40之后，即在发送泄漏警报之后，管道泄漏检测方法还包括：
S411.采用位置定位器获取泄漏检测仪ID所在的仪器位置。
具体地，本实施例还可在泄漏检测仪中添加GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块，以采用GPS定位技术更精确地定位出当前泄漏检测仪的位置，以便获取管道可能泄漏的位置，泄漏精确度小于50米，并可在远程电子地图上进行可视化信息的显示和管理，利于维护人员直观地在地图上获取定位维护的地址。
S412.返回仪器位置。
具体地，本实施例可获取具体的仪器位置，也即仪器经纬度信息结合当前具体环境的位置返回给与管道泄漏检测装置进行无线连接的信息获取端。
本实施例提供的管道泄漏检测方法，通过压力传感器检测到的外界压力大于压力阈值时，采用湿度传感器检测外界湿度，可准确检测出管道泄漏情况以及管道泄漏位置，减少维护人员查找泄漏位置的时间，提高管道维护效率。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在一实施例中，提供一种管道泄漏检测装置。如图4所示，该管道泄漏检测装置包括至少一个设置在管道下方的泄漏检测仪，泄漏检测仪包括压力传感器、湿度传感器、核心处理器和无线发送模块；压力传感器、湿度传感器和无线发送模块分别与核心处理器电性连接；每一泄漏检测仪之间至少相距50米。
具体地，本实施例可采用32位嵌入式ARM(Advanced RISC Machine，先进低功耗RISC机器)芯片作为核心处理器。采用NBIOT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)作为与核心处理器连接且与物联网实现数据传输的无线发送模块。
优选地，该泄漏检测仪还包括一高精度时钟。
具体地，该泄漏检测仪内置高精度时钟，用以实现精准定时的定时任务。
优选地，该泄漏检测仪还包括一位置定位器。
具体地，本实施例还可在泄漏检测仪中添加GPS模块，以采用GPS定位技术更精确地定位出当前泄漏检测仪的位置，以便获取管道可能泄漏的位置，泄漏精确度小于50米。
优选地，该泄漏检测仪还包括一防水防潮防尘密封外壳。
具体地，本实施例提供泄漏检测仪还可包括外壳等级为IP68，无惧各种高温高湿等恶劣环境影响。其中，IP68是连接器防水等级标准的最高级别。评估防水连接器防水性能如何，主要看IPXX的后面两位数字XX，第一位X是从0到6，最高等级为6；第2位X是从0到8，最高等级为8。
优选地，该泄漏检测仪采用防水耐高温的纳米胶将压力传感器和湿度传感器封装在内。
该泄漏检测仪采用防水耐高温的纳米胶将压力传感器和湿度传感器封装在内，以确保泄漏检测仪防腐防潮。
在一实施例中，提供一种管道泄漏检测系统，包括采用前述任一项管道泄漏检测装置，以实现前述任一项管道泄漏检测方法。为了避免重复，此处不再赘述。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道泄漏检测方法，其特征在于，包括：
获取泄漏检测请求，所述泄漏检测请求包括至少一个泄漏检测仪ID；
采用所述泄漏检测仪ID对应的泄漏检测仪测量外界压力，所述泄漏检测仪包括智能传感器，所述智能传感器包括压力传感器和湿度传感器；
若所述压力传感器测量得到的外界压力大于压力阈值，则采用所述湿度传感器测量外界湿度；
若所述外界湿度大于湿度阈值，则发送泄漏警报，所述泄漏警报包括所述湿度传感器对应的泄漏检测仪ID。
2.如权利要求1所述的管道泄漏检测方法，其特征在于，在所述获取泄漏检测请求之前，所述管道泄漏检测方法还包括：
获取定时任务，所述定时任务包括任务周期；
若系统当前时间满足所述任务周期，则将当前检测模式切换为工作模式；
激活泄漏检测请求，所述泄漏检测请求包括至少一个泄漏检测仪ID。
3.如权利要求1所述的管道泄漏检测方法，其特征在于，在所述发送泄漏警报之后，所述管道泄漏检测方法还包括：
将当前检测模式切换为低功耗模式。
4.如权利要求1所述的管道泄漏检测方法，其特征在于，所述泄漏检测仪还包括一位置定位器；
在所述发送泄漏警报之后，所述管道泄漏检测方法还包括：
采用所述位置定位器获取所述泄漏检测仪ID所在的仪器位置；
返回所述仪器位置。
5.一种管道泄漏检测装置，其特征在于，包括至少一个设置在管道下方的泄漏检测仪，所述泄漏检测仪包括智能传感器、核心处理器和无线发送模块，其中，所述智能传感器包括压力传感器、湿度传感器；
所述压力传感器、所述湿度传感器和所述无线发送模块分别与所述核心处理器电性连接；
每一所述泄漏检测仪之间至少相距50米。
6.如权利要求5所述的管道泄漏检测装置，其特征在于，所述泄漏检测仪还包括一高精度时钟。
7.如权利要求5所述的管道泄漏检测装置，其特征在于，所述泄漏检测仪还包括一位置定位器。
8.如权利要求5所述的管道泄漏检测装置，其特征在于，所述泄漏检测仪还包括一防水防潮防尘密封外壳。
9.如权利要求5所述的管道泄漏检测装置，其特征在于，所述泄漏检测仪采用防水耐高温的纳米胶将所述压力传感器和所述湿度传感器封装在内。
10.一种管道泄漏检测系统，其特征在于，包括采用如权利要求5至9任一项所述管道泄漏检测装置，以实现如权利要求1至4任一项所述管道泄漏检测方法。
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